電力系統(tǒng)自主可控芯片化繼電保護

目錄
“智能電網技術與裝備叢書”序
前言
第1章 繼電保護裝置概述 1
1.1 繼電保護的概述與要求 1
1.1.1 繼電保護概述 1
1.1.2 對電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求 2
1.2 繼電保護裝置的構成 4
1.2.1 模擬型繼電保護裝置的基本結構 5
1.2.2 微機型繼電保護裝置的基本結構 6
1.3 繼電保護裝置的發(fā)展歷程與發(fā)展趨勢 6
1.3.1 繼電保護裝置的發(fā)展歷程 6
1.3.2 繼電保護裝置的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 8
參考文獻 9
第2章 納米繼電器 10
2.1 納米繼電器思想的提出 10
2.2 納米繼電器的結構 10
2.3 納米繼電器的分類 11
2.3.1 邏輯判斷類納米繼電器 11
2.3.2 電氣參量計算類納米繼電器 13
2.3.3 采樣值處理類納米繼電器 14
2.3.4 通信管理類納米繼電器 14
2.3.5 時間管理類納米繼電器 14
2.4 納米繼電器的并行處理模式 15
第3章 繼電保護SoC芯片 17
3.1 繼電保護SoC芯片概述與發(fā)展 17
3.1.1 繼電保護SoC芯片的概述 17
3.1.2 繼電保護SoC芯片的發(fā)展歷程 18
3.1.3 繼電保護SoC芯片的發(fā)展趨勢 20
3.2 繼電保護SoC芯片系統(tǒng)結構設計 22
3.2.1 繼電保護SoC芯片應用場景分析 22
3.2.2 需求驅動的多核SoC系統(tǒng)架構設計 23
3.2.3 CPU核定制化設計 27
3.2.4 系統(tǒng)總線架構 36
3.2.5 核間數(shù)據(jù)交互機制設計 37
3.3 芯片級硬件算法 41
3.3.1 前置數(shù)據(jù)處理類算法 41
3.3.2 電氣參量計算類算法 45
3.3.3 數(shù)據(jù)管理類算法 50
3.3.4 網絡通信類算法 52
3.3.5 硬件算法的 IP定制 58
3.3.6 專用 DSP 62
3.4 芯片內嵌安全模塊 67
3.4.1 密碼服務模塊 67
3.4.2 安全防護單元 73
3.4.3 存儲器保護單元 75
3.4.4 安全 COS 76
3.5 芯片開發(fā)環(huán)境 79
3.6 芯片驗證及測試方法 86
3.6.1 芯片設計制造流程及其中的測試方法 86
3.6.2 功能驗證 89
3.6.3 靜態(tài)時序分析 90
3.6.4 門級仿真 91
參考文獻 92
第4章 繼電保護嵌入式操作系統(tǒng) 93
4.1 嵌入式操作系統(tǒng)概述 93
4.1.1 嵌入式操作系統(tǒng)的基本概念 93
4.1.2 宏內核與微內核 94
4.1.3 任務的管理與調度 95
4.1.4 中斷和時鐘 99
4.1.5 動態(tài)內存管理 104
4.2 繼電保護專用操作系統(tǒng)的開發(fā)背景 106
4.2.1 為什么繼電保護裝置需要操作系統(tǒng) 106
4.2.2 繼電保護裝置對操作系統(tǒng)的要求 107
4.2.3 專用操作系統(tǒng)的開發(fā)背景 108
4.3 繼電保護嵌入式操作系統(tǒng)及應用 109
4.3.1 微內核架構 109
4.3.2 單核操作系統(tǒng)應用 112
4.3.3 雙核操作系統(tǒng)應用 114
4.3.4 嵌入式操作系統(tǒng)應用總結 121
參考文獻 122
第5章 芯片化保護裝置 123
5.1 芯片化保護裝置系統(tǒng)架構 123
5.1.1SoC芯片內核功能分布 123
5.1.2 多核通信機制 125
5.1.3 前置數(shù)據(jù)處理實現(xiàn) 127
5.2 芯片化保護裝置硬件平臺 130
5.2.1 高壓保護裝置架構 130
5.2.2 低壓保護裝置架構 133
5.3 芯片化保護裝置軟件平臺 137
5.3.1 總體架構 137
5.3.2 工作模式 139
5.3.3 驅動層 141
5.3.4 系統(tǒng)層 143
5.3.5 應用層 146
5.4 芯片化保護裝置外特性 148
5.4.1 小型化技術 148
5.4.2 低功耗技術 149
5.4.3 高防護技術 151
5.5 芯片化保護裝置可靠性機制 154
5.5.1 關鍵數(shù)據(jù)不出芯片 154
5.5.2 多核共享資源的安全管理機制 156
5.5.3 電力專用子系統(tǒng)的全過程監(jiān)控機制 159
5.5.4 多核安全復位機制 160
5.6 芯片化保護裝置運維技術 164
5.6.1 接口設計技術 164
5.6.2 即插即用技術 165
第6章 芯片化保護信息安全防護技術 169
6.1 嵌入式可信計算 169
6.1.1 嵌入式可信防護體系概述 169
6.1.2 嵌入式可信組件軟件架構 174
6.1.3 功能模塊布局 177
6.1.4 程序邏輯 180
6.2 容錯 183
6.2.1 容錯的定義和功能 183
6.2.2 故障數(shù)據(jù)檢測 183
6.2.3 風險評估策略 185
6.2.4 狀態(tài)恢復策略 188
6.2.5 嵌入式容錯組件 189
6.3 主動免疫 193
6.3.1 主動免疫的概念和機理 193
6.3.2 主動免疫的機制 195
6.3.3 主動免疫參考架構 197
參考文獻 199
第7章 試驗驗證 200
7.1 繼電保護通用試驗 200
7.1.1 功能試驗 200
7.1.2 數(shù)字仿真試驗 200
7.1.3 氣候環(huán)境試驗 200
7.1.4 電磁兼容試驗 208
7.1.5 電氣性能和安全規(guī)范試驗 210
7.2 就地安裝的保護裝置試驗 211
7.2.1 IP防護試驗 211
7.2.2 內部器件溫升試驗 213
7.2.3 太陽輻射試驗 214
7.2.4 跌落與錘擊 215
7.3 保護裝置可靠性強化試驗 216
7.3.1 高加速壽命試驗 216
7.3.2 快速暫態(tài)過電壓試驗 220
7.3.3 長期老化壽命試驗 220
第8章 芯片化保護工程應用 222
8.1 二次系統(tǒng)架構 222
8.1.1 基本原則 222
8.1.2 配置方案 223
8.2 芯片化保護組網 224
8.2.1 組網方案 225
8.2.2 延時可測技術 227
8.2.3 同源雙網技術 228
8.3 芯片化保護安裝 231
8.3.1 組屏方案 231
8.3.2 就地安裝 236
8.3.3 預制光纜 238
8.3.4 免熔接光纖配線箱 240
8.4 芯片化保護運維 244
8.4.1 設備管理單元 244
8.4.2 系統(tǒng)配置工具 247
8.4.3 調試檢修工具 250
8.4.4 運維方案 252
8.5 芯片化保護應用 260
8.5.1 工程應用情況 260
8.5.2 典型整站示范應用 261
8.5.3 應用成效與分析 268
參考文獻 270