基于epon的变电站间隔用智能采集控制终端

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1、基于EPON的变电站间隔用智能采集控制终端随着我国电力建设事业的快速发展，智能变电站在我国得到了快速发展。现阶段，国内智能变电站主要采用工业以太网电交换机或光纤交换机的网络方案进行过程层通信系统的网络体系设计。采用工业以太网电交换机时报文传输的时延及时延抖动较大，系统的实时性能一般，而且采用光纤交换机的光网络方案时，必须使用火量的光器件，在实际应用中带来了很高的成本要求。本文主要针对以上问题，设计研究基于EPON的变电站间隔用的智能采集控制终端，实现智能变电站更灵活和开放的扩展性需求，满足同步采样

2、和低延时传输的耍求。【关键词】智能变电站EPON过程层智能变电站是智能电网的重要支撑，足智能电网实现数字化、自动化、智能化的基础。而网络通信技术又是智能变电站的核心技术之一，目前智能变电站多采用工业以太网交换机或光纤交换机进行过程层通信系统的网络体系设计。采用工业以太网交换机主要问题是时延及时延抖动比较人，实时性能一般，采用光纤交换机网络除了时延的问题外，还有需要大量的光器件，造成很高的成本需求。另外，采样同步性能也直接影响着整个智能变电站的稳定性和可靠性。本文在分析智能变电站过程层通信系统的基础

3、上，结合EPON技术的原理，提出基于EPON的智能变电站间隔用的智能采集控制终端，在减少智能变电站通信系统造价的同时，实现同步采样和传输，以此满足采样值报文传输的实时性、可靠性和准确性要求。EPON（EthernetPassiveOpticalNetwork,以太网无源光网络），是基于以太网的PON技术。它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。一个典型的EPON系统由OLT、（）NU、POS组成。OLT（OpticalLineTerminal,光线路终端）方夂在中心机房，ONU

4、（OpticalNetworkUnit,光网络单元）放在用户设备端附近或与其合为一体。POS（PassiveOpticalSplitter，无源分光器）是无源光纤分路器，是一个连接OLT和ONU的无源设备，它的功能是分发下行数据，并集中上行数据。EPON中使用单芯光纤，在一根芯上传送上下行两个波（上行波长：1310nm，下行波长:1490nm）oOLT周期性的广播允许接入的注册信息。ONU根据OLT广播的允许接入的信息，发起注册请求，OLT通过对ONU的认证，允许ONU接入，并给请求注册的ONU分

5、配一个唯一的逻辑链路标识（LLID）。数据从OLT到多个ONU以广播方式下行，对于上行，采用吋分复用（TDM）技术分吋隙给ONU传输上行流量，ONU根裾OLT分配的传输带宽上传数裾。1智能采集控制终端方案设计木文设计研宂一种基于EPON的变电站间隔用的智能采集控制?K端，包括核心CPU板、变送器板、数字釆集板、敁示板和操作控制板。其中变送器板、数字采集板、显示板和操作控制板均与核心CPU板通过总线进行互联。考虑系统结构的兼容性，采用4U标准19’’机箱。系统硬件框图如图1所示。1.1CPU板CPU

6、板包括主控制器(PowerPC8313)、从控制器(FPGA)、40路ADC转换单元、并行输入接口、串行数据接口、CAN总线收发器、CAN总线控制器、以太网物理层收发器、RJ45接口、串口总线收发模块和无源光网络P()N接口。并行输入接口、串行数据接口和无源光网络PON口均与FPGA连接，CAN总线收发器连接CAN总线控制器，CAN总线控制器连接MPC8313,调试以太网收发器连接MPC8313,FPGA通过PCI总线与MPC8313进行配置信息和数据通信。40路ADC转换单元包括五个AD转换模块

7、和40个模拟量输入接口，所有AD转换模块均连接FPGA,每8个模拟量输入接口连接一个AD转换模块。FPGA主要实现以太网数裾报文的收发和解析，同时完成模拟量、开入量采集，实现数据的组包，是完成过程层通信的基础。MPC8313主要实现就地逻辑保护和对从控制器(FPGA)的配置，是保证通信正常、实现智能变电站就地保护的核心。1.2变送器板变送器板包括数个电压电流互感器，所有电压电流互感器均与40路ADC转换单元连接。1.3采集板采集板包括数个8路数据总线驱动器和数个光电耦合器，每一个8路数据总线驱动器

8、均设有8个数字输入端，每一个所述数字输入端均连接一个光电耦合器，所有8路数据总线驱动器的输出端均连接所述并行输入接1.4操作控制板操作控制板包括开关量输出板、操作回路板、压力闭锁板等控制模块,通过CAN总线与CPU板的主控制器(MPC8313)进行数据交互。2智能采集控制终端软件设计智能采集控制终端软件包括主控制器(MPC8313)软件和从控制器(FPGA)软件。2.1FPGA模块设计FPGA软件由verilog语言实现，其主要特点是并行实现各主要功能，包括数字量采集、模拟量采集和