【摘要】：電能是國民經濟各領域廣泛應用的最為重要的能源,電力系統(tǒng)在國民經濟的發(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特別是發(fā)達國家的高度重視。進入21世紀,智能電網成為電力系統(tǒng)發(fā)展的新方向。智能數字化變電站是智能電網的重要組成部分,用于測量、保護、控制等各個方面的電力設備開始從模擬信號傳輸轉為數字信號傳輸。因此電子式互感器應運而生。本文以IEC60044-7/8電子式電流電壓互感器標準為基礎,參考IEC61850-9-1/2標準,對電子式互感器采集系統(tǒng)的通信特點和功能進行了詳細的分析和研究,以FPGA+AD7606為硬件平臺,完成了8通道電子式互感器采集系統(tǒng)的設計。首先,對采集系統(tǒng)的FPGA外圍硬件電路進行設計,包括AD7606外圍電路,光纖通信電路以及串口通信電路。然后設計了基于FPGA的系統(tǒng)數據采集模塊,數據處理模塊,數據發(fā)送模塊三大模塊。采用Verilog HDL語言編程設計了包括秒脈沖有效性檢測,采樣脈沖同步信號生成,AD7606采樣的數據懫集模塊;FIFO, FIR數字濾波器,CRC校驗碼生成,FT3數據組幀的數據處理模塊;曼徹斯特編碼,UART串口傳輸的數據發(fā)送模塊,并用Modelsim軟件完成了對各模塊的功能仿真和驗證。一最后,將設計的基于FPGA的電子式互感器采集系統(tǒng)下載到開發(fā)板進行實驗,將實際采集并處理后的數據經過USB接口發(fā)送到上位機,準確的解析出了 FT3數據幀,采集的數據精度符合要求,證明了設計的正確性和可行性。
[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.
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM45;TP274.2

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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

2 劉喜梅;遲青青;張海龍;;基于MATLAB的合并單元實驗裝置的研究[J];電子測量技術;2015年11期

3 章潔;;基于FPGA的曼徹斯特編解碼研究及IP核設計[J];計算機與網絡;2015年12期

4 汪鶴;王勁松;張道農;;基于FPGA的智能變電站二次設備曼徹斯特編碼同步研究[J];電力信息與通信技術;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;2015年02期

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

7 陶海軍;張一鳴;曾志輝;;基于AD7606的多通道數據采集系統(tǒng)設計[J];工礦自動化;2013年12期

8 ;ADI推基于IEC61850標準的IED系統(tǒng)解決方案[J];電子產品世界;2013年06期

9 吳騫;;AD7606在電力系統(tǒng)參數采集中的應用與設計[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的設計與實現(xiàn)[J];實驗科學與技術;2012年04期

相關碩士學位論文 前9條

1 喬富強;電子式互感器誤差檢定系統(tǒng)的研究[D];大連理工大學;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;2014年

3 何小慶;基于FPGA的數字化牽引變電所合并單元研究與設計[D];西南交通大學;2014年

4 任宏達;電子式互感器數字輸出校驗系統(tǒng)的研究與設計[D];大連理工大學;2014年

5 徐浩;光學電壓互感器一次轉換器的研究[D];華中科技大學;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;2013年

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

8 孟和;基于IEC61850電子式互感器數字接口軟件設計與實現(xiàn)[D];西南交通大學;2010年

9 陽靖;基于IEC61850協(xié)議的電子式互感器數字接口的研究與設計[D];湖南大學;2007年

，

本文編號：2336340