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基于Cortex-A9核心板的智能配变终端解决方案

基于Cortex-A9核心板的智能配变终端解决方案
“引领配电技术创新,建设世界一流现代配电网”推动配电技术创新发展,引领配电技术的发展潮流和方向。

国家电网公司运维检修部门于2017年7月下旬提出智能配变终端最新技术要求,是否嗅到了危机感,又或者感觉到新机遇强势来袭。

据国家电网官方公开信息,国家电网正式于2017年7月20号在北京中国科技会堂推出智能配电网顶层设计技术路线。

围绕智能配电网顶层设计路线这一主题,国家电网公司运维检修部检修三处副处长在2017年中国配电技术高峰论坛上作出了精彩报告。

阐述了2018年国家电网发展方向,围绕着大数据分析、云支撑平台、物联网应用、移动互联网和人工智能对配电网做出了详细介绍,着重强调了配电网发展的重要性。

图1 国家电网总体方向
1.1 配电网介绍
配网是电网的重要组成部分,是直接面向用户供电的电力网络。

确保配网安全可靠供电、促进经济社会快速协调发展、为构建和谐社会做出贡献,是电网企业义不容辞的社会责任。

国家电网公司作为国有特大型能源企业,高度重视配网建设与发展工作,在积极推进特高压电网建设的同时,加大配网的建设,提示配网智能水平,强化配网管理,持续提高供电可靠性,最大限度地保证了经济社会快速发展的需要。

图2 配电网图解
国家电网新指标的针对对象是谁呢?那就要提提我们今天的主角配电网中的“配变终端(TTU)”如图3所示,是否感觉特别常见,甚至身边随处可见。

图3 配变终端
伴随着智能配变终端新指标的推出,电网行业几个领头公司已积极做出了响应,并将于10月底提交样机至北京国家电网验收。

一步慢,步步慢,当你还在为自己已有方案还在陆续出货而不愿了解最新需求时,别人已经抢先一步占领市场,等你跟着后面追逐别人步伐时能压榨将只能是价格,如此大的蛋糕为何不愿提前布局呢?赶紧了解一下国家电网最新指标的内容吧!
图4 机会永远都是留给有准备的人
1.2 智能配变终端最新技术指标
国家电网公司运维检修部门为规范智能配变终端提出了具体要求,对智能配变终端的环境条件、工作电源、功能要求、技术指标、可靠性等提出了详细要求,为智能配变终端的设计、制造、管理、维护提供技术依据。

1.2.1 环境要求
环境温度、湿度见表1。

表格1 环境温度、湿度
1.2.2 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;
1.2.3 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
1.2.4 技术指标
1. 软件架构要求
具备开放性,具备第三方软件移植能力;
2. 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。

3. 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。

1.2.5 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。

1.3 致远电子基于Cortex-A9嵌入式解决方案
目前致远电子已有多家智能配变终端利用ARM9平台量产,通过对ARM9平台功能需求及处理能力分析,Cortex-A9完全能满足功能及性能的要求,再结合针对国家电网最新技术指标,硬件要求双核处理器,内存512MB以上,目前致远电子已经成功推进基于Cortex-A9的核心板解决方案在某电网公司。

下图为致远电子基于Cortex-A9嵌入式解决方案框架图:
下表为智能配变终端的技术指标与致远电子M6708-T的对比:
表1 智能配电终端技术参数对比
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。

目前致远电子推出的IoT9000A-LI工控板,集成功能可满足现有国网新指标的基本内容,同时通过ADC扩展功能基本能满足目前现有的TTU的功能需求。

同时致远电子即将推出的IoT9100A-LI将拥有两路以太网,两路MINI PCIE,支持WIFI、蓝牙、LoRa、2G/3G/4G 网络、Zigbee等等功能,同步致远电子已和云平台合作,推出云平台解决方案,让国家电网的“大数据分析”、“云平台支持”、“物联网应用”、“移动物联网”和“人工智能”实现提供了强有力的促进。

图5 IoT9000A-LI接口图。

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