低壓配電臺區模組化智能融合終端構建方案與實現

劉浩，趙偉，溫克歡，何恒靖，李世松，黃松嶺

(1. 清華大學 電機工程與應用電子技術系，北京 100084； 2. 深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518048；3. 南方電網數字電網研究院有限公司， 廣州 510663)

0 引 言

在電力系統中，尤其是在配電網中，為實現對低壓配電臺區(以下簡稱配電臺區)電力設備運行狀態的監測、電能量數據的收集等，供電公司在配電臺區安裝了大量的運行監測和帶電能計量功能的儀器設備。并且，經過一波又一波技術升級和細化功能的改造，導致現階段配電臺區安裝使用的運行監測和計量設備已有多個不同種類，且它們相互獨立運行，各自測得的數據信息難以共享共用；同時仔細分析發現，它們中很高比例的功能其實相同，而為具備這些功能所必備的硬件單元也存在重復。如此，這就使得供電公司承載的配電臺區運行監測和計量設備的安裝、數據信息處理、設備管理和維護等任務日益繁重。為減少供電公司在配電臺區運行監測和計量設備上的投資，降低設備管理及運維成本，同時提高配電網監測運維管理工作效率，十分必要對配電臺區多種不同的運行監測和計量設備進行整合優化。

1 配電臺區運行監測和計量設備的整合與優化

現階段，配電臺區中的運行監測和計量設備，主要有安裝在公變臺區的配變監測計量終端和用電數據信息采集集中器，以及安裝在專變用戶現場的負荷控制終端和三相多功能電能表等。所謂配電臺區運行監測和計量設備的整合與優化，就是將上述四種運行監測和計量設備的軟、硬件功能單元做一體化整合，并按模組化思路加以設計，進而研制一種由可覆蓋原四種運行監測和計量設備共性功能的基本架構+特定功能單元整合而成的所謂模組化智能融合終端，其中的特定功能單元有多種，是根據終端在配電臺區內實際應用場景的不同，配置相應的擴展模塊以及功能APP，以實現所需的功能和技術性能[1-3]。研制具備上述軟件、硬件特征的新型智能融合終端，可統一配電臺區原四種運行監測和計量設備的基本架構，同時利用模組化的設計，覆蓋原四種設備的所有功能，并且能實現用一臺模組化智能融合終端，就能替代公變臺區的一臺配變監測計量終端和一個用電數據信息采集集中器；或僅用一臺這種新型的終端，就可以替代安裝于專變用戶現場的一臺負荷控制終端和一塊三相多功能電能表。如此，新型模組化智能融合終端的應用，將明顯提高終端設備的集成度，減少設備數量和安裝空間，整體性降低配電臺區運行監測和計量設備運維檢修的成本，有效支撐配電網運行監測管理的數字化、自動化和智能化建設。

1.1 配電臺區四種運行監測和計量設備的功能對比

在公變臺區，配變監測計量終端和用電數據信息采集集中器，均安裝在公用配電房內的計量柜內，其中，配變監測計量終端可實時采集配電變壓器二次側的電參量數據，并對測得的數據進行分析、處理、存儲和傳輸，進而實現對配電變壓器運行狀態和供電電能質量的監測；同時，該終端所測得的電能量為整個臺區的總用電量，供電公司的電能計量自動化主站還可利用其測得的數據進行臺區線損分析與考核。而用電信息采集集中器，則可抄讀、存儲臺區內所有末端用戶電能表的數據，并傳輸給供電公司的電能計量自動化主站。

另外，負荷控制終端和三相多功能電能表，則是同時安裝在用戶專用變壓器的一次側(或二次側)，用于實現對專變用戶的現場服務、管理以及用電量計費。具體地，兩者會同時測量和采集專變一次側的電參量數據，其中，三相多功能電能表作為法制計量器具，其所計量的電能量可用作用電量計費；而負荷控制終端可通過RS-485總線與三相多功能電能表連接，其除采集三相多功能電能表數據并上傳至電能計量自動化主站外，本身也具備電能計量功能，因此，當三相多功能電能表發生故障或失準時，負荷控制終端計量的電能數據，也可作為退補電費和故障研判的參考[4]。此外，負荷控制終端還可對專變用戶變壓器側的斷路器進行拉合閘，實現其負荷控制的功能。

