CN203014488U - 一种分布式智能配电终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型有关于智能配电技术领域，特别是关于一种分布式智能配电终端，包括至少一个单元板，主控板，背板CAN总线；所述至少一个单元板通过所述背板CAN总线与所述主控板相连接，所述主控板通过所述背板CAN总线收集所述单元板获得的单线路的电量参数，与远端上位机进行通信，并控制所述单元板工作。通过上述实施例，将主控单元和功能单元（单元板）分开设计，可以保证终端的开放性和易扩展性，并且当部分功能的单元板出现问题，可以单独更换单元板，并不影响整个终端的正常运行，维护成本较低。
Description
技术领域
本实用新型有关于智能配电技术领域，特别是关于一种分布式智能配电终端。
背景技术
随着配电自动化、信息化的发展和供电企业管理水平的不断提高，以及智能配电网建设的开展，对配电终端的要求越来越高，需求越来越复杂，现有的配电终端已经不能满足全部功能需求，开始出现同一配电设备（如台区或者配电房等）同时安装多个配电终端的情况。这样的做法表面来看是满足了功能需求，但也带来了一系列的问题，首先同时多个配电终端大大增加了企业的负担，同时，设备的运行维护费用也成倍甚至数倍的增加。更重要的多个终端同时对同一配电设备进行监测，所采集的数据重复又不可能完全一致，往往造成应用与决策上的无所适从。
另一方面，由于现有的配电终端主要是依据1998年-2004年陆续发布的执行标准来制造的。受当时电力发展水平、电力体制、电力通信、电力系统控制技术的历史性局限影响，往往每个终端只考虑了一种通信方式，缺乏多种通信资源的协同配合。这导致采集系统的数据的及时性、准确性、完整始终无法保证，不能为分析决策系统提供必要的数据支撑。
目前配电自动化、信息化水平越来越高，再加上智能配电网的建设，不仅对终端的需求数量巨大，而且要求配电终端具备模块化、一体化设计特性，体现集约化；具备高可靠性、高扩展性、高通信稳定性、高通信安全性以及信息采集容量的弹性。国家电网公司最新发布的《配电自动化技术导则》、《配电自动化建设与改造技术原则》、《国网公司配网调控一体智能技术支持系统功能规范》、《国网公司智能配电网规划》等文件均以新的视角、新的技术路线指导了未来10年甚至更远时间的配电自动化建设的发展趋势：更广阔的配电网监测、监控点，体现管理效益，更集成化、更可靠的配电终端，更加可靠、灵活的配电网通信体系。
实用新型内容
为了解决现有技术中配电终端不易维护，维护成本高的问题，提供了一种分布式智能配电终端，将现有技术中多个配电终端完成的各个功能集成于不同的单元板，使用统一的控制管理与远端上位机通信传输数据。
本实用新型提供了一种分布式智能配电终端，包括，
至少一个单元板，主控板，背板CAN总线；
所述至少一个单元板通过所述背板CAN总线与所述主控板相连接，所述主控板通过所述背板CAN总线收集所述单元板获得的单线路的电量参数，与远端上位机进行通信，并控制所述单元板工作。
根据本实用新型所述分布式智能配电终端的一个进一步的方面，所述单元板包括核心板和底板，其中所述核心板进一步包括，处理器，SDRAM，NOR Flash，扩展的存储模块，ADC数据采集系统，复杂可编程逻辑器件单元，所述处理器分别与所述SDRAM，NOR Flash，扩展的存储模块，ADC数据采集系统，复杂可编程逻辑器件单元相连接；所述底板进一步包括，模拟量输入单元，通信接口和开关量输入输出单元，所述模拟量输入单元连接所述ADC数据采集系统，所述通信接口连接所述处理器，所述开关量输入输出单元连接所述复杂可编程逻辑器件单元。
根据本实用新型所述分布式智能配电终端的再一个进一步的方面，所述主控板包括核心板和底板，其中所述核心板进一步包括主控芯片，所述底板进一步包括扩展接口，所述扩展接口与所述主控芯片的相应管脚连接。
