使用LabVIEW和NI Single-Board RIO搭建智能電網(wǎng)監

我們使用NI Single-Board RIO開(kāi)發(fā)的智能電網(wǎng)單元是一種可靠且具性?xún)r(jià)比的解決方案，它具有獨特的靈活性，極適用于搭建自動(dòng)化系統。使用NI軟硬件平臺使我們更具有技術(shù)優(yōu)勢，同時(shí)在系統開(kāi)發(fā)過(guò)程中NI也提供了出色的本地化技術(shù)支持。 - Jaswinder Singh, NexGEN Consultancy Pvt Ltd

圖1：選擇NI Single-Board RIO可重配置的嵌入式系統，因為它是應對智能電網(wǎng)挑戰的理想平臺。

挑戰:

設計一個(gè)高成本效益智能現代電網(wǎng)監控系統。

解決方案:

使用NI產(chǎn)品開(kāi)發(fā)智能傳感器系統，實(shí)時(shí)連續監測和控制電網(wǎng)的運行。

當前，電力系統正發(fā)生著(zhù)巨大變化，電網(wǎng)系統需要將各種來(lái)源的電力配送給各地的消費者。為了提高效率，電網(wǎng)系統應該采用智能控制的方式運作，確保流進(jìn)/出電網(wǎng)的電力滿(mǎn)足實(shí)時(shí)連續的要求。目前在許多國家，由于設備故障、電力干擾和斷電等因素，導致電網(wǎng)系統尚且無(wú)法實(shí)現穩定有效的電力供應。

解決問(wèn)題關(guān)鍵是準確地監測電網(wǎng)，以確保不斷電/停電。為此，我們利用創(chuàng )新型技術(shù)搭建了一個(gè)實(shí)時(shí)的智能電網(wǎng)系統，幫助電力公司監測其系統。

智能電網(wǎng)系統

基于NI Single-Board RIO可重配置嵌入式系統在智能電網(wǎng)控制上的優(yōu)異表現，我們選擇它作為系統開(kāi)發(fā)平臺。NI Single-Board RIO平臺包含板載實(shí)時(shí)處理器、可重配置現場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)、模擬和數字I / O，具有實(shí)時(shí)、并行處理、體積小巧、低成本等優(yōu)點(diǎn)。在我們搭建的系統中， NI Single-Board RIO設備扮演了三個(gè)角色：數據采集和處理主系統、電源和調制解調器子板卡。其中，數據采集、控制、網(wǎng)絡(luò )和數據記錄算法通過(guò)用戶(hù)可配置應用程序在實(shí)時(shí)終端上進(jìn)行編譯

我們開(kāi)發(fā)的用戶(hù)可配置應用程序稱(chēng)為電站主配置工具(Station Master Configuration Tool, StatMAC)，該工具使用NI LabVIEW圖形化開(kāi)發(fā)軟件來(lái)執行如下配置：

通信

協(xié)議配置

本地數據記錄

數字I / O

模擬輸入

設備參數設置

該智能電網(wǎng)系統支持使用遠程終端 (RTU)模式的標準Modbus協(xié)議、DLMS、DNP和IEC101等多種通訊協(xié)議。同時(shí)，各單元可以通過(guò)有線(xiàn)RS232/485、以太網(wǎng)LAN和 Internet網(wǎng)絡(luò )或無(wú)線(xiàn)GSM/ SMS、GPRS/ FTP和GSM/數據等多種方式進(jìn)行通信。

隨著(zhù)電網(wǎng)系統的發(fā)展，未來(lái)數字和模擬通道的數量也會(huì )逐漸增加。為了滿(mǎn)足后續升級需求，該系統配備擴展插槽，使用戶(hù)可以插入NI C系列模塊來(lái)擴展I / O通道。

例如印度拉賈斯坦邦正在開(kāi)展RAPDRP項目，大規模部署智能電網(wǎng)，近2,820個(gè)智能電網(wǎng)單元被部署覆蓋Discom的所有區域。電表采集的數據通過(guò) GPRS通信傳輸到數據中心，數據中心的MDM對來(lái)自各地變電站的海量數據進(jìn)行長(cháng)期存儲和管理。同時(shí)，系統通過(guò)Web發(fā)布在線(xiàn)信息、趨勢、報警和報告。

每一單元可以監視和控制斷路器、變壓器、電容器和電池等開(kāi)關(guān)設備。在安裝完畢后，該系統將提升對電網(wǎng)的監控能力，提高整個(gè)電網(wǎng)系統的可靠性，贏(yíng)得電力公司對智能電網(wǎng)系統的認可。

結論

我們使用NI Single-Board RIO開(kāi)發(fā)的智能電網(wǎng)單元是一個(gè)低成本的可靠解決方案，它具有獨特的靈活性，可滿(mǎn)足自動(dòng)化系統的各種需求。使用NI軟硬件平臺使得我們更具有技術(shù)優(yōu)勢，同時(shí)，在系統開(kāi)發(fā)過(guò)程中NI也提供出色的本地化技術(shù)支持。