本文關(guān)鍵詞：基于FPGA數(shù)字化變電站智能終端的設(shè)計(jì)研究

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【摘要】：我國(guó)目前正在大力的發(fā)展智能電網(wǎng),對(duì)于智能變電站的研究和建設(shè)是智能電網(wǎng)建設(shè)的核心目標(biāo)之一。智能變電站中提出的一次設(shè)備智能化指的就是用電子互感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的互感器,用智能斷路器代替?zhèn)鹘y(tǒng)高壓斷路器,以實(shí)現(xiàn)變電站系統(tǒng)中高壓電路與低壓電路的有效隔離,保證變電站系統(tǒng)工作穩(wěn)定性和維護(hù)的便捷性。但是由于智能斷路器的技術(shù)還不成熟,為了保證智能變電站一次設(shè)備智能化的實(shí)現(xiàn),便在過(guò)程層中引入了一個(gè)全新設(shè)備：智能終端。智能終端是智能變電站中一次設(shè)備與二次設(shè)備的結(jié)合面,實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)一次設(shè)備的智能化改造,是目前智能變電站解決與傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)、變壓器接口的最優(yōu)方案。智能終端是智能電網(wǎng)中的重要組成部分,本文從智能電網(wǎng)的概念和結(jié)構(gòu)出發(fā),分析智能終端所處的位置以及實(shí)現(xiàn)的主要功能,然后對(duì)智能終端的硬件設(shè)計(jì)提供一種可行的實(shí)現(xiàn)方案,對(duì)傳統(tǒng)智能終端的諸多弊端進(jìn)行改進(jìn)。本文設(shè)計(jì)方案為基于Xilinx的Zynq7010型號(hào)FPGA核心芯片方案,利用其芯片內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)處理核心、串口處理核心、USB口處理核心,實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)功能；同時(shí)由FPGA控制,搭配一系列功能芯片,實(shí)現(xiàn)諸如flash讀寫(xiě),模擬量輸入輸出功能。同時(shí)對(duì)其實(shí)現(xiàn)的主要功能進(jìn)行代碼設(shè)計(jì)及仿真,驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)功能以證明其可行性。Zynq7010芯片內(nèi)部包含兩個(gè)ARM核心和一個(gè)邏輯處理核心,利用其高效能的處理能力改善傳統(tǒng)微機(jī)式等方式的傳統(tǒng)智能終端在數(shù)據(jù)處理能力上的不足。同時(shí)其自帶的千兆網(wǎng)口收發(fā)解決方案,配合PHY和網(wǎng)絡(luò)變壓器等硬件方案,實(shí)現(xiàn)以光纖為介質(zhì)的千兆網(wǎng)傳輸方案,改善傳統(tǒng)銅線式傳輸?shù)乃俾实汀⒖垢蓴_能力差、傳輸介質(zhì)體積重量大的缺點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：智能變電站 智能終端 FPGA
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM76;TM63
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 1 引言10-14
• 1.1 研究目的及意義10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 我國(guó)智能終端系統(tǒng)存在的問(wèn)題12
• 1.4 課題主要研究?jī)?nèi)容12-14
• 2 智能變電站14-17
• 2.1 智能變電站概念14
• 2.2 智能電網(wǎng)對(duì)變電站的要求14-15
• 2.3 智能變電站網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架15-16
• 2.4 智能化一次設(shè)備16-17
• 2.4.1 智能化一次設(shè)備16
• 2.4.2 智能化一次設(shè)備的特征16-17
• 3 智能終端硬件設(shè)計(jì)17-30
• 3.1 硬件功能細(xì)分17-19
• 3.2 核心芯片選擇19-21
• 3.3 外部設(shè)備設(shè)計(jì)21-23
• 3.3.1 PS端隨機(jī)存儲(chǔ)器DDR3設(shè)計(jì)21-22
• 3.3.2 千兆光纖網(wǎng)絡(luò)口設(shè)計(jì)22
• 3.3.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)SPI-flash設(shè)計(jì)22-23
• 3.4 電源設(shè)計(jì)23-24
• 3.5 開(kāi)關(guān)量輸入輸出設(shè)計(jì)24-25
• 3.5.1 開(kāi)關(guān)量輸入電路24-25
• 3.5.2 開(kāi)關(guān)量輸出電路25
• 3.6 模擬量輸入輸出設(shè)計(jì)25-27
• 3.6.1 模擬量輸入電路25-26
• 3.6.2 模擬量輸出電路26-27
• 3.7 USB電路設(shè)計(jì)27-28
• 3.8 網(wǎng)口設(shè)計(jì)28-30
• 4 智能終端功能實(shí)現(xiàn)分析及仿真30-47
• 4.1 總體功能框架30
• 4.2 SPI-flash控制功能30-38
• 4.2.1 SPI-flash功能介紹30-34
• 4.2.2 VHDL代碼設(shè)計(jì)仿真34-38
• 4.3 輸入輸出口控制功能38-42
• 4.3.1 時(shí)鐘分頻器38-39
• 4.3.2 濾波器39-42
• 4.4 模擬量輸入輸出功能42-47
• 5 結(jié)論與展望47-49
• 5.1 結(jié)論47
• 5.2 展望47-49
• 致謝49-50
• 參考文獻(xiàn)50-52
• 附錄52-76
• 作者簡(jiǎn)介76

【相似文獻(xiàn)】

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1 劉Z，

本文編號(hào)：1083953