配變監測計量終端、用電數據信息采集集中器、負荷控制終端和三相多功能電能表，這四種配電臺區主要的運行監測和計量設備的具體功能及其對比情況，見表1。

表1 配電臺區4種運行監測和計量設備的功能對比Tab.1 Function comparison of 4 kinds of operation monitoring and metering equipment in distribution station area

從表1可明顯看出，這4種運行監測和計量設備的大部分功能存在重復，且它們的硬件構成、型式結構也差異不大；并且，負荷控制終端和三相多功能電能表會重復測量和采集專變一次側的電參量數據，而兩者所用到的交流采樣模塊與配變監測計量終端中的交流采樣模塊基本相同，無疑，這已造成相應硬件資源的浪費。同時，原四種運行監測和計量設備的軟件架構相對比較固定，與終端的硬件結構強耦合，難以實現新功能的拓展和升級。針對于此，借助現行的技術手段和條件，完全可能將上述四種運行監測和計量設備進行一體化改造，對它們的硬件構成做模組化設計，軟件架構做APP化設計，以完成對這四種運行監測和計量設備軟件、硬件資源的整合優化。此目標若能實現，便可改變目前配電臺區運行監測和計量設備多種多樣且數量大，相應硬件資源存在冗余浪費、軟件程序難以更新迭代的現狀；同時，可降低配電臺區運行監測和計量設備的購置、運維成本和管理難度。

1.2 配電臺區運行監測和計量設備整合與優化現狀

對配電臺區運行監測和計量設備的改造，國家電網公司于2017年就提出了構建智能配變終端的技術要求，目的是希望在供電系統僅使用一種集成化綜合智能終端，就能為配電臺區所有電氣設備的安全可靠運行提供智能、精細的管控技術支撐。同時，文獻調研注意到，截至目前，國內有多個省市和地區的供電公司，也已在對配電臺區運行監測和計量設備的改造上進行探索[5-9]，取得的部分成果有，將配變監測計量終端與用電數據信息采集集中器做一體化整合，制成一種綜合智能終端。該終端可取代配電臺區原有的兩種運行監測和計量設備，并能實現原兩種設備的所有功能。例如，河北電力科學研究院研發設計出一款配用電側智慧感知設備[5]。該設備整合了配變監測計量終端與用電數據信息采集集中器共有的軟件、硬件資源，并將通信單元做模塊化設計，支持模塊組合與互換，且在終端軟、硬件層面采取有效措施，保障了不同功能單元的相互獨立運行。該設備既可支持用電信息采集主站抄讀抄表集中器獲得的數據信息，又可將配電設備的數據傳輸給配變主站，實現了營銷和配電兩部門運行監測數據的采集、信息處理共用一個終端設備的目標。

文獻[7]介紹的一款多功能配變監測終端，則是對配電臺區多種運行監測和計量設備的功能進行了有機整合，在保持其原有硬件結構基本不變前提下，這款多功能配變監測終端按實現功能，劃分為計量監測、集抄和安全監測三個子系統，可實現配變監測、集中抄表、變壓器異常監測以及安全監測等功能。該多功能配變監測終端可取代配電臺區中分立的配變監測計量終端和用電數據信息采集集中器，并還集成有安全監測功能模塊，切實提高了配電臺區運行監測和計量設備的集成度。

文獻[10-11]在將配變監測計量終端與用電數據信息采集集中器加以有機整合基礎上，還集成了無功補償裝置，開發出一款所謂智能配變終端。即該終端除了能夠實現配變監測計量終端和用電數據信息采集集中器的功能外，還可響應配電網的無功功率需求，按監測控制主站下發的指令實時補償無功功率，以改善配電網的供電電能質量。