根据本实用新型所述分布式智能配电终端的另一个进一步的方面，还包括电源管理板，所述电源管理板与所述背板CAN总线相连接，监控备用电池的信息，将监控信息传送给所述主控板，所述主控板将所述监控信息上传远到端上位机。
通过上述本实用新型的实施例，将主控单元和功能单元（单元板）分开设计，可以保证终端的开放性和易扩展性，并且当部分功能的单元板出现问题，可以单独更换单元板，并不影响整个终端的正常运行，维护成本较低。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本实用新型实施例一种分布式智能配电终端架构框图；
图2是本实用新型分布式智能配电终端单元板硬件整体框图；
图3是本实用新型实施例分布式智能配电终端主控板硬件整体框图；
图4是本实用新型实施例分布式智能配电终端电源管理板硬件整体框图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示为本实用新型实施例一种分布式智能配电终端架构框图。
包括至少一个单元板101、主控板102、电源管理板103、背板CAN总线104四个部分组成，其中主控板102用于所述终端中收集所有单元板的信息并对外通信；单元板101用于单线路的数据采集、数据处理、命令执行等分立功能；电源管理板103用于对备用电池的综合管理控制，所述单元板101、主控板102和电源管理版103之间通过背板的CAN总线104达成连接和融合，进行信息的交互。
图2是本实用新型分布式智能配电终端单元板硬件整体框图，单元板可采集单线路的三相电压、三相电流、各相保护电流、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率、频率、功率因数、谐波等电量参数，具有开关量输入输出接口，并可采集远方、就地等开关量状态，控制开关的分合闸，扩展性好、灵活性高，可支持两进四出的监控。
在本实施例中单元板采用“核心板+底板”结构，其中核心板主要由ADSP-BF518处理器，SDRAM，NOR Flash，扩展的存储模块，该扩展的存储模块主要包括铁电存储器（FRAM）和Nand Flash，ADC数据采集系统，复杂可编程逻辑器件（CPLD）单元等组成；底板由模拟量输入单元，例如电压互感器（PT）和电流互感器（CT），通信接口（RS232、CAN）和开关量输入输出单元组成，其中所述通信接口与处理器的相应接口相连接。
单元板采用ADS-BF518作为核心处理器，具有高达400MHz（800MMACS）的时钟速率，内置116kB RAM，以及可选择的4Mbit串行（SPI）闪存。每款器件还都集成了用于代码与内容保护的Lockbox安全技术。Blackfin处理器（一种嵌入式处理器）拥有出色的低功耗性能，支持丰富的媒体应用程序，片内集成特性确保其能够轻松地与多种音频、视频、图像和通信外设以及多种类型的存储器进行连接。集成特性包括：支持16个立体声两线式串行总线（I2S）数字音频通道、12个外设DMA通道，还提供了内置的高级存储控制器，用于实现与多组外部SDRAM、SRAM、Flash或ROM的无缝连接。每个处理器包括两个双通道同步串行通信端口（SPORT）、外部总线接口单元（EBIU）、一个高速并行外设接口（PPT）、一个I2C兼容2线接口（TWI）、两个PC兼容的UART，以及两个SPI兼容的串行外设接口端口。
单元板采用了16位64MB SDRAM和16位4MB FLASH，SDRAM采用MC48LC32M16A2TG-75，FLASH采用M29W320EB。SDRAM和NOR Flash与BF518无缝连接。NAND Flash接口为EMIU数据总线，NAND Flash采用SAMSUNG公司的K9F1208U0M。另外，铁电存储器使用了两片FM18L08-70-S6，256Kb(32kx8)Bytewide FRAM Memory，用于系统整定值的存储等。
