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伴随着智能电网的出现和发展,数字化电能表已大范围应用于变电站中,因此,对数字化电能表的研究成为了一个研究热点。虽然,目前数字化电能表已经在实际生活中应用,并有比较成熟的技术,但是,在变电站的应用中,还存在着一些问题,如:大数据量的处理速度不够快、MAC地址固定化不可更改等。而FPGA不仅具有现场可编程能力、处理数据的速度快、实时性好、自带IP核等优点,且比较适合在高速采样频率下工作。由此可以看出,它非常适合作为需要实时控制的数字化电能表内部的一个CPU。本课题以变电站数字化电能表为起点,详细讲述目前变电站唯一的协议IEC61850标准,以及IEC61850-9-2标准规范,最后阐述了本课题研究的数字化电能表的系统框架,主要包含硬件电路的搭建与FPGA逻辑设计两个部分。在硬件电路的搭建部分,首先介绍了器件及芯片的选型,然后采用Altuim Designer软件进行电路设计,最后搭建了基于目标芯片EP4CE115F29C7N、AFBR-5803AT光纤以太网收发器和DP83849IFVS物理器件的硬件平台。在FPGA逻辑设计部分,在Quartus II 13.0平台上采用Verilog HDL硬件描述语言对数字化电能表进行模块化逻辑设计——设计子模块,并利用ModelSim进行模块功能仿真,在硬件电路允许的情况下,通过SignalTap II对FPGA周围的管脚进行实时监控。最后,将硬件电路和FPGA逻辑模块整合在一起,完成基于FPGA的数字化电能表的设计,并利用实验室现有的器件——DE2-115开发板和100M多模光纤以太网收发器,构建模拟合并单元模块,以验证本课题设计的电能表能基本实现其功能。