使用LabVIEW和NI Single-Board RIO搭建智能電網監

我們使用NI Single-Board RIO開發的智能電網單元是一種可靠且具性價比的解決方案，它具有獨特的靈活性，極適用于搭建自動化系統。使用NI軟硬件平臺使我們更具有技術優勢，同時在系統開發過程中NI也提供了出色的本地化技術支持。 - 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挑戰的理想平臺。

挑戰:

設計一個高成本效益智能現代電網監控系統。

解決方案:

使用NI產品開發智能傳感器系統，實時連續監測和控制電網的運行。

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

解決問題關鍵是準確地監測電網，以確保不斷電/停電。為此，我們利用創新型技術搭建了一個實時的智能電網系統，幫助電力公司監測其系統。

智能電網系統

基于NI Single-Board RIO可重配置嵌入式系統在智能電網控制上的優異表現，我們選擇它作為系統開發平臺。NI Single-Board RIO平臺包含板載實時處理器、可重配置現場可編程門陣列(FPGA)、模擬和數字I / O，具有實時、并行處理、體積小巧、低成本等優點。在我們搭建的系統中， NI Single-Board RIO設備扮演了三個角色：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、網絡和數據記錄算法通過用戶可配置應用程序在實時終端上進行編譯

我們開發的用戶可配置應用程序稱為電站主配置工具(Station Master Configuration Tool, StatMAC)，該工具使用NI LabVIEW圖形化開發軟件來執行如下配置：

通信

協議配置

本地數據記錄

數字I / O

模擬輸入

設備參數設置

該智能電網系統支持使用遠程終端 (RTU)模式的標準Modbus協議、DLMS、DNP和IEC101等多種通訊協議。同時，各單元可以通過有線RS232/485、以太網LAN和 Internet網絡或無線GSM/ SMS、GPRS/ FTP和GSM/數據等多種方式進行通信。

隨著電網系統的發展，未來數字和模擬通道的數量也會逐漸增加。為了滿足后續升級需求，該系統配備擴展插槽，使用戶可以插入NI C系列模塊來擴展I / O通道。

例如印度拉賈斯坦邦正在開展RAPDRP項目，大規模部署智能電網，近2,820個智能電網單元被部署覆蓋Discom的所有區域。電表采集的數據通過 GPRS通信傳輸到數據中心，數據中心的MDM對來自各地變電站的海量數據進行長期存儲和管理。同時，系統通過Web發布在線信息、趨勢、報警和報告。

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

結論

我們使用NI Single-Board RIO開發的智能電網單元是一個低成本的可靠解決方案，它具有獨特的靈活性，可滿足自動化系統的各種需求。使用NI軟硬件平臺使得我們更具有技術優勢，同時，在系統開發過程中NI也提供出色的本地化技術支持。