prowadzący: mgr inż. Piotr Prystupiuk Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA Zaawansowane technologie teleinformatyczne i systemy informatyczne do budowy zintegrowanych platform obsługi inteligentnych sieci energetycznych Smart Grid Współautorzy: A. Jaworski Z. Kołodziejczyk L. Książek M. Kuźmiński P. Michalski M. Rup Ł. Sapuła P. Wlazło Opracowanie modułu do współpracy z inteligentną siecią energetyczną Smart Grid na bazie układu SoC (system on chip). (CA)
Cel pracy Cel główny Cele szczegółowe Pozyskanie innowacyjnej wiedzy, która będzie mogła być wykorzystana przy budowie wybranych aplikacji inteligentnych sieci energetycznych - Smart Grid, a w szczególności rozwiązań zapewniających wzrost niezawodności systemu dystrybucyjnego, optymalizację systemu oraz integrację zasobów operatora sieci energetycznej Opracowanie platformy sprzętowo programowej uniwersalnego modułu komunikacyjnego Opracowanie sposobu zapewnienia i ciągłości ł ś itransmisji jidanych przy zaniku zasilania w stanach awaryjnych Opracowanie interfejsu wymiany danych między modułem a jednostkami centralnymi urządzeń inteligentnych (IED) Wyniki Dokumentacja techniczna modelu modułu komunikacyjnego Model urządzenia ą zabezpieczeniowego (demonstrator) wyposażony y w uniwersalny interfejs wymiany danych i moduł podtrzymania zasilania Sprawozdanie z badań funkcjonalnych modelu (demonstratora) Oferta technologiczna na komercjalizację urządzenia zabezpieczeniowego
Założenia do projektu modułu sieciowego: 1. Dwa łącze transmisyjne: jedno typu DHR, izolowane, do komunikacji lokalnej z urządzeniem EAZ z protokołem MODBUS-RTU i prędkością 1Mbit/s drugie izolowane do komunikacji sieciowej typu Ethernet w standardzie 100Mbit/s w wersji przyłączeniowej RJ45 typu skrętka 2. Niski pobór prądu, ą wysoka odpornością ą na zakłócenia elektromagnetyczne, małe wymiary geometryczne, praca w przemysłowym zakresie temperatur (-40 +85 C). 3. Implementacja programowa standardu d IEC 61850 z wykorzystaniem gotowych modułów bibliotecznych
Platforma sprzętowa systemu komunikacyjnego IEC 61850
Cechy zastosowanych rozwiązań układowych Mikrokontroler AT91SAM9260-32-bitowa architektura, F PLL =210 MHz, kwarc 3-20 MHz -zasilanie: i rdzeń ń +1.8V, 18V peryferia +3,3 33 V -jednostka zarządzania pamięcią MMU -magistrale dla peryferiów AHB, APB -dostępne peryferia: UART, SPI, I2C, USB, CAN, ENET, timery, DMA, A/C, kontroler MultiMediaCard, watchdog, kontroler przerwań, 96 linii I/O, JTAG Interfejs warstwy fizycznej Ethernet -praca w trybie 100 Mbit/s, złącze RJ45 -połączenie z mikrokontrolerem głównym interfejsem MII - sygnalizacja LED stanów łącza Interfejs transmisji szeregowej -prędkość 1Mbit/s, izolacja 2,5 kv RMS Zasilanie modułu - przetwornica izolowana (6 kv) +12 V/+12 V, regulatory +12V/+3,3 V
Konstrukcja modułu komunikacyjnego IEC 61850 Widok z góry Widok z dołu ł
Oprogramowanie modułu komunikacyjnego Jako platformę programowa serwera zastosowano Microsoft Windows Embedded CE 6.0 Do komunikacji z urządzeniem EAZ zaimplementowano jednostkę MASTER protokołu MODBUS-RTU Do oprogramowanie serwera standardu IEC 61850 użyto modułów bibliotecznych firmy Triangle MicroWorks w wersji SERWER
System potrójnego zasilania Uin_zg zasilanie główne ZG Zasilacz ac Główny H_ZAS_v5_(13V) ZP Uwy_zg UPS Uwe_ups Układ podtrzymania Uwy_ups do wejścia zasilania z superkondensatora płyty H_Gdsp_v6 H_UPS_v3 Uin_zp do przetwornika AC Uwy_zp Zasilacz Pomocniczy płyty H_PWEWY_v6 zasilanie z przekładników H_ZAS_v5_(12V2) UPS on do rejestru wejść płyty H_PWEWY_v6 Stany pracy urządzenia Uwy_ups UPS_on Zasilacz główny ZG > 12,55 0 Zasilacz pomocniczy ZP < 12,55 0 UPS (11,2 V-on, 11.5 V-off) x 1 Zamknięcie systemu DSP < 10,3 V x
Konstrukcja modułu podtrzymania zasilania Widok z góry Widok z dołu
Przebiegi napięcia i prądu przy obciążeniu 6 i 12W -napięcie zasilania z zasilacza sieciowego -napięcie zasilania obciążenia -napięcie na superkondensatorze -prąd wyjściowy zasilacza sieciowego - prąd ą zasilania obciążeniaą
Demonstrator
Wyniki pracy 1. Opracowano dokumentację techniczną modułu komunikacyjnego. Dokumentacja modułu ł umieszczona jest na serwerze w katalogu \\192.168.1.116\Dokumentacja techniczna\dk - dokumentacja konstrukcyjna\h - moduły płytki drukowane\h_61850srv_tx_v2\ 2. Wykonano model urządzenia zabezpieczeniowego (demonstrator) wyposażony y w uniwersalny interfejs wymiany y danych i moduł podtrzymania zasilania. Demonstrator został sprawdzony pod względem funkcjonalnym z wynikiem pozytywnym. 3. Wykonano ofertę technologiczną na komercjalizację opracowanego urządzenia zabezpieczeniowego w formie dokumentacji technicznej umożliwiającej jego wytwarzanie. Dokumentacja umieszczona jest na serwerze pod adresem: \\192.168.1.116\Work\10_XX\DT\DT_M710_48_00.doc168 1 116\Work\10 00
Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA Dziękuję za uwagę