国家电网推出智能配变终端新指标，用Cortex-A9嵌入式芯片可以应对这些事情

为加快配电网建设改造，推进转型升级，国家能源局发布的《配电网建设改造行动计划（2015—2020年）》，明确加大配电网资金投入，2015年至2020年，配电网建设改造投资不低于2万亿元。通过实施，到2020年，配电网智能化建设和应用水平大幅提高，供电可靠率达到99.99%，全面解决城乡电网薄弱问题。

图1 配电网

国家电网在近几年的农网改造中，大面积升级各种供电设备，其中在变压器台区中会升级JP柜，JP柜是配电变压器综合配电柜的简称，如图2所示，是否感觉特别常见，甚至身边随处可见？

图2 农网改造JP柜

国家电网新指标指向的对象是谁呢？那就要提提我们今天的主角：JP柜中的大脑——“智能配变终端”，如图3所示：

图3 智能配变终端

国家电网公司根据农网的运行特点，汲取过去农网建设与使用经验，对农网智能配变终端的环境条件、工作电源、功能要求、技术指标、可靠性等作了明确规定。在此新规之前，农网智能型低压配电箱完全遵照国家电网公司发布的 Q/GDW 614-2011 《农网智能型低压配电箱功能规范和技术条件》和Q/GDW 615-2011《农网智能配变终端功能规范和技术条件》进行研发生产。最新提出的智能配变终端技术要求如下几点：

1、环境要求

环境温度及湿度要求详情见表1。

表1 环境温度、湿度

2、电源要求

使用交流三相四线制供电，在系统故障（三相四线供电时任断二相电）时，交流电源可供终端正常工作，具体电源技术参数指标要求如下：

• 额定电压：AC220V/380V，50Hz；

• 允许偏差：-30%~+30%；

• 终端加上电源、断电、电源电压缓慢上升或缓慢下降，均不应误动或误发信号，当电源恢复正常后应自动恢复正常运行；

• 电源恢复后保存数据不丢失，内部时钟正常运行。

3、功能要求

终端功能由基本功能和扩展应用功能构成，基本功能为必备功能，扩展功能为可选功能。基本功能包含以下部分：

• 配变监测功能

• 开关量采集

• 无功补偿控制功能

• 剩余电流动作保护器监测功能

• 低压开关位置信息采集功能

• 用电信息监测功能

• 三相不平衡治理功能

• 变压器状态监测功能

• 环境状态监测功能

• 数据记录及远传功能

• 维护功能

• 数据统计功能

• 就地指示功能

• 对时功能

• 安全防护

• 即插即用自动配置

4、技术指标

软件架构要求

具备开放性，具备第三方软件移植能力；

硬件架构要求

具备较强计算、存储能力，能方便的添加新业务功能。CPU应为双核，主频应在600MHz以上，内存应在512M以上，FLASH应在1G以上，均为工业级芯片。

模拟量

• 精确测量范围

电压：0.7~1.3UN；0~264V；电流：0~6A；频率：45Hz ~55Hz 

• 测量精度

电压：≤±0.5%；

电流：≤±0.5%；

频率：≤0.01Hz；

有功功率：≤±1%；

无功功率：≤±1%；

功率因数：≤±1%；

视在功率：≤±1.0%；

电度量：≤1.0%。

输入状态量

• 支持单点遥信；

• 电源24V；

• 软件防抖动时间10～60000毫秒可设，事件记录分辨率不大于10毫秒。

5、可靠性

设备本体平均无故障工作时间（MTBF）应不低于50000h；终端使用寿命应为8～10年。

电网改造覆盖面积广，需要低成本、高稳定性、苛刻环境适应性的设备。ZLG致远电子Cortex-A9系列核心板产品，拥有丰富的接口资源、工业品质非常适合于作为智能配变终端主控制器的显控单元。显控单元主要包含数控显示、矩阵键盘、数据下载、数据上传、状态指示灯控制、部分数据监控，数据分析处理等功能。

下图为ZLG致远电子基于工控核心板在智能配变终端中的应用实例：

图4 智能配电（变）终端核心板应用实例

ZLG致远电子基于Cortex-A9嵌入式解决方案框图如下所示：

图5 基于Cortex-A9嵌入式解决方案框图

国家电网提出的最新技术指标对系统要求：可开发性、支持第三方软件移植功能。ZLG致远电子Cortex-A9工控核心板支持的嵌入式Linux系统和标准的Ubuntu系统均具备二次开发和软件移植能力，保证系统的安全性和稳定性。其余指标如表2所示，并与M6708-T参数进行对比：

表2 智能配电终端技术参数对比

通过上表数据体数据体现，ZLG致远电子Cortex-A9的核心板在满足新标准的所有指标的同时，还具备更多其他优势和功能扩展，如下所示：

• LVDS、LCD、HDMI 等多种显示接口提供选择；

• 2路USB接口，可通过HUB扩展至5路USB 满足鼠标、键盘、U盘等多路外设同时使用；

• 2路CAN总线，X86不能直接具备的数据总线；

• 2路 IIC，可用于数据监控；

• 3路复用SPI，可丰富采集和控制的数据总线；

• 2路SD卡，可提供 1路WIFI模块和1路TF卡，单通道TF卡支持32G（目前最高可支持64G）；

• 1路标准SATA 2.0，此功能仅四核心板支持，可满足用户数据存储扩展的需求；

• 2路Mini PCIE接口，1路支持Wi-Fi、ZigBee、局域网MiniPCIE模块；1路可支持2G/3G/4G广域网MiniPCIE模块。