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1、半导体技术在智能电网中的热点应用,Analog Devices 亚德诺半导体技术（上海）有限公司 市场经理 张松刚,目录及内容简介,ADI 公司简介 产品及行业市场应用相结合 完整的信号链提供商 中国电力市场需求变化及半导体热点 电网结构变化 电力投资方向变化 半导体热点应用 ADI专注于中国输配电二次设备及智能电网 丰富的信号调理选择 - ADC 高性能的消耗处理器 - 多核处理器及混合信号处理器 参考设计及相关资源 系统方案精选1 基于IEC61850 的IED参考设计 系统方案精选2 电能质量分析参考设计 参考设计推荐 DTU设计方案 ADI相关资源,3,ADI 公司概览,FY2013:
2、 $2.6 B,4,产品及行业市场两大核心团队协同合作带动创新 具有长期积累的知识，专业技能和创造力,产品设计,行业应用,5,完整的信号链解决方案 涵盖各级系统整合方案的策略,数据来源：证卷公司报告,中国电网结构的变化,三纵、三横加一环,“十二五”规划,未来五年电力流向,电力投资开始倾向于配网,中国电力投资,中国配网投资比例过低,数据来源：证卷公司报告,电网结构及半导体应用关注,输网： 关注变电站内应用，包括智能化变电站 关注一次设备,配网： 关注变电站所的改造 关注分布式发电 关注新应用,Transmission Grid = 110kV,Distribution Grid = 35kV,8
3、,半导体在智能电网中热点应用,输电网 智能化变电站IEC61850及智能化电子设备（IED） 直流输电及柔性输电 智能化一次设备 传统电力保护的改造 新能源包括风能太阳能 配电网 分布式发电并网太阳能及储能 DTU/FTU/TTU SVG/SVC 电能质量分析及管理 配网设备改造及配网自动化 智能化电能表,ADI 重点关注能源及电力市场的发展及变化,10,Precision Amplifiers and References,Blackfin and SHARC DSPs,Interface,Power Mgmnt,iCoupler Digital Isolators,Voltage/Curr
4、ent Power Line Monitoring,Electric Metering AFEs,RF Transceivers,MEMS Vibration Sensors,#1 WW Market Share,市场趋势及变化,电力应用需求变化,未来的电力设备不断增加的互联互通的需求（以太网、光纤、无线射频及电力线载波） IEC61850 协议及支持 多以太网接口 配网设备要求提高精度与降低成本 采用高精度的ADC 越来越多的四合一产品 不断增长的分布式发电及对电能质量管理的需求 电能质量分析功能 变压器在线监测 -所有一次设备的健康状况 更高性能的ADC 电力电子应用及无功管理优化电网质量
5、,ADI 应对,Increased performance DSPs Multi-core DSP and processors Distribution Automation measurement AFEs and High precision ADC Multi channel ADC 24 bit Sigma-Delta ADC Distribution Automation measurement SOCs* Dedicated to Low voltage AFE Mixed signal processors Mixed-Signal Processors High perfor
6、mance enbedded ADC Muiti-channels PWM control,ADI 的芯片在二次设备及数字化变电站中的应用,12,Fault Recorder,Relay Protection,Control & Measurement,Grid Safety Control,Power Quality,Metering,Station DC/AC Power Supply,Primary device online monitoring Terminal,Online monitoring devices,Intelligent terminal,Intelligent te
7、rminal,Merging Unit,Switch and Breaker,Transformer,Capacitor & Reactor,Real time data collection terminal,Non-real time data collection terminal,Metering data collection terminal,Process Bus,Station Bus,Substation Control Center,CT/PT,AD7606,DSP ADSP-21469,ADSP-BF60x,ADE7880,4种电力系统常用的信号调理拓扑结构,13,Ref
8、,AMP,PT/CT,+/- 10V +/- 5V,AMP,PT/CT,Topology 1,Ref,AMP,PT/CT,+/- 10V +/- 5V,AMP,PT/CT,Topology 2,MUX,+/- 10V +/- 5V,Topology 3,Topology 4,PT/CT,PT/CT,Ref,PT/CT,AMP,PT/CT,ADC,MUX,+/- 10V +/- 5V,AD7606/7607,Ref,AD7656 AD7865,ADC,ADC,AD7685,AD7685,AD7689,AD7606 16 位, 8通道数据采集模拟前端,Features 8-ch simultane