单元板的数据采集系统使用了两片AD7606，AD7606是16位的8通道同步采样ADC，连接电压互感器（PT）和电流互感器（CT），采样率高达200kbps，并具有2x-64x的过采样性能。单元板共有11个模拟输入信号，模拟输入信号输入PT/CT后变成模拟电压信号，经过调理后连接到ADC的输入通道，每片ADC通过一个SPORT口和核心处理器连接。
单元板的开关量输入输出单元拥有16个开入信号和16个开出信号连接CPLD单元，采用了一片高性价比的ALTERA的EPM240T100，EPM240T100具有丰富的I/O，极大地丰富了输入输出接口的控制单元和后续扩展的需要。
此外，单元板还具有一个RS232接口，一个CAN总线接口等。
图3是本实用新型实施例分布式智能配电终端主控板硬件整体框图，采用“核心板+底板”结构，主要用于收集存储单元板、电源管理板的测量数据，依靠系统软件控制实现遥测、遥信、遥控、与上位机主站软件通信以及其它扩展功能等应用。
其中主控板核心板采用Freescale的MX28作为主控芯片，450MHz运行主频、256MB内存容量、256MB Flash存储空间，可挂接G容量级的扩展存储器，运行业界稳定的Linux操作系统，并有所需的各类接口；主控板底板主要为电源及各类扩展接口，包括1个DEBUG口,2个RS232通讯口,2个RS485通讯口、2个CAN总线口，2个10M/100M自适应网口，2个光纤接口（ONU0、ONU1），1个SD卡口，1个USB口，1个系统时钟等接口。
图4是本实用新型实施例分布式智能配电终端电源管理板硬件整体框图，主要包括温度采集单元、电压采集单元、开关量输入单元、开关量输出单元、SPI通讯接口单元、RS232通讯接口单元、RTC实时时钟单元、CPU及其外围电路等模块，采集备用电池的各种信息，包括电池电压、负载电压、告警信息等，并控制电池的活化、退出，实现对备用电池的综合管理控制，并与智能配电终端的主控板进行信息交互，并将重要信息上传。在外部电源失电后，系统将会无缝切换到采用备用电池，由电池放电对智能配电终端系统进行供电，以此保证整个系统的正常工作。
通过上述实施例，将主控单元和功能单元（单元板）分开设计，可以保证终端的开放性和易扩展性，并且当部分功能的单元板出现问题，可以单独更换单元板，并不影响整个终端的正常运行，维护成本较低。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种分布式智能配电终端，其特征在于包括，
至少一个单元板，主控板，背板CAN总线；
所述至少一个单元板通过所述背板CAN总线与所述主控板相连接，所述主控板通过所述背板CAN总线收集所述单元板获得的单线路的电量参数，与远端上位机进行通信，并控制所述单元板工作。
2.根据权利要求1所述的分布式智能配电终端，其特征在于，所述单元板包括核心板和底板，其中所述核心板进一步包括，处理器，SDRAM，NOR Flash，扩展的存储模块，ADC数据采集系统，复杂可编程逻辑器件单元，所述处理器分别与所述SDRAM，NOR Flash，扩展的存储模块，ADC数据采集系统，复杂可编程逻辑器件单元相连接；所述底板进一步包括，模拟量输入单元，通信接口和开关量输入输出单元，所述模拟量输入单元连接所述ADC数据采集系统，所述通信接口连接所述处理器，所述开关量输入输出单元连接所述复杂可编程逻辑器件单元。
3.根据权利要求1所述的分布式智能配电终端，其特征在于，所述主控板包括核心板和底板，其中所述核心板进一步包括主控芯片，所述底板进一步包括扩展接口，所述扩展接口与所述主控芯片的相应管脚连接。
4.根据权利要求1所述的分布式智能配电终端，其特征在于，还包括电源管理板，所述电源管理板与所述背板CAN总线相连接，监控备用电池的信息，将监控信息传送给所述主控板，所述主控板将所述监控信息上传远到端上位机。
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