基于IEC61850數(shù)字化變電站計量儀表的研究與設(shè)計.pdf

1、在電力系統(tǒng)建設(shè)智能電網(wǎng)是國家重要戰(zhàn)略部署，數(shù)字化變電站是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，其站內(nèi)功能單元及通信網(wǎng)絡(luò)遵循IEC61850標(biāo)準(zhǔn)體系。數(shù)字化變電站計量儀表不同于常規(guī)儀表，作為站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的一個物理設(shè)備，其數(shù)據(jù)源于站內(nèi)光纖以太網(wǎng)發(fā)送的數(shù)據(jù)包。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)，對數(shù)字化變電站智能儀表的設(shè)計和開發(fā)提出更高要求。
　　 本文在研究了IEC61850標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)上，對應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元、應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建

2、立了計量儀表的數(shù)據(jù)通信模型；對電量參數(shù)的計量算法進(jìn)行了研究，在Matlab/Simulink環(huán)境下建立了有功功率計量的數(shù)學(xué)模型，完成了算法的仿真驗證及相關(guān)數(shù)字濾波器的設(shè)計與實現(xiàn)。
　　 在以上工作的基礎(chǔ)上，提出了基于FPGA進(jìn)行數(shù)字化變電站計量儀表總體方案設(shè)計。依據(jù)設(shè)計目標(biāo)，完成了光纖通信電路、快速以太網(wǎng)接口電路、雙軟核SOPC系統(tǒng)、FIFO等硬件電路的設(shè)計。為便于在實驗室進(jìn)行通信實驗及測試，利用VC++及WinPcap提供的A

3、PI函數(shù)編寫了采樣值發(fā)送軟件，以其輸出作為實驗所需模擬數(shù)據(jù)源供測試所用，并按照IEC61850協(xié)議對其可行性進(jìn)行了驗證。在MicroC/OS-II下利用NicheStackTCP/IP協(xié)議棧完成以太網(wǎng)通信軟件設(shè)計，并通過采樣值發(fā)送軟件對程序正確性進(jìn)行了驗證。系統(tǒng)控制模塊驅(qū)動程序的編寫采用IP核的方式完成，并設(shè)計了LCD、RTC兩個驅(qū)動的IP核。應(yīng)用程序運行在MicroC/OS-Ⅱ下，首先對系統(tǒng)功能抽象為任務(wù)并賦予不同的優(yōu)先級，然后由RT