基于FPGA的光電互感器合并單元的方案設(shè)計及實現(xiàn).pdf

1、互感器是電力系統(tǒng)中測量電量、電能計算和繼電保護的重要設(shè)備，其精度、可靠性與電力系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟運行密切相關(guān)。隨著電力系統(tǒng)容量的日益增大和電壓運行等級的不斷提高，傳統(tǒng)的電磁式互感器已難以滿足電網(wǎng)向自動化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展的需要?；诠饫w通信和數(shù)字信號處理技術(shù)的新一代光電互感器因具有高精度、高可靠性等特點而逐漸替代電磁式互感器，成為電力系統(tǒng)研究的熱點。合并單元是光電互感器與變電站間隔層設(shè)備接口的重要組成部分，其研究具有重要的意義

2、。
　　 本文首先概述了國內(nèi)外光電互感器的研究應用情況及實用化研究的難點，并對其基本原理、組成結(jié)構(gòu)做了介紹。然后對起著數(shù)字化接口作用的合并單元進行了研究，分析了合并單元的結(jié)構(gòu)原理、通信特點及功能劃分，針對合并單元實時性強、數(shù)據(jù)通信流量大、通信速度快等特點確定了一種基于現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）和ARM的合并單元實現(xiàn)方案，而本文主要研究FPGA部分。在此基礎(chǔ)上，將合并單元實現(xiàn)的功能劃分為三個功能模塊：數(shù)據(jù)同步接收功能模塊、數(shù)據(jù)處

3、理模塊、數(shù)據(jù)通信模塊。
　　 （1）數(shù)據(jù)同步接收模塊需同時接收采集器和跨間隔合并單元傳輸過來的數(shù)據(jù)，并進行同步處理，故分析比較了脈沖同步法和插值重采樣同步法兩種同步方案，最終采用插值重采樣同步方案。
　　 （2）考慮到前端抽樣引起頻率混疊現(xiàn)象，故在數(shù)據(jù)處理模塊中設(shè)計了FIR濾波器，并比較了不同的FIR濾波器實現(xiàn)方法，之后對信號做了相位補償、數(shù)字定標及FIFO排序功能。
　　 （3）由于IEC61850中描述的以太