基于SoPC的變電所IED過(guò)程層采樣值接口技術(shù).pdf

1、隨著電子式互感器、智能斷路器等新設(shè)備的應(yīng)用和IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，變電所自動(dòng)化技術(shù)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(kāi)關(guān)狀態(tài)測(cè)量值的方式由直接采集二次信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^(guò)通信接口接收來(lái)自混合單元的過(guò)程層串行數(shù)據(jù)。因此，研究變電所IED過(guò)程層采樣值接口技術(shù)，對(duì)于開(kāi)發(fā)符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電所自動(dòng)化系統(tǒng)，推動(dòng)變電所自動(dòng)化技術(shù)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(shù)存在的問(wèn)題，指出基于IEC

2、 61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化變電所技術(shù)可以實(shí)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(dòng)化孤島”問(wèn)題，是變電所自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向。詳細(xì)分析了IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)及其核心技術(shù)，對(duì)與IED采樣值接口技術(shù)相關(guān)的IEC 61850-9部分進(jìn)行了重點(diǎn)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(guò)程層采樣值接口電路方式，即直接接收處理式、模擬信號(hào)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(diǎn)及其適用

3、場(chǎng)合。 在掌握過(guò)程總線通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，基于SoPC技術(shù)設(shè)計(jì)了一種用于變電所IED過(guò)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(lái)自過(guò)程層通信線路的數(shù)據(jù)包，提取測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給后續(xù)的DSP/MCU做進(jìn)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(guò)程層采樣值的裝置。首先進(jìn)行采樣值接口的整體設(shè)計(jì)。硬件方面完成了整體框架設(shè)計(jì)，說(shuō)明每一模塊的功能，詳細(xì)闡述了以

4、太網(wǎng)控制器LAN91C111與NiosⅡ軟核CPU接口電路的設(shè)計(jì)。軟件方面移植了μC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，分析基于HAL API的NiosⅡ軟件啟動(dòng)過(guò)程，設(shè)計(jì)了軟件的整體流程。利用Altera公司的開(kāi)發(fā)板，實(shí)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(kāi)發(fā)軟件QuartusⅡ設(shè)計(jì)接收模塊的Nios Ⅱ軟核，定制其外圍設(shè)備，完成硬件整體原理圖的設(shè)計(jì)。使用Nios Ⅱ IDE進(jìn)行接收模塊的軟件設(shè)計(jì)，在μC/OS-Ⅱ環(huán)境中完成