如前文所述，部分省市和地區供電公司對配電臺區運行監測和計量設備的改造已取得一定成果[12-13]，但截至目前，已有的大部分集成化終端，都只整合了配變監測計量終端和用電數據信息采集集中器，還并未將負荷控制終端和三相多功能電能表也包括進去。前面表1中，后兩者的功能與前兩者其實也有重復。針對于此，對配電臺區運行監測和計量設備的改造還可做得更為徹底，即還應將負荷控制終端和三相多功能電能表也納入整合優化的范圍。

2 模組化智能融合終端

基于多個省市和地區供電公司對配電臺區運行監測和計量設備進行改造的探索與實踐，南方電網公司及下屬的深圳供電局有限公司等單位根據配電臺區服務底層管理需求，經反復論證和對運維管理一線工作現狀的調研，形成了“硬件平臺化、軟件APP化”的設計改造方案[14]，并通過分析、對比配電臺區原四種運行監測和計量設備的功能，以及軟件、硬件結構上的異同，設計并研制出一款模組化智能融合終端。這款模組化智能融合終端被設計為由計量單元、管理單元和擴展模塊三個基礎功能單元組成，并根據實際應用場景的不同需求，配置不同的擴展硬件單元，以組合形成滿足應用場景需求的終端具體硬件單元，再融合相應功能的APP，共同實現應用場景所需的運行監測和計量功能。

如圖1所示，模組化智能融合終端主要由計量單元、管理單元和擴展模塊三個基礎功能單元組成。具體地，該終端在硬件實現上采用了“雙芯分離”的設計方案，即將計量單元與管理單元的硬件構成在物理層面上做到嚴格分離，且各自具有單獨的處理器、存儲器和控制器等；如此設計，當一個芯損壞或出現異常時，不會影響到另一個芯的正常工作。如此，既可保證計量單元獨立工作，確保計量數據的準確性、獨立性和可追溯；同時，又可在不影響計量單元正常工作前提下，通過在線升級管理單元軟件，解決終端功能的擴展與升級問題，滿足供用電管理業務發展的需求。

在模組化智能融合終端中，計量單元、管理單元被集成在同一塊電路板上，共同構成了終端硬件部分的核心本體，但兩者被分割在不同區域，以確保彼此之間硬件構成上的相互獨立。同時，計量單元與管理單元之間，可通過雙通道硬件接口以及靈活的高彈性軟件協議實現嚴密的數據交互和時鐘同步。而擴展模塊則是以插入擴展槽的形式裝設在模組化智能融合終端外殼內，但與計量單元和管理單元的電路板分開安裝；在具體應用中，可根據終端的實際應用場景，向擴展槽內插入下行通信模塊、上行通信模塊、控制模塊、RS-485模塊以及遙信模塊等，以滿足終端通信、負荷控制、配電室內環境狀態監測及設備開關狀態量采集等功能需求，使模組化智能融合終端的功能可更靈活地配置，并因而也擴大了該終端的適用性或稱普適性[15-17]。

圖1 模組智能融合終端硬件結構圖Fig.1 Hardware structure diagram of modular intelligent fusion terminal

2.1 計量單元

計量單元作為模組化智能融合終端實現法制計量的關鍵功能單元，承載著電能計量、對電能數據的處理、監測、凍結、統計等任務[18-19]；同時還具備數據存儲、脈沖指示、異常事件檢測與記錄及告警等功能。按照設計，計量單元會實時采集被監測電氣設備的電能數據信息，并定期向管理單元提供電壓、電流、功率和當前電能示值等數據信息，以備電能計量自動化主站調取。

如圖2所示，模組化智能融合終端的計量單元由獨立的電壓/電流采樣電路、計量芯片、計量MCU、大容量高可靠性存儲器、獨立實時時鐘、時鐘電池和RS-485通信接口[20]等組成。其中，電壓/電流采樣電路負責將采集到的電壓、電流信號轉換成數字信號，并傳給計量芯片，再由計量芯片計算出各種電參量數據信息，傳給計量MCU進行處理；存儲器主要存儲電參量數據、校表數據以及電能量數據等；時鐘電池能防止電網斷電造成系統時鐘混亂；而RS-485通信接口，則可用于校表和故障問題溯源。

