【摘要】：電能是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的最為重要的能源,電力系統(tǒng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中發(fā)揮著舉足輕重的作用,其發(fā)展和變化受到世界各國(guó)特別是發(fā)達(dá)國(guó)家的高度重視。進(jìn)入21世紀(jì),智能電網(wǎng)成為電力系統(tǒng)發(fā)展的新方向。智能數(shù)字化變電站是智能電網(wǎng)的重要組成部分,用于測(cè)量、保護(hù)、控制等各個(gè)方面的電力設(shè)備開(kāi)始從模擬信號(hào)傳輸轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)傳輸。因此電子式互感器應(yīng)運(yùn)而生。本文以IEC60044-7/8電子式電流電壓互感器標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ),參考IEC61850-9-1/2標(biāo)準(zhǔn),對(duì)電子式互感器采集系統(tǒng)的通信特點(diǎn)和功能進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究,以FPGA+AD7606為硬件平臺(tái),完成了8通道電子式互感器采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先,對(duì)采集系統(tǒng)的FPGA外圍硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì),包括AD7606外圍電路,光纖通信電路以及串口通信電路。然后設(shè)計(jì)了基于FPGA的系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊,數(shù)據(jù)處理模塊,數(shù)據(jù)發(fā)送模塊三大模塊。采用Verilog HDL語(yǔ)言編程設(shè)計(jì)了包括秒脈沖有效性檢測(cè),采樣脈沖同步信號(hào)生成,AD7606采樣的數(shù)據(jù)懫集模塊;FIFO, FIR數(shù)字濾波器,CRC校驗(yàn)碼生成,FT3數(shù)據(jù)組幀的數(shù)據(jù)處理模塊;曼徹斯特編碼,UART串口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)發(fā)送模塊,并用Modelsim軟件完成了對(duì)各模塊的功能仿真和驗(yàn)證。一最后,將設(shè)計(jì)的基于FPGA的電子式互感器采集系統(tǒng)下載到開(kāi)發(fā)板進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將實(shí)際采集并處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)USB接口發(fā)送到上位機(jī),準(zhǔn)確的解析出了 FT3數(shù)據(jù)幀,采集的數(shù)據(jù)精度符合要求,證明了設(shè)計(jì)的正確性和可行性。
[Abstract]:Electric energy is the most important energy widely used in various fields of national economy. Power system plays an important role in the development of national economy, and its development and change are highly valued by countries all over the world, especially developed countries. In the 21 st century, smart grid has become a new direction of power system development. Intelligent digital substation is an important part of smart grid, which is used to measure, protect, control and other aspects of power equipment from analog signal transmission to digital signal transmission. As a result, electronic transformers emerge as the times require. Based on the IEC60044-7/8 standard of electronic current-voltage transformer and referring to the standard of IEC61850-9-1/2, the communication characteristics and functions of the acquisition system of electronic transformer are analyzed and studied in detail in this paper. FPGA AD7606 is used as the hardware platform. The design of 8-channel electronic transformer acquisition system is completed. Firstly, the FPGA peripheral hardware circuit of the acquisition system is designed, including AD7606 peripheral circuit, optical fiber communication circuit and serial communication circuit. Then the system data acquisition module, data processing module and data sending module based on FPGA are designed. The Verilog HDL language is used to program and design the modules including second pulse validity detection, sampling pulse synchronous signal generation, AD7606 sampling data collection module; FIFO, FIR digital filter, CRC check code generation, FT3 data set frame data processing module. Manchester coding, UART serial transmission data transmission module, and Modelsim software to complete the functional simulation and verification of each module. Finally, the designed electronic transformer acquisition system based on FPGA is downloaded to the development board for experiment, and the actual collected and processed data is sent to the upper computer through the USB interface, and the FT3 data frame is accurately analyzed. The accuracy of the collected data meets the requirements and proves the correctness and feasibility of the design.
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM45;TP274.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 史皓然;方春恩;李偉;羅彥;;基于FPGA的合并單元數(shù)據(jù)傳輸編解碼模塊的研究[J];電器與能效管理技術(shù);2015年23期

2 劉喜梅;遲青青;張海龍;;基于MATLAB的合并單元實(shí)驗(yàn)裝置的研究[J];電子測(cè)量技術(shù);2015年11期

3 章潔;;基于FPGA的曼徹斯特編解碼研究及IP核設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò);2015年12期

4 汪鶴;王勁松;張道農(nóng);;基于FPGA的智能變電站二次設(shè)備曼徹斯特編碼同步研究[J];電力信息與通信技術(shù);2015年04期

5 倪云玲;王廣民;;電子式互感器輸出雙A/D不一致解決方法研究[J];電工技術(shù);2015年02期

6 許玉香;劉小剛;馬彥琴;;電子式互感器對(duì)高精度采樣裝置的影響及對(duì)策分析[J];電網(wǎng)與清潔能源;2014年10期

7 陶海軍;張一鳴;曾志輝;;基于AD7606的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];工礦自動(dòng)化;2013年12期

8 ;ADI推基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的IED系統(tǒng)解決方案[J];電子產(chǎn)品世界;2013年06期

9 吳騫;;AD7606在電力系統(tǒng)參數(shù)采集中的應(yīng)用與設(shè)計(jì)[J];電子世界;2012年21期

10 舒平平;王小軍;趙嘎;楊軍;;基于FPGA的曼徹斯特編碼DSG的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù);2012年04期

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1 喬富強(qiáng);電子式互感器誤差檢定系統(tǒng)的研究[D];大連理工大學(xué);2015年

2 張曉叢;基于IEC61850-9-2采樣值接收及處理研究[D];山東大學(xué);2014年

3 何小慶;基于FPGA的數(shù)字化牽引變電所合并單元研究與設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2014年

4 任宏達(dá);電子式互感器數(shù)字輸出校驗(yàn)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2014年

5 徐浩;光學(xué)電壓互感器一次轉(zhuǎn)換器的研究[D];華中科技大學(xué);2013年

6 李辰;電子式互感器合并單元的研究[D];華中科技大學(xué);2013年

7 童寧;基于FPGA的電子式互感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[D];華中科技大學(xué);2013年

8 孟和;基于IEC61850電子式互感器數(shù)字接口軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2010年

9 陽(yáng)靖;基于IEC61850協(xié)議的電子式互感器數(shù)字接口的研究與設(shè)計(jì)[D];湖南大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：2336340