FPGA在基于IEC61850的IED实现中的应用与研究

论文摘要

IEC确定以IEC61850为基础,建立未来统一的电力系统无缝通信协议体系。本文以该标准为基础,论述了变电站过程层的采样值传输方式、基本原理及具体的传输模块,重点讨论了采样值传输模型的构建和映射、合并单元的功能组成、数字滤波器及通道检测程序的设计等,并在线路保护和变压器保护中进行了相关的实验。在本文中提出了一种利用FPGA上的嵌入式处理器实现合并单元的方法。它利用了Xilinx公司提供的MicroBlaze处理器内核,并且使用知识产权内核(IP)来实现各功能模块,完成了合并单元同步、多路数据接收和处理以及以太网通讯等功能,满足了电子式互感器数字接口高速、实时、可靠的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景
• 1.2 目的和意义
• 1.3 论文的研究方法及主要工作
• 第二章 基于IEC61850 的电子式互感器和合并单元
• 2.1 电子式互感器简介
• 2.2 IEC61850 简介
• 2.3 基于IEC61850 的IED 的定义和研究
• 2.3.1 IEC61850 的线路保护IED 的定义
• 2.3.2 IEC61850 的线路保护IED 的框架
• 2.4 基于IEC61850 的合并单元
• 2.5 IEC61850-9-1 中定义的合并单元
• 2.6 IEC61850 中合并单元的分析
• 第三章 EDA 技术及FPGA 设计与应用
• 3.1 EDA 技术简介
• 3.2 硬件描述语言概要
• 3.3 FPGA 的结构特点
• 3.4 FPGA 的设计步骤
• 第四章 基于FPGA 的数据采集IED 的设计与实现
• 4.1 硬件平台
• 4.2 软件平台
• 4.3 功能模块的构建
• 4.3.1 IP 核技术和在EDK 中的IP 核的定制
• 4.3.2 以MicroBlaze 为处理核心的系统构建
• 4.3.3 同步模块
• 4.3.4 CRC 校验模块的概念和实现
• 4.3.5 通道数据排序模块
• 4.3.6 以太网通讯模块
• 4.4 软件系统构建
• 4.5 调试与实验结果
• 4.6 总结
• 第五章 总结
• 5.1 工作小结
• 5.2 改进与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况