圖2 模組化智能融合終端計量單元的原理結構Fig.2 Principle structure of the metering unit of the modular intelligent fusion terminal

如前文所述，配變監測計量終端、負荷控制終端和三相多功能電能表，都是利用交流采樣模塊完成電能計量任務，因此，為兼容這三種運行監測和計量設備的電能計量功能，模組化智能融合終端通過計量單元對配電變壓器的三相電壓和電流進行實時采樣，之后，由計量MCU實現對配電變壓器三相供電回路的電能計量及電能質量監測。并且，深圳供電局有限公司所研制的模組化智能融合終端已取得CPA證書(計量器具型式評價證書)，完全可作為法制計量器具用于對專變用戶用電量的計費。

2.2 管理單元

作為模組化智能融合終端分析、處理數據的核心單元，管理單元承擔著終端非法制計量部分的很多功能，主要包括需量計算、費控、事件記錄、顯示報警、環境狀態量監測、數據處理和打包，以及通信協議轉換，等等。計量單元的核心功能電能計量，要求未來長期保持不變，不需要升級和改動。而與計量單元不同，管理單元的功能，則要應對多樣化的在線監測和管控需求，重點要實現終端功能的多樣性和可擴展性。因此，模組化智能融合終端需要通過升級管理單元中軟件的方式，來實現其功能的不斷升級和迭代，以滿足未來配電網個性化、多樣化的用電服務需求[21]。

管理單元的硬件結構見圖3，其主要由管理ARM、存儲器以及多種固定外設等組成。其中，固定外設包括液晶屏、狀態指示燈、USB、藍牙、按鍵等功能單元。在管理單元中，管理ARM和存儲器負責對計量單元傳來的電能計量數據、集中抄表獲得的數據、主站發來的指令以及其他數據等進行處理、分析和存儲，是整個管理單元的核心部分；狀態指示燈用于反映終端的運行、告警等工作狀態；按鍵和液晶屏可實現終端的本地人機交互；USB接口可連接擴展模塊、進行信息交互；藍牙可設置終端參數，實現本地維護、調試等功能。

圖3 模組化智能融合終端管理單元的硬件結構Fig.3 Management unit hardware structure of modular intelligent fusion terminal

如表1所示，對于配電臺區原四種運行監測和計量設備，它們共有的功能包括電能計量、電能質量監測、數據處理和存儲、告警、終端維護，等等。而在這四種設備中，實現上述功能對應的硬件結構，與模組化智能融合終端中的硬件結構基本一致，主要包括微處理器、存儲器以及多種固定外設等。而在運行監測與計量設備未做整合優化前，配變監測計量終端、用電信息采集集中器、負荷控制終端和三相多功能電能表各自測得的數據，需要分別傳輸到各自的微處理器和存儲器中去進行計算、處理和存儲。但隨著集成電路芯片技術的快速發展，現行微處理器的數據處理能力和處理速度都大大提高[22]；存儲器的存儲容量也增大了數倍。因此，為減少硬件資源浪費，完全可將多種運行監測和計量設備測得的所有數據，全部交由模組化智能融合終端的管理單元來集中管理，具體地，管理單元擁有專用于存取數據的所謂數據池，并將所有數據都存放到其中，同時，終端的不同功能APP，可從數據池直接獲取所需的數據，也可向數據池提交數據，如此減少終端未整合前，數據被重復處理所造成的硬件資源浪費，提高數據處理的效率。在此基礎上，再對終端的固定外設進行相應地補充或擴展，就能夠使其具備原四種運行監測和計量設備地所有功能，進而做到原四種運行監測和計量設備在硬件和軟件層面的整合優化。如此，不僅可大大節約設備的構建和制造成本，減少運維管理工作量，且將多種不同數據做并行處理，還可提高數據的融合度和綜合利用率，為供電公司營銷和配電業務的融合及拓展打下基礎。

