集控型智能配網終端的設計與實現思路研究

摘 要：本文主要的研究內容是集控型智能配網終端的設計與實現，該終端能夠實現區域子站組網，并具有很好的通信接口方式的適應能力，本次研究中應用了浮點計算的中斷技術及三層的總線架構，并應用面向對象的智能化協議的軟件設計技術來進行相關的信息交換，能夠有效的滿足智能化配網系統的各項需求。

關鍵詞：集控型智能配網終端；設計；實現思路

隨著我國市場經濟的快速增長，社會各界的電力需求在不斷的增大的，為了保證配電網絡的運行可靠性，智能電網的建設在不斷的深入，作為智能化配電網絡中的重要組成部分，對智能配網終端進行設計、研究也是一項非常重要的工作，本文就對集控型智能配網終端的設計與實現進行簡單的分析。

1 集控型智能配網終端的組網架構

本次研究中，要求集控型智能配網終端具有配網級層簡化、信息交換系統智能化、通信接口多樣化的特點，為了對配網的級層進行有效的簡化，可以將子站層的相關裝置進行省略，子站與配網終端之間的通信可以在終端的內部進行，這種通信方式能夠使通信的可靠性得到顯著的提高，同時，在集控型智能配網終端中需要配備323接口、光纖以太網接口、多路電以太網接口等多種通信接口，滿足主站的靈活的通信模式，智能化的信息交換系統的應用，能夠使配網終端方便的與智能化配網自動化系統進行無縫對接，并且還能實現遠程的維護與監控。

2 集控型智能配網終端的硬件系統設計

2.1 適應浮點計算的中斷技術

浮點計算經常會應用于配網系統的故障判斷算法中，該算法能夠有效的提高中斷的效率，但是在配網終端的實時的、多任務的操作系統中不會提供有關浮點計算的中斷現場的保護，為了解決中斷之后的計算恢復問題，在本次設計中開辟了專門的中斷浮點棧空間，主要用于中斷現場的信息的存儲，并且會為不同的中斷點建立各種不同的浮點棧，在系統應用中只需要編寫相關的程序就能實現浮點函數的調用，能夠有效的對中斷現場進行手工的保護，但是在不需要進行浮點計算的系統中，可以省略掉相關的浮點計算保護過程。

2.2 高速以太網的數據傳輸技術

電力配網中的通信，大部分都是采用TCP/IP協議，本次研究中，主要采用的是直接數據訪問方式在光口中對MAC層的報文進行直接接受的數據通信方式，在設計的過程中，首要的工作是要在內存中根據需要開辟報文的緩沖區，光口在接受數據的過程中，會將接受到的報文數據存儲于該段的內存中，并且實現整個過程是不會占用CPU的資源的，這種通信方式會有效的提高報文傳送過程中的接收速率，該種傳輸技術與數字化系統的數據處理相符，能夠完成相關數據的高速傳輸。

2.3 平臺總線技術的應用

本文研究中，設計了三類的總線，即可以進行擴展的低壓差分信號總線、完備的管理總線、高速的數據總線，其中的低壓差分總線能夠在進行高速率的數據傳輸的過程中，保持較低的輸出功耗，并且該總線傳輸方式具有信號傳輸可靠性強、噪聲低、低電壓電源兼容性好的優點。采用這種總線技術進行配網終端的通信，可以隨時的進行相關板件的增減，并且能夠方便的進行擴展，非常的適用于智能配網技術中。管理總線中主要采用的是百兆的以太網，能夠實現界面管理系統的任務切換控制、軟件調試、系統通信等操作。數據總線通常采用的是千兆以上的以太網，能夠有效的實現各個子站中的龐大數量的信息的實時交換與傳輸。

2.4 PPC架構的硬件平臺

本次設計中，集控型智能配網終端的硬件系統的平臺采用的是PPC平臺，通信板之上的PPC的主要任務是負責以太網上的信息的傳輸與有效的處理，而采樣板上的PPC平臺的主要任務是負責各個間隔上的數據的高速采集，為了滿足系統的功能，在PPC平臺內核的處理器的選擇過程中，應該注重其性能，一般建議采用性能較高的MPC86XX系列芯片，該芯片中的內核具有高速的傳輸功能，用于集控型配網終端的子站通信及數據采集處理中，應用性能很強。

2.5 電源系統的設計

電源的設計是集控型智能配網終端設計中必不可少的部分，尤其是其備用電源的設計，一般會將其作為一個獨立的應用系統來進行設計，其主要的功能模塊有蓄電池活化維護模塊、蓄電池狀態監測模塊、自動切換模塊、自動在線監測模塊等，能夠實現自動充電選擇、蓄電池剩余使用時間預測、蓄電池報警等多種功能，保證整個電源系統安全、可靠的運行。

3 集控型智能配網終端的軟件實現

本次設計中，集控型智能配網終端的軟件架構主要包括子站模塊、本地配網終端模塊、通信數據收發及控制模塊，主要的設計方法采用的是面向對象的設計方法，信息交換系統采用的是IEC61970、IEC61850等，這種形式的信息交換系統具有很強的智能接入的能力。其中的通信數據收發及控制模塊主要的功能是進行子站與本地配網終端裝置內部的通信，子站與外部的配網終端之間的外部通信，以及子站與主站之間進行的調度通信。配網子站的軟件模塊主要是實現主控型配網子站的相關功能，能夠有效的提高配網終端的運行效率。本地配網終端軟件，可以有效的實現本地配網終端中的故障檢測、信息采集、對子站的控制命令進行執行等功能。

綜上所述，集控型智能配網終端是智能配網中的重要組成部分，本文就在對智能配網終端的特點進行分析的基礎上，提出了集控型智能配網終端的整體設計方案及組網結構，并對其硬件架構及相關的軟件設計進行了簡單的分析，對于集控型智能配網終端的設計實現具有很好的參考作用。

[參考文獻]

[1]李寧峰，張吉，宋斌.集控型智能配網終端的設計與實現[J].江蘇電機工程.2013（5）.