本文關鍵詞：基于FPGA數字化變電站智能終端的設計研究

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【摘要】：我國目前正在大力的發(fā)展智能電網,對于智能變電站的研究和建設是智能電網建設的核心目標之一。智能變電站中提出的一次設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,以實現變電站系統(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)定性和維護的便捷性。但是由于智能斷路器的技術還不成熟,為了保證智能變電站一次設備智能化的實現,便在過程層中引入了一個全新設備：智能終端。智能終端是智能變電站中一次設備與二次設備的結合面,實現了對傳統(tǒng)一次設備的智能化改造,是目前智能變電站解決與傳統(tǒng)開關、變壓器接口的最優(yōu)方案。智能終端是智能電網中的重要組成部分,本文從智能電網的概念和結構出發(fā),分析智能終端所處的位置以及實現的主要功能,然后對智能終端的硬件設計提供一種可行的實現方案,對傳統(tǒng)智能終端的諸多弊端進行改進。本文設計方案為基于Xilinx的Zynq7010型號FPGA核心芯片方案,利用其芯片內置的網絡處理核心、串口處理核心、USB口處理核心,實現基礎功能；同時由FPGA控制,搭配一系列功能芯片,實現諸如flash讀寫,模擬量輸入輸出功能。同時對其實現的主要功能進行代碼設計及仿真,驗證實現功能以證明其可行性。Zynq7010芯片內部包含兩個ARM核心和一個邏輯處理核心,利用其高效能的處理能力改善傳統(tǒng)微機式等方式的傳統(tǒng)智能終端在數據處理能力上的不足。同時其自帶的千兆網口收發(fā)解決方案,配合PHY和網絡變壓器等硬件方案,實現以光纖為介質的千兆網傳輸方案,改善傳統(tǒng)銅線式傳輸的速率低、抗干擾能力差、傳輸介質體積重量大的缺點。
【關鍵詞】：智能變電站 智能終端 FPGA
【學位授予單位】：內蒙古農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 國內外研究現狀10-12
• 1.2.1 國外研究現狀10-11
• 1.2.2 國內研究現狀11-12
• 1.3 我國智能終端系統(tǒng)存在的問題12
• 1.4 課題主要研究內容12-14
• 2 智能變電站14-17
• 2.1 智能變電站概念14
• 2.2 智能電網對變電站的要求14-15
• 2.3 智能變電站網絡構架15-16
• 2.4 智能化一次設備16-17
• 2.4.1 智能化一次設備16
• 2.4.2 智能化一次設備的特征16-17
• 3 智能終端硬件設計17-30
• 3.1 硬件功能細分17-19
• 3.2 核心芯片選擇19-21
• 3.3 外部設備設計21-23
• 3.3.1 PS端隨機存儲器DDR3設計21-22
• 3.3.2 千兆光纖網絡口設計22
• 3.3.3 數據存儲SPI-flash設計22-23
• 3.4 電源設計23-24
• 3.5 開關量輸入輸出設計24-25
• 3.5.1 開關量輸入電路24-25
• 3.5.2 開關量輸出電路25
• 3.6 模擬量輸入輸出設計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電路設計27-28
• 3.8 網口設計28-30
• 4 智能終端功能實現分析及仿真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代碼設計仿真34-38
• 4.3 輸入輸出口控制功能38-42
• 4.3.1 時鐘分頻器38-39
• 4.3.2 濾波器39-42
• 4.4 模擬量輸入輸出功能42-47
• 5 結論與展望47-49
• 5.1 結論47
• 5.2 展望47-49
• 致謝49-50
• 參考文獻50-52
• 附錄52-76
• 作者簡介76

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1 劉Z，

本文編號：1083953