基于FPGA數(shù)字化變電站智能終端的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、分類號(hào)TM743學(xué)校代碼10129UDC621學(xué)號(hào)2014212050049基于FPGA數(shù)字化變電站智能終端的設(shè)計(jì)研究TheDesignResearchofDigitalSubstationIntelligentTerminalBasedonFPGA申請(qǐng)人：葛奕帆學(xué)生類別：全日制專業(yè)碩士學(xué)位類別：工程碩士領(lǐng)域：農(nóng)業(yè)工程指導(dǎo)教師：錢珊珠教授袁智群工程師論文提交日期：二〇一六年六月1摘要我國目前正在大力的發(fā)展智能電網(wǎng)，對(duì)于智能變電站的研究和

2、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

3、解決與傳統(tǒng)開關(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

4、寫，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?、抗干擾能力差、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；FP