智能配变终端系统设计与实现

发布时间：2020-09-15 17:12

　　随着物联网技术与嵌入式技术的飞速发展,传统配电网管理模式已不满足新时期配电网发展需求,因此加速实现配电网的全面感知、数据融合与智能应用显得尤为重要。智能配变终端作为低压配电网自动化建设中的核心设备,其性能优劣将直接影响配电网监测管理水平。本文在充分研究配变终端的设计需求后,采用了ARM+Linux的系统架构。以“硬件平台化”为设计准则,采用高性能处理器AM3358为系统核心,扩展多种接口满足配变终端与台区设备间的通讯需求,设计电能信息采集单元为系统功能基石,满足配变终端对台区电能参数实时监测的需求。以“软件定义终端”为设计理念,采用Linux操作系统为系统软件平台,解决了业务迭代过程中出现的软硬件耦合问题。以增强配变终端数据管理能力为目的,使用嵌入式数据库SQLite作为数据管理容器。系统软件采用了多进程的设计模式并为各进程相互协作制定了进程间通信规约,以进程为执行单元实现台区监测、用电信息抄表、主站远程通信等功能。经板级功能测试与系统功能测试,验证该设计对下实现与台区设备间广泛互联、监测台区电能参数、采集用户用电信息;对上实现主站服务端对台区状态可观可控,能够满足新一代配电网对智能配变终端的需求。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM76
【部分图文】：

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第二章智能配变终端总体分析在过去电网改造过程中，对配变终端提出的要求主要以低成本、高稳定性、适应苛刻环境为主，但去年国家电网提出的最新技术标准要求配变终端应关注系统的可开发性、可拓展性以及对不同设备的兼容性。因此，本章通过配变终端应用场景及功能原理后，提出本文的架构设计。2.1 配变终端应用场景对台区的电能信息监测是智能电网实现的基石，配变终端作为台区信息监测的核心设备，其功能本质就是对数据的采集、处理及传输。依据数据的传输处理过程可将低压配电通信网络架构分为三个部分，自下而上分别是由智能配变终端与台区相关设备组成台区感知层，提供配变台区与主站服务器间数据传输通道的网络通信层，还有该体系架构中负责配电网信息监测管理的电网主站层。低压配电网通信架构图如图 2.1 所示。

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主站层在配电网通信体系架构中扮演着分析统计信息的角色，作为该体系中最高管理层，提供着数据分析功能、数据记录查询功能等。低压配电的信息可观可控，并对降低低压配电网线损、提作用。能概述端是采集处理台区数据的核心，也是配电网中负节点。其核心功能主要依赖于电能信息采集单元三相电流、有功功率、无功功率、功率因数等信统获取并分析，当检测电网电能质量较低时将下对应的电容投切策略实现就地无功补偿；当监测剩余电流动作保护器及时处理，保障台区安全，配变终端还负责存储、上传台区电网参数、用户温湿度变化、相关开关动作变化等信息。

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合肥工业大学专业硕士研究生学位论文偿是配变终端提高台区供电质量的重要手段，该部分功能能电容器完成。配变台区中有很多设备属于感性负载，如能量转换及传递依赖于电磁感应建立的交变磁场[9]。通常件建立磁场和电容元件建立电场所消耗的功率称为无功换成热能或机械能被用电设备消耗掉，而是随着交流电的量转换[10]。无功补偿的原理就是基于电流在电感元件中作0°，在电容元件中做功会超前负载电压 90°，若按一定抵消，缩小电流矢量与电压矢量之间夹角，使得功率因数矢量图如图 2.3 所示。

【参考文献】