2.3 擴展模塊

為更好滿足供電公司配電臺區業務需求，兼容臺區內現有運行監測和計量設備的接口方式和通信協議，提升模組化智能融合終端在不同應用場景下的適用靈活性和功能可擴展性，該終端在由計量單元和管理單元構成終端核心本體基礎上，通過增設裝配有擴展槽的另一塊電路板配置擴展模塊，并經USB，與終端核心本體實現可靠的通信連接。具體地，該終端可配置的多種擴展模塊均可拔插、可升級，即可根據終端應用場景的具體需求，向擴展槽內插入合適的下行通信、上行通信以及控制、RS-485接口和遙信等多種擴展功能模塊，同時在終端管理單元中更新擴展功能模塊所對應的軟件配置，進而實現終端在不同應用場景下應具備的功能。同時，隨著供電公司服務業務的不斷拓展，還可根據實際需要設計開發新的擴展功能模塊。

2.3.1 下行通信模塊

在供電公司現行的用電信息采集模式中，用電信息采集集中器處于通信樞紐位置，同時也是電力數據采集的關鍵設備，其下行通信，可收集配電臺區內所有采集器或智能電能表的數據信息。目前，用電信息采集集中器主要分為Ⅰ型和Ⅱ型兩種，它們支持的通信方式不盡相同。其中，絕大多數的Ⅰ型集中器采用寬帶載波[23-24]的抄表方式，在一些特殊場景下，也會采用微功率無線、RS-485和窄帶載波等通信方式；而Ⅱ型集中器，主要安裝于居民樓表計比較集中的表箱內，其經RS-485通信來收集表箱內的電能表數據。而低壓側集中抄表，是以配電臺區為基本單位，會根據配電臺區內裝設的采集器或智能電能表的種類、數量和分布情況等，采用合適的通信方式進行集中抄表。因此，在不同的配電臺區，集中抄表所采用的通信方式可能不同。

為兼容用電信息采集集中器具有的電能表數據采集功能，同時也使得模組化智能融合終端適應不同通信方式的集中抄表方案，該終端將其下行通信設計成可拔插、可互換的擴展模塊，其主要包括寬帶載波、窄帶載波、RS-485、微功率無線[25]以及寬帶載波-微功率無線雙模通信等通信功能模塊。不同的下行通信擴展模塊，可根據配電臺區原用電信息采集集中器的通信方式進行配置，進而適應原有的通信方式，完成整個臺區內采集器或智能電能表數據信息采集任務。如此，模組化智能融合終端通過擴展下行通信模塊的方式，既集成了原有的用電信息采集集中器，節約了設備制造成本，又能保證終端在不同配電臺區內實現集中抄表。

2.3.2 上行通信模塊

如表1所示，配電臺區原四種運行監測和計量設備均具有數據傳輸的功能，它們在采集、分析和處理完測得數據后，都需要通過各自的上行通信通道，將數據傳輸給供電公司的電能計量自動化主站，同時，還可接收主站指令，完成指令要求的動作。目前，針對配電臺區運行監測和計量設備，主流的上行通信方式包括有4G、以太網[26]、光纖[27]等。針對于此，為實現模組化智能融合終端上行通信的統一性，減少通信通道資源浪費，同時保證終端與供電公司電能計量自動化主站之間的通信速度，該終端中也將上行通信設計成擴展模塊的形式，支持4G、以太網、光纖等多種上行通信模塊的選配。將上行通信采用模組化設計，還可為通信技術更新迭代提供支撐，例如，5G[28]或其他更先進的物聯網通信技術成熟后，終端可通過更換上行通信模塊，保證其不過時。

2.3.3 控制模塊

為實現對專變用戶用電負荷信息的采集、存儲、傳輸及控制，并保證用戶用電的安全可靠，供電公司在專變用戶側安裝有負荷控制終端，當線路發生過流、過載等異常或終端收到開閘指令時，負荷控制終端可主動斷開專變一次側的斷路器。在配電臺區運行監測和計量設備的整合優化過程中，為做得更為徹底，使模組化智能融合終端同樣適用于安裝有負荷控制終端的專變用戶側，該終端在設計上，已將負荷控制終端特有的遠程控制功能以控制模塊的形式加入進來。具體地，當專變側出現異常或終端收到開閘指令后，終端的管理單元會給控制模塊發送開閘信號，進而斷開專變一次側的斷路器。以模塊化的構建方式將負荷控制終端的遠程遙控功能集成于模組化智能融合終端中，將提升整個終端的集成度和靈活性，減少供電公司在配電臺區運行監測和計量設備安裝、運維上的工作量。

