[发明专利]一种配电网综合配电终端

说明书

本发明涉及一种配电网综合配电终端，包括：馈线采集控制单元、同步相量采集单元、电能质量监测单元、以太网交换单元、数据集中处理单元和时钟同步单元；时钟同步单元与数据集中处理单元、馈线采集控制单元、同步相量采集单元、电能质量监测单元分别相连以进行对时；以太网交换单元与数据集中处理单元通过以太网口相连；馈线采集控制单元、同步相量采集单元、电能质量监测单元均与以太网交换单元相连以进行以太网通信；馈线采集控制单元、电能质量监测单元均通过SPI接口与同步相量采集单元相连以进行SPI通信。本发明能够实现对配电网各个节点数据的同步采集，实现配电网设备的监控和数据采集，并进行电能质量在线监测。

技术领域

本发明涉及配电网自动化领域，特别涉及一种配电网综合配电终端。

背景技术

配电网自动化终端是实现配电自动化的基础环节，一般指用于配电网监控的馈线终端设备(FTU)，配电变压器配电终端(TTU)，开闭所、环网柜远方监控终端(DTU)。其主要功能是实现配电网设备的监控和数据采集，具有遥信、遥测、遥控、故障电流检测、通信转发及故障的诊断、隔离、定位及恢复功能。虽然目前配电网自动化终端已经开始在智能配电网中起着重要作用，但是仍有许多问题急需解决。

其中尤为显著的是，传统的配电自动化(远方)终端存在数据延迟过大、边界测量不足、元件参数不精确等问题，使得配电网的状态估计精度和实时性都遇到了很大的挑战。同时，传统配电自动化远方终端只能提供稳态的、不同步的电网时间段面数据，使得上层子站或中心主站不能及时掌握系统的动态信息进而采取措施。另外，传统配电自动化远方终端由于测量数据精度有限以及时标不统一，只能利用大量冗余测量数据通过求解非线性方程组来得到电力系统的状态，计算时间比较长，实时性差，且无法应用于暂态过程的分析。此外，传统的配电网自动化终端无法实现电能质量监测功能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种高精度时间同步的配电网综合配电终端，能够实现对配电网各个节点数据的同步采集，从而获得全网络瞬时剖面的精确状态，实现配电网设备的监控和数据采集，并进行电能质量在线监测。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种配电网综合配电终端，包括：综合测控模块和通信管理模块；所述综合测控模块包括馈线采集控制单元、同步相量采集单元、电能质量监测单元和以太网交换单元；所述通信管理模块包括数据集中处理单元和时钟同步单元；所述时钟同步单元与所述数据集中处理单元、馈线采集控制单元、同步相量采集单元、电能质量监测单元分别相连以进行对时；所述以太网交换单元与所述数据集中处理单元通过以太网口相连；所述馈线采集控制单元、同步相量采集单元、电能质量监测单元均与所述以太网交换单元相连以进行以太网通信；所述馈线采集控制单元、电能质量监测单元均通过SPI接口与所述同步相量采集单元相连以进行SPI通信。

优选的，所述配电网综合配电终端还包括A/D转换芯片；所述同步相量采集单元与A/D转换芯片相连以采集交流模拟量。

优选的，所述时钟同步单元基于GPS、北斗、IEEE1588和/或IRIG-B时钟进行对时。

优选的，所述时钟同步单元与所述数据集中处理单元、馈线采集控制单元FTU、同步相量采集单元PMU、电能质量监测单元PQ分别通过一路串行接口和一路秒脉冲接口相连。

优选的，所述时钟同步单元与所述数据集中处理单元、馈线采集控制单元FTU、同步相量采集单元PMU、电能质量监测单元PQ之间均设置有磁耦隔离器ADUM1200。

优选的，所述馈线采集控制单元和电能质量监测单元均通过以太网口与所述以太网交换单元相连。

优选的，所述同步相量采集单元通过具有SPI接口转网口功能的网络接口芯片与所述以太网交换单元相连。

优选的，所述馈线采集控制单元采用型号为STM32F407的CPU。