基于FPGA的光電互感器合并單元的方案設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).pdf

1、互感器是電力系統(tǒng)中測(cè)量電量、電能計(jì)算和繼電保護(hù)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(jì)運(yùn)行密切相關(guān)。隨著電力系統(tǒng)容量的日益增大和電壓運(yùn)行等級(jí)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(dòng)化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展的需要。基于光纖通信和數(shù)字信號(hào)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(diǎn)而逐漸替代電磁式互感器，成為電力系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)。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(guó)內(nèi)外光電互感器的研究應(yīng)用情況及實(shí)用化研究的難點(diǎn)，并對(duì)其基本原理、組成結(jié)構(gòu)做了介紹。然后對(duì)起著數(shù)字化接口作用的合并單元進(jìn)行了研究，分析了合并單元的結(jié)構(gòu)原理、通信特點(diǎn)及功能劃分，針對(duì)合并單元實(shí)時(shí)性強(qiáng)、數(shù)據(jù)通信流量大、通信速度快等特點(diǎn)確定了一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）和ARM的合并單元實(shí)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(shí)現(xiàn)的功能劃分為三個(gè)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(shí)接收采集器和跨間隔合并單元傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，并進(jìn)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(jì)了FIR濾波器，并比較了不同的FIR濾波器實(shí)現(xiàn)方法，之后對(duì)信號(hào)做了相位補(bǔ)償、數(shù)字定標(biāo)及FIFO排序功能。
　　 （3）由于IEC61850中描述的以太