采用FPGA&DSP实现电子式互感器合并单元

一次电子式互感器与变电站实现数字化连接主要通过合并单元来实现.为此,介绍了电子式互感器数字输出接口的重要组成部分-合并单元的定义及其组成,分析了合并单元的功能特点进而提出了一种以FPGA和DSP构架的合并单元实现方案;使用FPGA实现了合并单元的同步功能,并利用FPGA由用户定制专用硬件电路的高速、并行处理能力以及DSP的数字运算、控制能力,将两者互相补充,实现了12路数据接收、处理、以太网通讯的功能.利用此方案实现的合并单元满足了电子式互感器数字接口高可靠性、强实时性、多任务的要求.合并单元的校验方法和实验结果验证了此方案的可行性.     

采用FPGA&DSP实现电子式互感器合并单元

一次电子式互感器与变电站实现数字化连接主要通过合并单元来实现。为此,介绍了电子式互感器数字输出接口的重要组成部分—合并单元的定义及其组成,分析了合并单元的功能特点进而提出了一种以FPGA和DSP构架的合并单元实现方案;使用FPGA实现了合并单元的同步功能,并利用FPGA由用户定制专用硬件电路的高速、并行处理能力以及DSP的数字运算、控制能力,将两者互相补充,实现了12路数据接收、处理、以太网通讯的功能。利用此方案实现的合并单元满足了电子式互感器数字接口高可靠性、强实时性、多任务的要求。合并单元的校验方法和实验结果验证了此方案的可行性。     

基于FPGA嵌入式处理器设计和实现合并单元的一种方法

电子式电流/电压互感器已成为变电站自动化系统中十分重要的组成部分。笔者提出了一种利用FPGA上的嵌入式处理器实现合并单元的方法,它利用了MicroBlaze处理器内核,并且使用知识产权内核(IP)来实现各功能模块,完成了合并单元同步、多路数据接收和处理以及以太网通讯等功能,满足了电子式互感器数字接口高速、实时、可靠的要求。实验结果表明,该设计基本满足IEC 60044和IEC 61850对合并单元的要求。     

基于FPGA的合并单元数据接收及处理模块的实现

合并单元作为电子式互感器与变电站间隔层设备接口的重要组成部分,主要用于同步接收多路电子式互感器输出的数字信号以及将处理后的数据按标准规定的格式发送给间隔层设备。提出了一种基于FPGA（现场可编程逻辑门阵列）构架的合并单元数据接收及处理模块的实现方案。以FPGA为处理器,能可靠地实现对多路电子式互感器输出信号的同步接收、循环冗余校验（CRC）、排序、滤波、数字积分等功能。     

基于FPGA及数字倍频技术实现数据同步采集的研究

应用GPS授时技术提出一种电力系统交流电气信号同步采集的设计方案.设计采用自顶向下的设计方法,选用了可编程逻辑控制器件FPGA芯片作为硬件开发平台完成GPS系统对时、数字倍频、A/D转换同步采样控制和数据存储的集成.实现了电力系统内部不同变电站之间以及变电站内部不同单元之间数据同步采集及存储等功能.此外给出了使用综合开发平台Quartus II设计软件进行的仿真与分析.数据同步采集在电力系统集成保护中具有实际应用价值.     

一种基于交流信号的模拟合并单元

分析了模拟合并单元的采样值映射模型和实现方法,利用同步采样技术,将传统PTCT的模拟交流信号构建成符合IEC60044-7/8和IEC61850-9-1标准的采样值映射,从而在传统变电站的基础上直接奠定IEC61850标准的数据基础.提出并验证了模拟合并单元的测试方案.该模拟合并单元已在数个110 kV变电站数字化工程中得到了应用.     

基于IEC 61850-9-2的合并单元研究

合并单元是一次电压/电流互感器设备与二次保护测控单元的关键接口,是变电站过程层数据数字化、共享化的核心单元.介绍了基于IEC 61850-9-2及UCAIug IEC61850-9-2LE的合并单元设计思路,讨论了合并单元的采样值组帧方法及其互操作问题,给出了合并单元的数据建模、时钟同步以及采样值传输的实现方法.对基于IEC61850-9-2LE的合并单元样机测试,实验数据表明该样机各项参数令人满意.     

一种基于FPGA&DSP的电子式互感器数字接口实现方案

为了实现电子式互感器与保护、测控设备装置之间的数字接口,介绍了电子式互感器数字接口的重要组成部分,即合并单元的功能,根据其特点提出了一种基于FPGA和DSP平台的电子式互感器数字接口实现方案.利用FPGA与DSP相互配合完成合并单元同步,多路数据接收和处理,以及以太网通讯功能,满足了电子式互感器数字接口高速、可靠的要求,有望应用于实际系统中.     

