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随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,对电能质量和供电可靠性提出了更高的要求,实现配电网监控和管理的自动化成为亟待解决的问题。配电自动化需要可靠有效的通信手段,以便在控制中心、子站与大量远方终端之间传递信息和控制信号。当今的电力系统存在着多种通信方式并存的现象,使得各局、各部门之间采用的通信器件参差不齐,很难得到统一的规划。这些年来光纤通信凭借着其无比的优越性,得到了快速的发展和完善,特别是小型模块一体化标准的推出,更是加快了光纤通信的市场化.结合电力系统通信的特点,无疑地,在电力系统中采用光纤通信方式将是一个必然的趋势。
这篇文章旨在提出一种可实现SFP模型的一体化光纤通信模块电路,而且是针对电力系统的所具有的特点所设计的电路。由于电力系统通信现行的几种方式,每种通信方式的适用范围和特点都不同,而且各有各的特点,同时也各有各的缺点,很难在电力系统通信中采用单独的一种方式。随着光纤通信技术的发展,特别是近几年来,不断推出新的智能化、小型化、数字化的模块标准,极大地推进了光纤市场的发展,其中包括小型热可插拔式(SFP)、专用于10G超小型热可插拔式(XFP)标准和基于他们的多源协议。在电力系统通信中应用这样的标准,不但将电力系统通信推向市场化,促进电力系统通信的发展和完善,而且也符合了通信发展的趋势,相信具有很大的应用前景。
结合电力系统通信的特点和光纤通信一体化技术的要求,为完成电路的设计,本文所做的主要工作如下:
1、论述电力系统配电网自动化和光纤通信一体化模块理论的发展和现状,突出了通信性能在电力系统中的重要性;
2、针对电力系统几种通信方式进行了大体的介绍,并与光纤通信进行了比较,得出在电力系统中逐步实现光纤通信是必然的趋势;
3、对电力系统中的光纤通信的系统结构进行了详细的分析和介绍,并采用了FPGA技术对有关部分进行了功能波形的仿真;
4、对电力系统光纤通信光端机的发射和接收部门的主芯片电路进行了研究和设计,该电路中统一采用了模块化技术的美信芯片,并以这些美信芯片为主芯片进行了电路周围参数的设置,并按照SFP的要求设置一些有关的电路参数;
从光端机的制作结果来看,结合Altera公司推出的FPGA芯片EP1C6实验板功能,采用Altera公司推出的软件Quartus和Niosi挂行功能的仿真和性能的测试,基本上符合光纤通信应用于电力系统方面的要求。本文的研究工作得到国家自然科学基金重点项目--“分散式风力-太阳能发电系统的混合控制研究”(60534040)的资助。