基于FPGA的过程层芯片的研究与应用

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1、分类号：——密级：——UDC：——学号：Q窆Q三国网电力科学研究院硕士学位论文基于FPGA的过程层芯片的研究与应用研究生姓名：塞熟导师姓名：傀颏塞≤硒究员≥申请学位级别王堂亟±申请学位专业电力系统壁墓自动丝论文提交日期至壁12生旦论文答辩日期至Q!至生且旦学位授予单位国回电左科堂巫塞随学位授予时间至Q!至生旦答辩委员会主席评阅人2012年3月RESEARCHANDAPPLICATIoNoFPRoCESSLAYERCHIPBASEDONFPGAADissertationSubmittedtoStateGridElectricPowerResearchInstitu

2、teFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBySONGKaiSupervisedbyProf．QIUXinhongStateGridElectricPowerResearchInstituteNanjing，ChinaMarch，2012国网电力科学研究院硕士学位论文国网电力科学研究院学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得国网电力科学研究院或其它教育机构的学位

3、或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：——日期：国网电力科学研究院学位论文使用授权声明国网电力科学研究院、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权国网电力科学研究院研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要智能变电站代表了变电站新技术的发展方向，是

4、智能电网的重要组成部分。智能变电站以数字化变电站技术为前提，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求。它基于IEC61850标准，体现了集成一体化、信息标准化、协同互动化的特征。当前智能变电站通过电子式互感器取代电磁互感器，过程层组网取代二次硬接线，实现了智能变电站内的信息共享。但要实现全网实时数据共享及《智能变电站技术导则》中对未来智能变电站的预想，除了基于IEC61850统一的通信协议外，还需要全网时钟同步、高速的信息交互网络及计算处理能力。本文提出的基于FPGA的过程层芯片，首先介绍了基于对象设计智能变电站体系结构，实现数字模拟一体化、保

5、护测控一体化，IEEE1588、SMV、GOOSE三网合一技术。其关键技术为基于IEEE1588多主时钟的对时芯片；然后通过基于FPGA设计ASIC芯片的思想介绍了Xilinx公司Virtex一6FPGA的硬件电路设计，最后根据应用及功能需求对相应的硬件模块及软件模块进行了研究。关键词：智能变电站，过程层，FPGA，Virtex一6ABSTRACTSmartsubstationisanimportantpartofSmartGirdanditrepresentsthenewtrendofthefuturetechnology．Onthepremiseofdigi

6、talsubstationtechnology,usingdigitalinformationwithinsubstation，networkingcommuntion，andstandardsharinginformationisthebasicrequirementofsmartsubstation．BasedonIEC16850，thesmartsubstationreflectstheIntegration，datasharing，andcooperation．Electronictransformerreplacedelectromagnetictra

7、nsformers，processlayernetworkingsubstitutedthesecondhard—wired．Thesemaketheinformationsharingwithinthesmartsubstationcometrue．Buttoachievereal—timenetwork—widedatasharingandenvisionedoffutureintelligentsubstationinIntelligentSubstationTechnicalGuidelines，inadditiontoIEC61850basedunif

8、iedcommunica