基于IEC61850協(xié)議的交流數(shù)字源研制.pdf

1、智能電網(wǎng)是電網(wǎng)現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢(shì)，其中變電站作為智能電網(wǎng)重要的一環(huán)，正經(jīng)歷著由傳統(tǒng)變電站向智能變電站的轉(zhuǎn)變。由于智能變電站的要求所需，電子式互感器以及合并單元得到廣泛應(yīng)用，合并單元的主要功能是根據(jù)一次側(cè)所采集得到的信號(hào)，按照二次接入設(shè)備的需求輸出報(bào)文。在合并單元的組成部分中，數(shù)字源是其中關(guān)鍵的一環(huán)，數(shù)字繼電保護(hù)裝置、數(shù)字電能表等裝置利用數(shù)字量對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析監(jiān)控與保護(hù)，而數(shù)字源的作用便是提供相應(yīng)數(shù)字量。
　　本課題設(shè)計(jì)了基于

2、IEC61850協(xié)議的交流數(shù)字源，發(fā)送報(bào)文遵從IEC61850-9-2協(xié)議。本數(shù)字源既可設(shè)置為模擬型數(shù)字源，用于發(fā)出與所設(shè)定的波形參數(shù)相吻合的報(bào)文，也可設(shè)置為采樣型數(shù)字源，用于發(fā)出經(jīng)采樣所得波形的報(bào)文，同時(shí)進(jìn)行溯源。為了驗(yàn)證采樣型數(shù)字源發(fā)出報(bào)文的正確性,本系統(tǒng)使用了非同步采樣法并結(jié)合基于4項(xiàng)5階Nuttall窗的加窗插值算法對(duì)采樣型數(shù)字源的輸入信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，幅值測(cè)量精度可達(dá)0.05％。
　　為滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性的要求，本課題采

3、用了兩塊基于 Cortex-M4內(nèi)核的處理器STM32F407ZGT6為核心，分別實(shí)現(xiàn)控制計(jì)算和報(bào)文發(fā)送的功能。為了實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量，設(shè)計(jì)中采用了高速、高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADS8556來(lái)進(jìn)行采樣并采用高穩(wěn)定度的數(shù)字溫補(bǔ)晶振來(lái)保證采樣率，同時(shí)采用了磁隔離來(lái)減少信號(hào)間的干擾。為了實(shí)現(xiàn)兩片處理器之間的通信，本設(shè)計(jì)采用了型號(hào)為CY7C025的雙口RAM來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。由于處理器的網(wǎng)絡(luò)部分片上外設(shè)不包含PHY控制器，本設(shè)計(jì)采用了型號(hào)為DP838

4、48CVV的PHY控制器以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，從而實(shí)現(xiàn)遵從IEC61850-9-2協(xié)議的采樣值數(shù)據(jù)包發(fā)送。
　　本文首先對(duì)課題研究的背景意義進(jìn)行了介紹，闡述了數(shù)字源整體的實(shí)現(xiàn)過程。其次對(duì)采樣型數(shù)字源部分所使用到的采樣方法以及加窗插值算法進(jìn)行介紹。再次介紹了IEC61850-9-2報(bào)文內(nèi)容。接著在硬件部分結(jié)合電路原理圖對(duì)系統(tǒng)的硬件部分分塊進(jìn)行分析說明，在系統(tǒng)的軟件部分通過程序流程圖對(duì)程序整體進(jìn)行說明，并對(duì)重點(diǎn)模塊的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行介紹。最終通過上