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《中南大学》 2007年
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电力系统继电保护中基4FFT模块在SOPC中的设计与实现

陈志敏  
【摘要】: 随着国民经济快速发展和人民生活水平的不断改善,对电网的安全稳定供电提出了越来越高的要求,保证电力系统安全可靠地运行成为维护社会稳固发展的基础。电子技术、计算机技术以及通信技术的新发展,给继电保护提供了强大的技术后盾。本文分析了近年来继电保护理论发展趋势和最新进展:保护理论从简单逻辑判断发展到经典傅氏算法;保护设备也从晶体管时代演变到微机保护时代。由于微机系统结构上的优势,许多先进的电力保护算法能以程序的形式在微机继电保护设备上实现,推动了电力继电保护的快速发展。但由于处理器性能、系统复杂度等问题的存在,使得现有的微机保护装置都存在一定的局限性。文中对电力系统的故障出现的种类和概率进行了分析和讨论,认为电力继电保护就是要有效地从杂乱的线路信号中提取有用信号;而傅立叶变换在频域分析方面的优势,使其成为继电保护理论的经典。本文提出一种新型的继电保护架构,即利用Altera公司新的SOPC技术——NiosⅡ软核处理器,进行电力继电保护平台的设计。 NiosⅡ软核处理器是Altera公司的SOPC解决方案,它以IP核的形式提供给设计者;用户可以借助Altera公司的SOPC Builder等开发工具,按照自己的需求选择合适的CPU及外设,可以迅速定制出一个片上可编程的处理系统。本设计从电力系统继电保护基本模型的需求出发,综合未来继电保护的发展方向,提出继电保护通用平台基本结构。结合SOPC技术,根据需求,在FPGA平台上对一种快速傅立叶变换进行设计,并对其各个单元进行功能和时序的分析、仿真。文中以硬件傅氏算法作为协处理模块定制出电力继电保护通用SOPC平台,将自定义的12bit 64点整数基4FFT处理模块作为通用平台核心运算部件融入到NiosⅡSOPC系统中,并编写相关测试代码对NiosⅡ平台以及基4 FFT协处理模块进行测试;证明自定义的FFT协处理模块在NiosⅡ系统中工作正常,达到设计目的。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM774;TM769

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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【二级参考文献】
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