2.3.4 RS-485接口模塊和遙信模塊

為實現配電網的全面感知、數據融合和智能應用，模組化智能融合終端可通過插入RS-485接口模塊實現更為豐富的功能。一方面，原配變監測計量終端不僅要對配電變壓器的運行數據進行測取和采集，還要實時監測其運行工況。為充分滿足原配變監測計量終端的功能需求，模組化智能融合終端可通過RS-485接口擴展模塊，將裝設于配電變壓器側的測溫探頭連接起來，進而獲取其運行中的工作環境溫度、系統主母線各連接點溫度的變化等，如有異常，終端可及時發出報警信息。另一方面，終端還可通過RS-485接口擴展模塊連接配電臺區內的無功補償裝置，并可根據終端監測到的電壓、電流和功率因數隨時間變化及越限的情況，就地采取無功補償和自動調壓策略，保持系統無功功率平衡，提高配電變壓器總負荷的功率因數，以滿足配電網安全、經濟運行的要求。

同時，模組化智能融合終端配置RS-485接口擴展模塊后，還可接入配電室內智能儀表以及溫濕度、水浸或煙感等多種智能傳感器，并通過軟件APP對它們的運行數據進行實時匯集與處理，進而在邊緣層面實現對配電室內多種環境數據的實時共享，提升智能配電室運維管理效率，輔助提高供電的安全性和可靠性。

而遙信模塊，則可獲取配電室門禁、配電變壓器高壓側斷路器開關、有載調壓開關檔位或其他電氣設備的開關狀態等數字量信息，當開關狀態發生變化時，遙信模塊會及時傳輸給管理單元去記錄相應事件，并上報給電能計量自動化主站。

2.4 配電臺區模組化智能融合終端功能軟件設計

如前文所述，配電臺區原四種運行監測和計量設備的軟件架構相對比較固定，難以開發新的功能程序；且與此同時，原設備中運行的程序也只為滿足該終端的特定功能而設計，無法實現多種不同類型程序的并行運行。針對于此，在模組化智能融合終端中，其功能軟件架構則是基于APP化設計思路，在實現軟、硬件協調統一基礎上，與硬件結構可實現解耦，支持獨立開發，即支持通過在同一硬件平臺上添加不同APP來實現不同應用場景所需的功能，以滿足終端業務功能靈活、快速擴展的需求。

如圖4所示，模組化智能融合終端的功能軟件系統，可提供驅動程序、系統內核、Linux基礎操作等，同時，為使不同應用程序之間相互隔離，該系統以容器技術為支撐，進而保證一個容器內APP的變動或故障，不會影響到其他容器內APP的運行，進而保證不同業務APP之間的隔離。系統內部可配置4個及以上容器，單個容器內支持多個第三方 APP 部署。如此，可以使得多種不同功能類型的APP在終端內并行運行，同時滿足不同的功能需求。

圖4 模組化智能融合終端功能軟件系統構架Fig.4 Modularized intelligent integrated terminal function software system architecture

在基礎硬件的支撐下，模組化智能融合終端的不同業務均由獨立的APP來實現，其可配置配變狀態監測 APP、用戶用電信息采集 APP、負荷控制APP、環境監測APP 、故障監測APP等，可實現終端對配電臺區內電氣設備的電壓、電流、頻率、諧波、功率等電力參數監測、集中抄表、負荷控制、臺區環境監測、配電臺區電壓合格率監測等功能。

