[發(fā)明專利]一種基于總線接口的模塊化智能配電終端

無效

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• 申請日: 2012-06-06
• 公開（公告）號: CN102738894A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設計）人: 盛萬興;孫軍平;李玉凌;許保平;李二霞;姜建釗;樊勇華;孫智濤
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發(fā)明屬于配電網(wǎng)技術領域，具體涉及一種基于總線接口的模塊化智能配電終端。

背景技術

配電終端是配電網(wǎng)的重要組成部分，位于基礎層。配電網(wǎng)的實時數(shù)據(jù)、故障自動處理的判據(jù)、開關設備的運行工況等數(shù)據(jù)都來源于配電終端，故障隔離、負荷轉(zhuǎn)移、恢復非故障區(qū)段的供電、對饋線上開關的分/合操作都是通過配電終端去執(zhí)行，配電終端工作的可靠性、實時性直接影響整個配電網(wǎng)的可靠性和實時性。

依據(jù)國內(nèi)、外智能電網(wǎng)研究進展現(xiàn)狀，智能電網(wǎng)的建設必然要經(jīng)歷一個長期不斷發(fā)展和改進的過程，因此，未來分布在配電網(wǎng)中的智能配電終端也應能快速適應未來各種新技術、應用和服務的發(fā)展，具備可擴展、柔性化的特征。目前，國內(nèi)現(xiàn)有的配電終端一般采用集成式、封閉式設計方法，即設備主要的功能由2~3塊電路板實現(xiàn)，板級之間采用插針或軟排線進行連接，結構不具備開放性，模塊更換和擴展比較困難。若要對其進行功能的更改和擴展，則設備的結構及實現(xiàn)主要功能的PCB均需要重新設計和制作，延長了開發(fā)周期，且難以實現(xiàn)靈活配置。

為了實現(xiàn)配電終端功能的可擴展性、靈活性以及縮短開發(fā)周期，構建智能配電終端統(tǒng)一平臺為此奠定了技術基礎。現(xiàn)有的配電終端擴展性和靈活性都較差，產(chǎn)品開發(fā)周期和現(xiàn)場調(diào)試時間長，軟/硬件的工作量大，智能配電單元的硬件總體數(shù)量較多，使配電終端結構復雜，不易維護。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種基于總線接口的模塊化智能配電終端。采用模塊化設計理念和總線接口技術，實現(xiàn)智能配電終端的可擴展性和柔性特征，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，使配電終端適應未來新技術、應用和服務的快速發(fā)展。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術方案：

一種基于總線接口的模塊化智能配電終端，所述終端包括信號采集模塊、數(shù)字量/開關量輸出模塊、數(shù)字量/開關量輸入模塊、人機交互模塊、通信模塊、電源模塊、處理器模塊和存儲器模塊；所述信號采集模塊采集交流/直流模擬信號，并進行A/D轉(zhuǎn)換，將數(shù)字信號傳輸給處理器；所述數(shù)字信號存儲至存儲器模塊，所述處理器模塊對數(shù)字信號進行分析處理，并向數(shù)字量/開關量輸出模塊發(fā)出控制命令；所述數(shù)字量/開關量輸出模塊收到控制命令后輸出數(shù)字量/開關量給外圍設備；數(shù)字量/開關量輸入模塊獲取外圍設備的動作狀態(tài)，并反饋給處理器模塊進行確認；所述處理器模塊通過人機交互模塊與主站/用戶進行信息交互，同時實現(xiàn)程序的自動升級；所述電源模塊將交流電源或后備電源轉(zhuǎn)換為低壓直流電源，為所述終端供電。

所述信號采集模塊包括交流模擬電壓/電流采集電路、直流模擬電壓/電流采集電路和A/D轉(zhuǎn)換電路。

所述電源模塊包括AC-DC/DC-DC供電電路、備用電源接口和電池充電電路；

所述數(shù)字量/開關量輸入模塊包括遙信，數(shù)字量/開關量輸出模塊包括遙控和電容器投切控制電路。

所述通信模塊包括以太網(wǎng)、RS485、GPRS/230M無線模塊、微功率無線模塊、GPS模塊和WIFI模塊；所述終端通過以太網(wǎng)接口或GPRS/230M無線模塊與主站通信；通過微功率無線模塊連接信號采集模塊；通過GPS模塊與衛(wèi)星通信實現(xiàn)時鐘同步；通過WIFI模塊與用戶的無線手持終端進行信息交互或程序升級。

所述信號采集模塊、數(shù)字量/開關量輸出模塊、數(shù)字量/開關量輸入模塊、電源模塊和通信模塊均設置于對應的功能子板上，所述功能子板通過插拔式接插件與所述背板連接；所述處理器模塊和存儲器模塊均設置于所述主板上。

所述功能子板均具有唯一的編號，插在背板的任意插槽上；所述處理器模塊自動識別功能子板的類型并檢測功能子板是否連接到背板上；若是，為其分配唯一的地址，所述處理器模塊依據(jù)該地址與該功能子板進行信息交互。

所述背板垂直主板或平行主板設置；背板垂直主板設置時，所述功能子板從終端下方插拔，并通過插拔式歐式插座與背板連接，所述終端采用嵌入式和壁掛式安裝方式；背板平行主板設置時，功能子板從終端后方插拔，并通過插拔式歐式插座與背板連接，所述終端采用嵌入式安裝方式。

所述處理器模塊包括32位嵌入式微處理器、DDR2?SDRAM、NAND?Flash、時鐘電路和復位電路，對外引出總線接口、通用I/O和通信接口，所述32位嵌入式微處理器為單核或雙核。

所述處理器模塊與所述人機交互模塊均安裝在主板上，并通過總線驅(qū)動器使總線接口與背板的各個插槽連接。