与电子式互感器接口的合并单元通信模型设计

合并单元作为电子式电流/电压互感器与变电站间隔层设备接口的重要组成部分, 是变电站乃至整个电网测控保护数据的来源。文章在研究IEC61850 信息模型内涵的基础上, 从分析合并单元的功能入手,研究了合并单元的信息模型, 阐述了发布/订户传输模型的构建方法。     

智能变电站扩建间隔合并单元同步测试方法研究

介绍了智能变电站合并单元数据同步方式,分析了不同数据同步方式下合并单元同步性测试存在的问题,提出了一种在智能变电站新间隔扩建中合并单元测试数据同步性的方法,该方法利用合并单元检修机制、电压切换功能隔离测试设备与运行设备,解决了智能变电站母线不停电进行间隔合并单元同步测试的问题。     

数字化变电站中采样值同步技术研究

认为采样值同步技术是实现数字化变电站过程总线通信的难点之一。阐述了基于外部源的硬接线同步和基于IEEE 1588的网络同步两种方案,指出方案实现的关键因素,从硬件设计、同步误差、冗余性和互操作性等方面对这两种方案进行了分析和比较。研究结果对数字化变电站中采样值同步设计具有参考意义。     

数字化变电站对时方法的研究

针对数字化变电站的结构特点,分析了其同步对时的要求以及存在的问题,提出了一种适用于数字化变电站的同步对时方案。该方案依据过程层设备、间隔层设备、变电站层设备的对时特点,分别采用了不同的具体对时方式,以满足各层设备的不同对时要求。在此基础上,提出了间隔层与过程层实现数据同步的方法。对时方案结构清晰,逻辑简单,便于在各智能电子设备中实现,可以有效实现数字化变电站的全站信息同步。     

数字化变电站对时方案分析

详细分析了SNTP、IRIG-B、IEEE1588三种时钟同步方式的原理及特点,并总结了其优点和缺点。在研究了数字化变电站网络拓扑结构的基础上,按照站控层、间隔层和过程层分层讨论数字化变电站的时钟同步网络,结合三种时钟同步方式的特点,为新建变电站推荐时钟同步网络的建设方案,建议在站控层网络采用NTP协议,在过程层采用点对点连接方式时推荐采用IRIG-B,而组网的情况下建议采用IEEE1588,并建议过程层推广应用IEEE1588时钟同步协议。     

数字化变电站中高精度同步采样时钟的设计

在数字化变电站的应用中,对同步采样时钟要求高稳定和高精度,其实现关键在于消除同步采样时钟的误差。文中从分析同步采样时钟误差产生的原因出发,利用全球定位系统（GPS）接收机输出GPS时钟误差分布的特点和晶振频率在短时间内的相对稳定性及现场可编程门阵列（FPGA）的高速数字信号处理的特性,采用相应处理措施消除了晶振频率偏差对同步采样时钟的影响,实现了GPS时钟在短时间内出现较大偏移或扰动时对其进行人为补偿,从而保证了采样时钟的精确同步,为数字化变电站的设计应用提供了一种高稳定、高精度的同步采样时钟设计方法。     

同期装置测试设备及测试方法

为了满足发电厂和变电所对同期装置测试的要求，特别是对微机型同期装置的测试，分析测试过程中存在的问题，提出了对测试设备的要求并介绍了测试方法，包括两侧电压存在幅值和相位差时的校正，电压闭锁值，频率闭锁值，导前时间，导前角、电气零点、调频脉宽，调压脉宽的测试，动态模拟实际并网情况的调整试验。     

数字化变电站光纤纵差保护性能分析

在数字化变电站使用电子式互感器的环境下,线路光纤差动保护面临很多新问题。这些问题的焦点集中在:如何与变电站内的母线保护、变压器保护共享数据源?如何实现变电站之间的数据采集同步?如何与变电站内的过程层装置进行互操作?等等。针对上述问题,提出了数字化变电站线路差动保护基于乒乓原理的时钟信号同步方案,并分析了基于该同步时差动保护性能和互操作的解决方案。     

电力系统数字信号检测校准装置的研究与实现

随着智能变电站的大规模建设推广，数字化设备及测试仪的应用越来越多，电力系统数字信号准确度的检测校准成为必需环节。目前，电力系统数字信号准确度测试方法不统一，测试系统针对性不强、便利性不足、不确定性高，影响了检测校准的效率和质量，不利于数字化设备在智能变电站的推广应用和长期质量安全。为解决这一问题，研究和实现了一种电力系统数字信号检测校准装置。从理论值、时标和算法溯源三方面，实现电力系统数字信号准确度全性能指标检测校准。试验及工程验证表明，研究成果的功能和抗干扰性满足标准要求和应用需求，提升了电力系统数字信号检测校准的效率和质量。     

智能变电站采样值同步异常导致跨间隔计量系统故障分析

智能变电站采用内桥接线、3/2接线、母线PT级联等设计时,数字计量系统需要进行跨间隔计量,此时采样值报文的同步性是影响数字计量系统整体准确性的关键因素。文章介绍了110 k V智能变电站采用内桥接线设计情况下数字化计量装置进行跨间隔计量的原理,针对某110 k V智能变电站实际运行中出现的采样值同步异常导致计量不准确的情况进行了分析,并提出一种提高智能变电站跨间隔计量可靠性的方案。     

嵌入式SNTP服务器在变电站对时中的应用

针对数字化变电站的结构与功能分布特点,分析了站内智能电子设备(IED)的对时要求,在此基础上提出了一种分层对时的时间同步策略,采用SNTP网络对时和秒脉冲(PPS)对时相结合的方法,实现站内数据同步,保证站内设备的功能正常运行.根据对时同步策略的要求,文中对SNTP的性能进行了分析,并给出了对时系统的关键设备——嵌入式...     

基于PTP的变电站频率与时间同步方案研究

智能化大电网的发展对时间同步提出了越来越高的要求。高精度、大范围、高性能的时间同步系统成为电网正常运行的必要保证。PTP通过IPoverSDH的方式来组建时间同步网络，能够达到电力全网时间精度优于1μs的精度指标。文章结合当前变电站的实际情况，论述如何在现有变电站之间实现频率与时间的同步。