9、ous sampling Single 5V supply operation +/-10V or +/-5V bipolar input Analog input clamp protection 1Meg analog input impedance 2nd Order Filter Flexible Digital filter 2.5V REF and reference buffer Serial and Parallel interface. 64 lead LQFP Package Performance 90dB SNR 200k 95.5dB SNR (OS x16) 100
10、mW Power INL +/- 2 LSB, DNL +/- 0.99 LSB (max) Input Clamps to +/-16.5V NFS/PFS 32LSB (max),15,ADI的多核处理器 ADSP-BF607/6,L2 SRAM With ECC 256kB (BF606 128kB),L1 SRAM 148kB With Parity,112x GPIO + 6x PINT,Pipelined Vision Processor (PVP),HARDWARE PROCESSING BF608/BF609 Only,System Crossbar and DMA Subsy
11、stem,PERIPHERALS,L3 MEMORY INTERFACES,L1 SRAM 148kB With Parity,2x TWI,8x Timers,1x Counter,2x PWM,2x UART,2x SPI,3x SPORT+ACM,4x Link Port,3x ePPI,1x EMMC/RSI,2x EMAC 1588,1x USB OTG MP,SYSTEM CONTROL,Trigger Routing,Watch-points,System Debug,Power Mgt,System Protection,Dual CRC,Dual Watchdog,BF CO
12、RE 0,BF CORE 1,L2 MEMORY,Pixel Compositor (PIXC),Pixel Crossbar,1x CAN,ADI的混合信号处理器 - CM40x,16,卖点： 片内ADC精度高（16位，13位的ENOB） 2 X CAN总线 Event Trigger,17,其它厂家,ADI方案及参考设计介绍,基于IEC61850的IED参考设计 电能质量分析设备参考设计 DTU/FTU参考设计 ADI网站资源,19,ADI IEC61850 IED 参考方案,ADSP-BF609,SPORT,MAC1,Ethernet Phy. RMII,Vin,4 X PT,Iin,4
13、 X PCT,Iin,3 X MCT,USB,RS485,ADM3202,RS232,DDR,128MB DDR,Flash,System Memory Bus,FPGA,LCD 240 X 128,Link Port,1pps,12V,ADP2384,IO board,FT232,Jumper,CAN,ADM3053,UART1,CAN,MAC1,UART2,ADM2587E,RMII,RMII,ADP2384,3.3V,5V,ADP2119,ADP1715,AD7606,AD7606,ADP7104,2.5V,1.0V,1.25V,ADP2119,5V Analog,ADR421,AD82
14、75,AD8657,ADM13305,System voltage supervisory,Controller board,pps signal from IEEE1588,ADI IEC61850 IED 参考方案,硬件 一套参考设计套件（处理器板+IO板+LCD+电源+线缆） 原理图 Layout文件、Gerber BOM FPGA设计代码 （不含以太网的IP Core） 硬件设计文档,软件 在ADSP-BF60x上面的uCLinux完整移植说明 SISCO MMS Lite协议栈完整移植到本平台的说明 一个简单的继电保护测控的例子 （测量三相+零序的电压，电流，频率和功率等通过SISC
15、O MMS协议栈上传；完成三相电流的过流检测并保护，通过GOOSE发送跳闸指令；DIDO状态量GOOSE发布） 裸核发送GOOSE报文实例 人机操作界面示例 备注：SISCO的MMS Lite 协议栈并不包含在改套件内,ADI IEC61850 IED 参考方案,参考方案合作方 上海远景数字技术有限公司 http:/ 1,Core 0,System Crossbar and DMA Subsystem,Ethernet 0,Ethernet 1,Single thread programming Real-time tasks: Relay protection algorithm,L2 Me
16、mory,MMS,GOOSE （interlock）,系统架构设计1 非实时GOOSE （要求不高的配网系统）,ADC,GOOSE via uCLinux - Easy to implemented but non-real time!,23,Core 1,Core 0,System Crossbar and DMA Subsystem,Ethernet 0,Ethernet 1,uC-Linux: None real-time tasks: MMS stack = TCP/IP,L2 Memory,MMS,GOOSE（interlock）,ADC,系统架构设计2 实时GOOSE,,24,Core 1,Core 0,System Crossbar
