基于SoPC的變電所IED過程層采樣值接口技術.pdf

1、隨著電子式互感器、智能斷路器等新設備的應用和IEC 61850標準的發(fā)布，變電所自動化技術發(fā)生了革命性的變化，變電所IED獲取二次電壓、電流以及開關狀態(tài)測量值的方式由直接采集二次信號轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^通信接口接收來自混合單元的過程層串行數(shù)據(jù)。因此，研究變電所IED過程層采樣值接口技術，對于開發(fā)符合IEC61850標準的變電所自動化系統(tǒng)，推動變電所自動化技術的發(fā)展具有十分重要的意義。 論文首先分析了現(xiàn)有變電所技術存在的問題，指出基于IEC

2、 61850標準的數(shù)字化變電所技術可以實現(xiàn)IED之間的互操作與數(shù)據(jù)共享，解決變電所內(nèi)的“自動化孤島”問題，是變電所自動化技術的發(fā)展方向。詳細分析了IEC 61850標準及其核心技術，對與IED采樣值接口技術相關的IEC 61850-9部分進行了重點研究，介紹了IEC 61850-9-1數(shù)據(jù)幀的具體內(nèi)容。提出了三種變電所IED的過程層采樣值接口電路方式，即直接接收處理式、模擬信號再生式與接收再轉(zhuǎn)發(fā)式；分析了三種接口電路方式的優(yōu)缺點及其適用

3、場合。 在掌握過程總線通信技術的基礎上，基于SoPC技術設計了一種用于變電所IED過程層采樣值接口的數(shù)據(jù)接收再轉(zhuǎn)發(fā)電路。該電路接收來自過程層通信線路的數(shù)據(jù)包，提取測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給后續(xù)的DSP/MCU做進一步處理，其作用與常規(guī)IED的交流變換和A/D轉(zhuǎn)換電路相同，特別適用于將常規(guī)的變電所IED改造為用于數(shù)字化變電所的能夠接收過程層采樣值的裝置。首先進行采樣值接口的整體設計。硬件方面完成了整體框架設計，說明每一模塊的功能，詳細闡述了以

4、太網(wǎng)控制器LAN91C111與NiosⅡ軟核CPU接口電路的設計。軟件方面移植了μC/OS-Ⅱ?qū)崟r多任務操作系統(tǒng)，分析基于HAL API的NiosⅡ軟件啟動過程，設計了軟件的整體流程。利用Altera公司的開發(fā)板，實現(xiàn)了采樣值接口的一部分功能--采樣值的接收。使用硬件開發(fā)軟件QuartusⅡ設計接收模塊的Nios Ⅱ軟核，定制其外圍設備，完成硬件整體原理圖的設計。使用Nios Ⅱ IDE進行接收模塊的軟件設計，在μC/OS-Ⅱ環(huán)境中完成