农网配电自动化系统监测终端的设计研究

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1、2012年O8月吉林电力Aug．2012第4O卷第4期(总第221期)JilinElectricPowerVo1．4ONo．4(Ser．No．221)农网配电自动化系统监测终端的设计研究DesignResearchonRuralPowerDistributionAutomationSystemMonitoringTerminal魏立明，龙江，刘大勇。(1．吉林建筑工程学院，长春130118；2．岳阳电业局，湖南岳阳414000；3．长春供电公司，长春130021)摘要：监测终端是农网配电自动化系统的重要组成部分。首先对农村配电自动化

2、系统进行了总体方案设计，然后详细地阐述了监测终端功能需求、设计目标和设计方案，最后对监测终端的硬件进行了具体的设备选型，对于监测终端的软件给出了设计流程。关键词：农网配电自动化；监测终端；GPRS通信；Zigbee技术Abstract：Themonitoringterminalisanimportantpartofruraldistributionautomationsystem．Atfirst，thispaperprovidestheoveralldesignschemeofruraldistributionautomations

3、ystem，andthendescribesthemonitoringterminalfunctionrequirement，designtargetandschemeindetail．Finallyprovidesthetypeselectionofmonitoringterminalhardwareanddesignprocessformonitoringterminalsoftware．Keywords：distributionautomation；monitoringterminal；GPRScommunication；Zi

4、gbeetechnology中图分类号：TM734；TM727．1文献标志码：A文章编号：1009—5306(2012)04—0015-03随着农村社会、经济的迅速发展，农村生产、生心)、通信层(通信网络及设备)、终端层(现场监控活用电量与日俱增，供电质量和可靠性要求也越来层)3层。总体结构设计如图1所示。越高。农网升级改造以及配电自动化系统的应用，是a．管理层是系统的最高层，集中管理配电系统提高农网供电能力、可靠性及电能质量的关键口。的全部监测及保护设备。该层完成接收现场采集层因此，围绕农网配电自动化系统的相关研究成为了上传的数据

5、，对这些数据进行分析、转换、存储，并以一个非常重要的课题。本文重点对农网配电自动化数字、曲线、报表等形式显示在屏幕上。同时，该层可系统监测终端进行研究，提出监测终端的总体设计以通过无线网络向上级数据中心发送数据。方案。b．通信层将多种装置和设备通过现场总线技术有机地结合起来，并且在配电监控网上实现信息1总体设计方案交换和资源共享，具有强大的通信和数据处理能力。本文设计的现场通信网络分为底层通信网络和上层配电自动化系统一般分为主站层、子站层、终端通信网络两层。底层网络通讯介质一般采用RS一485层3个层次，各站端之间通过通信媒介完成通

6、信和通讯电缆，如遇到现场的布线比较困难，可采用控制。但是，随着新型通信技术，特别是无线通信技ZigBee无线通讯模块，通讯协议采用Modbus通讯术的不断出现和超大规模集成电路技术的迅速发规约；上层网络通讯采用GPRS通讯。展，配电自动化系统的3层结构可以省去子站层，只c．终端层指现场测量控制部分，是配电自动化保留主站层和终端层，大大简化了系统结构，降低配系统的基础层，通常包括现场智能测量仪表和相关电成本，使系统运行效率大幅度提高。农网配电自动的保护装置，一般通过屏蔽双绞线进行连接，现场测化系统是针对农村生活、生产配电网络的监测与管

7、得的数据通过通讯网络层上传给管理层实时显示，理，采用分层分布式网络结构。根据农网的特点，系实现数据采集、就地显示及通信命令的执行。终端层统自上而下分为管理层(监控管理中心、客户服务中是农村配电自动化系统的最关键部分，既是分散控收稿日期：2012—062O作者简介：魏立明(1974一)，男，博士，副教授，从事电气3-程及其自动化教学与研究工作。·15·2012年O8月Aug．2012第4O卷第4期(总第221期)Vo1．40No．4(Ser．No．221)图1总体结构设计框图制的核心，也是保证管理层得到正确数据的源头。量，根据采样对象

8、的特征确定采样频率及采样时间，然后循环采集、存储各种电信号以供微处理器计算2监测终端硬件设计用，包括数据采集模块、三相电压／电流外接端子、+12V电源模块。数据采集模块由计量芯片及其外2．1硬件设计目标围电路、模拟量输入电路、SPI接