智能变电站三遥测试系统的FPGA设计与实现

摘要

随着智能电网理论与IEC61850标准的快速发展，愈来愈多的传统变电站正在被智能变电站所取代。三遥系统，即遥测遥信遥控系统，是智能变电站最重要的组成部分，也是智能变电站验收过程中的主要测试项目。同时，FPGA技术快速发展，芯片成本越来越低，内部资源更加丰富，非常适合大规模系统使用。因此，论文采用用FPGA芯片，依据IEC61850电力标准，从硬件和软件两个方面，设计和实现了三遥测试系统，并完成了系统测试。
　　论文主要内容包括:
　　1)介绍三遥的含义、智能变电站中三遥的测试内容和要求;在此基础上，针对三遥技术的测试内容，论述了三遥测试系统的功能需求。
　　2)对基于FPGA芯片的三遥测试系统的硬件电路进行深入研究，设计和实现了电源子系统、信息交互子系统、模拟信号处理子系统和数字信号处理子系统，给出了各子系统的电路设计方案。同时，从技术层面详细分析了电路设计过程中遇到的关键技术问题，并给出相应的解决措施。
　　3)在硬件设计的基础上，研究三遥测试系统的FPGA软件系统设计，给出模拟信号处理子系统、数字信号处理子系统和信息交互子系统的软件设计和模块划分，论述各模块的功能，确保满足三遥技术的功能需求。
　　4)对实现的三遥系统进行性能测试，给出遥测、遥信、遥控三个方面的测试结果，并进行结果分析。测试结果说明，论文实现的三遥测试系统完全能够满足相关的功能要求。

目录

声明

摘要

第一章 概述

1．1 论文研究背景

1．2 IEC61850标准简介

1．3 课置来源和意义

1．4 本文组织和主要工作

第二章 三遥的含义及测试内容

2．1 三遥的含义

2．1．1 什么是三遥

2．1．2 遥测的含义及应用

2．1．3 遥信的含义及应用

2．1．4 遥控的含义及应用

2．2 三遥技术在电力系统中的应用

2．3 三遥系统的测试内容及要求

2．3．1 遥测的测试内容及要求

2．3．2 遥信的测试内容及要求

2．3．3 遥控的测试内容及要求

2．4 三遥测试系统的功能需求

2．4．1 针对遥测内容的功能需求

2．4．2 针对遥信内容的功能需求

2．4．3 针对遥控内容的功能需求

第三章 三遥测试系统硬件电路设计

3．1 XC6SLX9-2CSG324器件简介

3．2 三遥测试系统的硬件结构

3．3 硬件电路设计

3．3．1 电源子系统

3．3．2 信息交互子系统硬件电路设计方案

3．3．3 模拟信号处理子系统硬件电路设计方案

3．3．4 数字信号处理系统硬件电路设计方案

3．4 关键技术问置及解决方案

3．4．1 FPGA程序加密问最

3．4．2 校时的准确性与稳定性

3．4．3 开入接点自适应

3．4．4 采集通道延迟补偿

第四章 三遥测试系统软件设计

4．1 模拟信号处理子系统的FPGA软件设计

4．2 数字信号处理子系统的FPGA软件设计

4．3 信息交互子系统的FPGA软件设计

第五章 系统测试结果和分析

5．1 遥测测试系统测试结果和分析

5．2 遥信测试系统测试结果和分析

5．3 遥控测试系统测试结果和分析

第六章 结束语

参考文献

致谢