[发明专利]一种基于FPGA实现高速通信的智能微电网控制系统

权利要求书

1.一种基于FPGA实现高速通信的智能微电网控制系统，其特征在于：包括基于高速实时以太网的智能微电网主站(1)、智能微电网从站(2)和电力电子设备(3)；

所述智能微电网主站(1)通过标准以太网接口卡接入以太网，并通过工业高速实时以太网与各个智能微电网从站(2)连接，组成智能微电网控制环网，用于调控各个智能微电网从站(2)的工作状态；

所述智能微电网从站(2)包括电源模块(21)、以太网模块(22)、FPGA模块(23)以及RS485和/或Canopen模块(24)；

所述电源模块(21)分别与所述FPGA模块(23)、以太网模块(22)以及RS485和/或Canopen模块(24)的电源输入端电连接，为其提供电源；

所述以太网模块(22)上设有与以太网网路接口信号连接的标准RJ45接口，实现输入输出信号的电平转换，且该以太网模块(22)上的数据总线以及控制总线分别与所述FPGA模块(23)信号连接，用以实现在FPGA模块(23)控制下接收智能微电网主站(1)发布到环网上的以太网帧，并向智能微电网主站(1)发送反馈数据帧；

所述FPGA模块(23)为智能微电网从站(2)的核心，一端与所述以太网模块(22)信号连接，另一端与所述RS485和/或Canopen模块(24)信号连接，用以实现传输信号的解析、打包以太网帧、数据滤波、分配以及转换工作；

所述RS485模块为高速485芯片，其上设有标准485通信接口，Canopen模块为Canopen芯片，其上设有标准Canopen通信接口，用以实现输入输出信号的电平转换，且所述标准485通信接口和标准Canopen通信接口均与所述电力电子设备(3)信号连接。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA实现高速通信的智能微电网控制系统，其特征在于：所述智能微电网主站(1)为带有网口的CPU芯片，其内系统平台采用Linux操作系统，并通过打Preempt-RT补丁增加其实时性。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA实现高速通信的智能微电网控制系统，其特征在于：所述智能微电网主站(1)与多个所述智能微电网从站(2)通过自主研发的Rbus总线连接，该Rbus总线为基于C类方式开发的一种更加贴合智能微电网中数据传输的高速实时以太网总线，满足智能微电网主站(1)和智能微电网从站(2)之间的各种拓扑结构，组网灵活。

4.根据权利要求1所述的基于FPGA实现高速通信的智能微电网控制系统，其特征在于：所述FPGA模块(23)在高速实时以太网技术基础之上设计为智能微电网从站(2)的核心，包括应用层器件、从站控制微处理器、从站控制器和物理层器件，主要实现控制应用和通信两部分的功能，且所述应用层器件包括通信状态机。

5.根据权利要求1所述的基于FPGA实现高速通信的智能微电网控制系统，其特征在于：所述智能微电网主站(1)通过控制其内部的状态寄存器的参数的状态实现对智能微电网从站(2)工作状态的控制。

6.根据权利要求1所述的基于FPGA实现高速通信的智能微电网控制系统，其特征在于：所述电力电子设备(3)包括分布式电源、储能装置、能量转换装置和相关负荷，且该电力电子设备(3)的控制端均与所述FPGA模块(23)信号连接，以便于所述FPGA模块(23)在智能微电网主站(1)的控制下控制所述电力电子设备(3)的工作状态。

7.根据权利要求1所述的基于FPGA实现高速通信的智能微电网控制系统，其特征在于：FPGA模块(23)为双网口FPGA芯片，用以对主站接受/发出数据帧进行捕捉和打包，并进行数据交换。

8.根据权利要求4所述的基于FPGA实现高速通信的智能微电网控制系统，其特征在于：所述智能微电网从站(2)中的应用层器件完成以太网信号与485信号或Canopen信号之间的转换。