3 模組化智能融合終端的應用

模組化智能融合終端通過整合優化配電臺區原四種運行監測和計量設備，并采用模塊組合的方式配置構建，使原配電臺區運行監測和計量設備中重復、分立的硬件結構，僅以單個終端的架構就可完成，即一套設備即可實現以往多個設備的功能。具體地，使用一臺模組化智能融合終端，就可取代原來安裝在公變臺區的一臺配變監測計量終端和一個用電數據信息采集集中器；或可替代安裝在專變用戶現場的一臺負荷控制終端和一塊三相多功能電能表。與此同時，該新型終端可完成配電臺區原四種運行監測和計量設備的所有功能，實現對電能、最大需量、電壓、電流、功率、功率因數和電壓合格率等電參量數據信息的自動采集、存儲及傳輸、配電臺區運行狀態的實時監測、電能表數據采集、終端自身故障告警，負荷控制、本地維護等功能，為配電臺區運維管理需求、用戶服務提供基礎數據支撐。模組化智能融合終端的模塊化和APP化設計，也使得其在功能實現上更加靈活高效，并且為新功能的拓展預留有空間。

模組化智能融合終端的研制及開發中，南方電網公司及下屬的深圳供電局有限公司等單位全面分析配電臺區原四種運行監測和計量設備相互之間功能實現的關聯度與相似度，提煉出它們共有的功能以及特殊功能，進而將它們的所有功能進行模塊劃分和關聯性接口規劃，再配置相應的軟件APP，來實現所需的所有功能。該終端作為配電臺區下一代計量管理終端及配電網智能化建設的關鍵設備之一，主要適用于公變臺區和專變用戶現場。需要注意的是，當模組化智能融合終端安裝在專變用戶側時，由于用戶變壓器及與變壓器二次側相連的各種表計設備均不屬于供電公司的資產，所以，終端無需配置下行通信擴展模塊進行集中抄表。

從2019年起，南方電網公司及下屬的深圳供電局有限公司等單位就已開始在廣州、深圳等地的多個配電臺區開展初代融合終端的試點應用工作。經過兩年時間的試運行以及技術迭代，已逐步形成了所描述的模組化智能融合終端。目前，該終端在各個試點臺區的總裝設量已近1 200臺。試點應用結果表明：模組化智能融合終端在配電臺區運行正常，完全能夠滿足預期的運行監測和計量功能，并表現出較好的穩定性和可靠性。

模組化智能融合終端的設計、構建及研發，不僅在前人關于配電臺區運行監測和計量設備一體化研發基礎上又加入了負荷控制終端和三相多功能電能表，進一步提升了配電臺區運行監測和計量設備的功能集成度，并且還通過增加收集配電室內多種智能儀表和傳感設備的測得數據，實現了對配電臺區各種監測數據的全面采集和感知，做到了配電室狀態的可視化監測，進而提高了智能配電網的運載能力，為電力客戶可提供更高質量的用能服務。

4 結束語

針對配電臺區運行監測和計量設備種類多，但很多功能存在重復，運維、管理復雜，造成配電臺區運行狀態監測管理成本高昂，人力、物力浪費等問題，通過對配變監測計量終端、用電數據信息采集集中器、負荷控制終端和三相多功能電能表這四種配電臺區主要運行監測和計量設備所具有功能的細致分析，以及對它們實現相應功能的軟件、硬件資源條件的全面梳理，提出了配電臺區運行監測和計量設備的功能一體化構建方案，并將原四種運行監測和計量設備中的通信單元以及特有功能設計成相互獨立且可拔插、可擴展的功能模塊，進而構建出一款模組化智能融合終端。該終端的研發成功和投入使用，將明顯減少配電臺區運行監測和計量設備的數量，降低供電公司綜合運營管理成本，提升配電網運維管理的自動化和集約化水平，同時，也為未來供電公司營銷和配電業務的融合及用戶用電量的精準分析提供技術支撐。

隨著綜合能源服務體系的日益擴大，服務于泛在公共場所的智能共享插座、電動汽車充電樁等供電設施，也已成為綜合能源、能源互聯網范疇的新應用，并且它們同樣也具有電能計量、遠程控制、數據傳輸等功能，如果能將它們與配電臺區運行監測和計量設備一體化終端相整合，不僅可以進一步拓展模組化智能融合終端的功能，還可以實現對戶外泛在公共場所供電設施的統一管控，進而節省公共服務資源，滿足未來社會經濟發展的現實需求。