主页(http://www.cnwulian.net):未来可以用FPGA解决智能电网的困惑
FPGA将复杂的智能电网设计变得好像升级软件一样的简单。
为了使智能电网的设备更“智能”,电网系统需要包括信号处理、通信管理、专用集成电路和其他外围设备。要做到这一点,传统的系统通常包括一个数字信号处理器,一个中央处理单元和一个FPGA。
28nm FPGA SoC之所以适应智能电网的要求,是因为其包含了32位纠错码功能以及多个ARM处理器内核,以确保系统的可靠性备份性。同时,虽然ARM核心提供良好的性能,但对于大多数计算密集型的实时处理需求,通常在FPGA架构中实现硬件加速器。
随着FPGA的集成能力和处理速度增加,很多的智能电网应用都开始考虑导入FPGA以实现所有的功能模块,并且保证系统的可靠性、高效性、可维修性以及低成本。比如,在智能电网应用中使用FPGA的一个例子是可扩展至八端口的四端口以太网交换机,支持10/100/1000G以太网,支持IEC 62439-3,支持IEEE 1588-2008,同时并不需要外部存储器。
此外,变电站系统工程师必须满足恢复时间规格(识别和恢复发生故障后的变电站服务所需要的时间)。IEC61850规定的使用IEC62439-3(并行冗余协议)和高可用性的无缝冗余)。
从内部变电站基础设施的角度来看,IEC 61850便于通过通信系统,使变电站设备通过光纤电缆来代替传统的硬连线方式实现互联性。
光纤网络的延迟比铜线低,因此为了促进这一网络标准,IEC 61850提供了特殊的消息层,可以绕过通信协议栈,进一步减少系统延迟。
智能电网设备制造商需要一个连续的产品供应链,而FPGA可以提供不断地进行产品升级,并且此前的所有设计都可以很顺利的导入至新的产品中。因此无论是生产、制造和开发的重新配置,以及对于标准的升级改造,都变得非常容易。
IEC 61850规定,所有设备都必须保证无单点故障的系统事故,因此,变电站架构为所有关键部件都应采用冗余设置。