嵌入式技術及其在電力系統中的應用

劉燚榮 大連航運職業技術學院

嵌入式技術是計算機技術的重要分支之一，原理是通過計算機控制實現特定功能。一般情況下，嵌入式技術常用于小型電子裝置中，受到系統資源的限制，其內核相對較小。嵌入式系統具備專用性強、精簡性高的特點，將其應用到電力系統中可以充分發揮其高時效性的優勢，保障電力系統運行的可靠性。

1 嵌入式技術概述

1.1 嵌入式技術的概念

嵌入式技術是通過嵌入式系統實現特定的功能或是用途，系統主要由軟件和硬件兩個部分構成。再具體應用的過程中，通常是將設備裝入到專用的計算機系統中，使計算機系統具備更加豐富的新功能。從這一角度來看，系統主要包括目標機和宿主機兩個部分。

1.2 嵌入式技術的特點分析

嵌入式技術最顯著的兩個特點就是目的性和針對性，這也是其廣泛應用的依憑。人們可以根據實際需求開發出滿足條件的嵌入式系統。但是嵌入式系統在設計開發的過程中，常常受到成本、空間等方面的限制，為了解決這一問題，應該緊密結合系統的硬件和軟件條件進行“量身定做”，保障其效用的充分發揮，大幅度的提升了嵌入式系統的實效性。由此可見，嵌入式技術的應用能夠幫助企業節省一部分成本。

2 嵌入式技術在電力系統中的應用分析

2.1 嵌入式系統在電力監控中的應用

隨著電力用戶的不斷增加，電站計算機監控系統所監控的數據規模持續擴大，這就導致數據出現誤差的風險出現提高。為了應對這一問題，電站通常將系統分成多個層面，之后通過功能模塊和接口模塊構成計算機系統，通過統籌規劃和協調分工保障機組的安全運行。

基于上述內容，可以在系統中采用具備強大處理、運算以及運行能力的嵌入式系統。嵌入式系統的作用主要包括以下幾個方面：其一，對電壓、電流等信號進行收集轉換。其二，通過對各項數據的計算分析獲得各項參數指標。其三，根據TCP/IP協議將上述數據進行上傳，供相關工作人員查看，判斷系統運行過程中是否出現故障，并及時處理。

2.2 用于抗EMC

嵌入式系統自身產生的電磁干擾較小，同時也能夠抵抗其它系統產生的電磁干擾，因此可以將嵌入式系統應用于復雜的電磁環境中，一方面加強系統抗電磁干擾的能力，一方面減小系統本身產生的電磁干擾。

嵌入式系統抗EMS技術主要包括嵌入式系統硬件抗EMS技術和軟件抗EMS技術兩個部分。其中硬件技術的原理是對電源諧波干擾進行抑制，如在滿足系統需求的前提下選擇主頻最低的CPU等。軟件技術的原理則是通過自動檢測和診斷、軟件陷阱以及信息冗余等技術進行電磁干擾對抗。例如，當前階段廣泛使用的STWD100xP看門狗在嵌入式系統硬件抗EMC技術，系統在運行的過程中不會占用CPU資源，大幅度提升了系統工作的穩定性。該技術常用于繼電器、控制器等受干擾較強的系統中，在保障系統穩定性方面發揮出了不可忽視的作用。

2.3 在自動化系統和裝置中的應用

近些年來，電力行業的發展使得電力企業之間的競爭變得越來越激烈，為了提升自身的競爭力，大部分企業都致力于變電站綜合自動化系統安全性、穩定性的提升，為電力用戶提供更加優質的電能服務，同時降低運維成本，以此實現經濟效益的提升。在自動化系統運行過程中，后臺機的主要功能是對數據進行顯示，打印和處理，因此不僅需要具備良好的處理速度，同時還能夠實現對數據的監控和實時遠程調度。

將嵌入式系統應用到變電站自動化系統中，可以有效的滿足系統系統數據監控和采集要求。例如，我國自主研發的MOXA V2420嵌入式計算機就是針對電力變電站后臺機應用需求而研發的，其采用可機架式安裝的方式，采用了無飛線和無風扇的內部設計方法，最大程度的降低了系統故障的風險，極大的提升了產品和系統運行的安全性。此外，嵌入式系統同樣可以應用于電力系統自動化裝置中。例如，以單片機為核心研發的微機準同期裝置、微機勵磁調節裝置都可以嵌入到電力系統中。

2.4 在電費計量中的應用

近些年來，隨著我國社會經濟的發展，電力用戶的數量持續增加，為電能計量工作帶來了較大的挑戰。為了解決現階段電表無法計量諧波的問題，可以采用MSP430系列嵌入式單片機。這種裝置可以通過電池進行供電，能耗較低，且使用時間長、系統穩定性強，很適合應用于電表中。通過該裝置的應用可以使電表具備區分諧波分量和基波分量的功能，避免一部分用戶因諧波影響而多繳電費、諧波產生方少繳電費的現象發生。

當前階段，我國很多電表廠都在研發以MSP430為核心的新型電度表產品，不僅解決了傳統電表存在的問題，同時也使電表的可擴展性得到了極大的加強。由此可見，將嵌入式技術應用到電費計量，一方面可以提升用戶電能服務的質量，另一方面則能夠避免電力企業經濟利益受損，促進其持續發展。

3 結束語

綜上所述，嵌入式技術可以在電力系統的很多方面發揮出不俗的作用，具有非常廣闊的應用前景。本文涉及到的內容只是嵌入式技術在電力系統中的應用一部分，希望人們進一步加強研究，促進嵌入式技術在我國電力行業的推廣應用，為我國電力行業的健康發展提供助力。

[1]張曉蕾.嵌入式技術及其在電力系統中的應用[J].信息系統工程 ,2016(02)：42.

[2]邢曉擘.論嵌入式計算機技術在電力系統中的應用[J].信息與電腦(理論版 ),2015(21)：105-106.

[3]謝新宇,謝潤澤.嵌入式技術在電力系統中的應用[J].工業控制計算機 ,2014,27(02)：120+124.