芯耀
975
在“雙碳”目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下，以分布式能源為核心的微電網(wǎng)系統(tǒng)正在成為能源轉(zhuǎn)型的重要抓手。作為本地發(fā)電、儲(chǔ)能與用電負(fù)荷的控制中樞，微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器擔(dān)著協(xié)調(diào)內(nèi)部資源、保障穩(wěn)定運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的核心任務(wù)，它的可靠性與性能直接影響系統(tǒng)的表現(xiàn)，進(jìn)而決定其長(zhǎng)期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
飛凌嵌入式基于TI AM62x處理器打造的FET6254-C核心板，以多核協(xié)同處理能力、實(shí)時(shí)響應(yīng)與工業(yè)級(jí)可靠性，能夠?yàn)槲㈦娋W(wǎng)協(xié)調(diào)控制器提供強(qiáng)有力的支撐，助力分布式能源高效協(xié)同。
1、微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器的關(guān)鍵作用與技術(shù)挑戰(zhàn)
微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器是微電網(wǎng)中的核心控制設(shè)備，它需要實(shí)時(shí)監(jiān)控光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并基于安全與經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的目標(biāo)制定控制策略?？傮w而言，微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器作為系統(tǒng)“大腦”需具備高速數(shù)據(jù)采集、并離網(wǎng)無(wú)縫切換、功率協(xié)調(diào)控制、調(diào)頻調(diào)壓控制以及策略執(zhí)行等核心功能。
面對(duì)復(fù)雜的控制任務(wù)，傳統(tǒng)單核處理器往往力不從心。一方面需要運(yùn)行Linux系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)處理和人機(jī)交互；另一方面又要求實(shí)時(shí)控制，在毫秒級(jí)完成并離網(wǎng)切換和功率調(diào)節(jié)。同時(shí)，微電網(wǎng)設(shè)備數(shù)量多、通信協(xié)議復(fù)雜，對(duì)接口資源提出了嚴(yán)苛要求。
2、FET6254-C核心板：多核異構(gòu)，強(qiáng)力賦能
針對(duì)微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器的技術(shù)需求，飛凌嵌入式推薦使用基于TI Sitara? AM62x系列工業(yè)級(jí)處理器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的FET6254-C核心板作為主控解決方案，它能夠以多核異構(gòu)架構(gòu)和豐富接口資源，為微電網(wǎng)控制提供強(qiáng)大技術(shù)支撐。
（1）多核異構(gòu)，兼顧高效運(yùn)算和實(shí)時(shí)控制
飛凌嵌入式FET6254-C核心板采用4核Cortex-A53+Cortex-M4F的多核異構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒏咝阅苡?jì)算與實(shí)時(shí)控制進(jìn)行有效地融合——4核Cortex-A53主頻高達(dá)1.4GHz，運(yùn)行Linux系統(tǒng)，用來(lái)處理復(fù)雜算法、通信協(xié)議棧和能源管理策略；Cortex-M4F控制核，可獨(dú)立運(yùn)行實(shí)時(shí)任務(wù)，處理并離網(wǎng)切換、調(diào)頻調(diào)壓等毫秒級(jí)控制。
值得注意的是，AM62x的M4F核可獨(dú)立運(yùn)行，內(nèi)核啟動(dòng)和運(yùn)行不依賴A53內(nèi)核，保障了關(guān)鍵控制的可靠性。這種架構(gòu)設(shè)計(jì)使得協(xié)調(diào)控制器能夠同時(shí)處理管理任務(wù)和實(shí)時(shí)控制，確保在電網(wǎng)故障時(shí)可毫秒級(jí)切換至離網(wǎng)模式，保障關(guān)鍵負(fù)荷供電。
（2）豐富的接口資源，全面連接微網(wǎng)設(shè)備
微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器需要接入光伏逆變器、儲(chǔ)能變流器（PCS）、電池管理系統(tǒng)（BMS）、充電樁等多種設(shè)備，因此對(duì)接口數(shù)量和類型要求極高。
FET6254-C核心板提供了全面的接口支持——2路支持TSN（時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)）的千兆以太網(wǎng)，確保控制指令的實(shí)時(shí)傳輸；3路原生CAN-FD總線，滿足BMS、PCS等設(shè)備的可靠通信；多達(dá)9路的UART，可連接電表、環(huán)境監(jiān)測(cè)儀等輔助設(shè)備；此外，GPMC接口可接入FPGA，可直接接入高精度ADC芯片，完成多路模擬信號(hào)同步采集，滿足電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)需求。
（3）工業(yè)級(jí)品質(zhì)，無(wú)懼嚴(yán)苛環(huán)境
微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器通常部署在變電站、充電站等工業(yè)環(huán)境，因此對(duì)設(shè)備可靠性要求極高。
飛凌嵌入式FET6254-C核心板擁有-40℃~+85℃的工業(yè)級(jí)溫寬，可以適應(yīng)無(wú)空調(diào)柜體的嚴(yán)苛工作環(huán)境；電磁兼容性也很強(qiáng)，通過(guò)了GB/T 17626系列測(cè)試，在復(fù)雜電磁環(huán)境下可穩(wěn)定運(yùn)行；此外，長(zhǎng)生命周期可確保10年以上穩(wěn)定供應(yīng)，意味著微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器的長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)無(wú)憂。
3、總結(jié)
飛凌嵌入式FET6254-C核心板憑借其多核異構(gòu)架構(gòu)、豐富的接口資源和工業(yè)級(jí)可靠性，為微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器提供了理想的技術(shù)平臺(tái)。該方案不僅滿足了高速數(shù)據(jù)采集、并離網(wǎng)控制、功率協(xié)調(diào)、調(diào)頻調(diào)壓等核心需求，還支持邊緣計(jì)算和云邊協(xié)同，能夠助力客戶打造新一代智能微電網(wǎng)控制系統(tǒng)。
