為加快配電網(wǎng)建設(shè)改造，推進(jìn)轉(zhuǎn)型升級(jí)，國家能源局發(fā)布的《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動(dòng)計(jì)劃（2015—2020年）》，明確加大配電網(wǎng)資金投入，2015年至2020年，配電網(wǎng)建設(shè)改造投資不低于2萬億元。通過實(shí)施，到2020年，配電網(wǎng)智能化建設(shè)和應(yīng)用水平大幅提高，供電可靠率達(dá)到99.99%，全面解決城鄉(xiāng)電網(wǎng)薄弱問題。

圖1 配電網(wǎng)

國家電網(wǎng)在近幾年的農(nóng)網(wǎng)改造中，大面積升級(jí)各種供電設(shè)備，其中在變壓器臺(tái)區(qū)中會(huì)升級(jí)JP柜，JP柜是配電變壓器綜合配電柜的簡稱，如圖2所示，是否感覺特別常見，甚至身邊隨處可見？

圖2 農(nóng)網(wǎng)改造JP柜

國家電網(wǎng)新指標(biāo)指向的對(duì)象是誰呢？那就要提提我們今天的主角：JP柜中的大腦——“智能配變終端”，如圖3所示：

圖3 智能配變終端

國家電網(wǎng)公司根據(jù)農(nóng)網(wǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)，汲取過去農(nóng)網(wǎng)建設(shè)與使用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)農(nóng)網(wǎng)智能配變終端的環(huán)境條件、工作電源、功能要求、技術(shù)指標(biāo)、可靠性等作了明確規(guī)定。在此新規(guī)之前，農(nóng)網(wǎng)智能型低壓配電箱完全遵照國家電網(wǎng)公司發(fā)布的 Q/GDW 614-2011 《農(nóng)網(wǎng)智能型低壓配電箱功能規(guī)范和技術(shù)條件》和Q/GDW 615-2011《農(nóng)網(wǎng)智能配變終端功能規(guī)范和技術(shù)條件》進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn)。最新提出的智能配變終端技術(shù)要求如下幾點(diǎn)：

1、環(huán)境要求

環(huán)境溫度及濕度要求詳情見表1。

表1 環(huán)境溫度、濕度

2、電源要求

使用交流三相四線制供電，在系統(tǒng)故障（三相四線供電時(shí)任斷二相電）時(shí)，交流電源可供終端正常工作，具體電源技術(shù)參數(shù)指標(biāo)要求如下：

• 額定電壓：AC220V/380V，50Hz；

• 允許偏差：-30%~+30%；

• 終端加上電源、斷電、電源電壓緩慢上升或緩慢下降，均不應(yīng)誤動(dòng)或誤發(fā)信號(hào)，當(dāng)電源恢復(fù)正常后應(yīng)自動(dòng)恢復(fù)正常運(yùn)行；

• 電源恢復(fù)后保存數(shù)據(jù)不丟失，內(nèi)部時(shí)鐘正常運(yùn)行。

3、功能要求

終端功能由基本功能和擴(kuò)展應(yīng)用功能構(gòu)成，基本功能為必備功能，擴(kuò)展功能為可選功能。基本功能包含以下部分：

• 配變監(jiān)測功能

• 開關(guān)量采集

• 無功補(bǔ)償控制功能

• 剩余電流動(dòng)作保護(hù)器監(jiān)測功能

• 低壓開關(guān)位置信息采集功能

• 用電信息監(jiān)測功能

• 三相不平衡治理功能

• 變壓器狀態(tài)監(jiān)測功能

• 環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測功能

• 數(shù)據(jù)記錄及遠(yuǎn)傳功能

• 維護(hù)功能

• 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能

• 就地指示功能

• 對(duì)時(shí)功能

• 安全防護(hù)

• 即插即用自動(dòng)配置

4、技術(shù)指標(biāo)

軟件架構(gòu)要求

具備開放性，具備第三方軟件移植能力；

硬件架構(gòu)要求

具備較強(qiáng)計(jì)算、存儲(chǔ)能力，能方便的添加新業(yè)務(wù)功能。CPU應(yīng)為雙核，主頻應(yīng)在600MHz以上，內(nèi)存應(yīng)在512M以上，F(xiàn)LASH應(yīng)在1G以上，均為工業(yè)級(jí)芯片。

模擬量

• 精確測量范圍

電壓：0.7~1.3UN；0~264V；電流：0~6A；頻率：45Hz ~55Hz

• 測量精度

電壓：≤±0.5%；

電流：≤±0.5%；

頻率：≤0.01Hz；

有功功率：≤±1%；

無功功率：≤±1%；

功率因數(shù)：≤±1%；

視在功率：≤±1.0%；

電度量：≤1.0%。

輸入狀態(tài)量

• 支持單點(diǎn)遙信；

• 電源24V；

• 軟件防抖動(dòng)時(shí)間10～60000毫秒可設(shè)，事件記錄分辨率不大于10毫秒。

5、可靠性

設(shè)備本體平均無故障工作時(shí)間（MTBF）應(yīng)不低于50000h；終端使用壽命應(yīng)為8～10年。

電網(wǎng)改造覆蓋面積廣，需要低成本、高穩(wěn)定性、苛刻環(huán)境適應(yīng)性的設(shè)備。ZLG致遠(yuǎn)電子Cortex-A9系列核心板產(chǎn)品，擁有豐富的接口資源、工業(yè)品質(zhì)非常適合于作為智能配變終端主控制器的顯控單元。顯控單元主要包含數(shù)控顯示、矩陣鍵盤、數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)上傳、狀態(tài)指示燈控制、部分?jǐn)?shù)據(jù)監(jiān)控，數(shù)據(jù)分析處理等功能。

下圖為ZLG致遠(yuǎn)電子基于工控核心板在智能配變終端中的應(yīng)用實(shí)例：

圖4 智能配電（變）終端核心板應(yīng)用實(shí)例

ZLG致遠(yuǎn)電子基于Cortex-A9嵌入式解決方案框圖如下所示：

圖5 基于Cortex-A9嵌入式解決方案框圖

國家電網(wǎng)提出的最新技術(shù)指標(biāo)對(duì)系統(tǒng)要求：可開發(fā)性、支持第三方軟件移植功能。ZLG致遠(yuǎn)電子Cortex-A9工控核心板支持的嵌入式Linux系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)的Ubuntu系統(tǒng)均具備二次開發(fā)和軟件移植能力，保證系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。其余指標(biāo)如表2所示，并與M6708-T參數(shù)進(jìn)行對(duì)比：

表2 智能配電終端技術(shù)參數(shù)對(duì)比

通過上表數(shù)據(jù)體數(shù)據(jù)體現(xiàn)，ZLG致遠(yuǎn)電子Cortex-A9的核心板在滿足新標(biāo)準(zhǔn)的所有指標(biāo)的同時(shí)，還具備更多其他優(yōu)勢(shì)和功能擴(kuò)展，如下所示：

• LVDS、LCD、HDMI 等多種顯示接口提供選擇；

• 2路USB接口，可通過HUB擴(kuò)展至5路USB 滿足鼠標(biāo)、鍵盤、U盤等多路外設(shè)同時(shí)使用；

• 2路CAN總線，X86不能直接具備的數(shù)據(jù)總線；

• 2路 IIC，可用于數(shù)據(jù)監(jiān)控；

• 3路復(fù)用SPI，可豐富采集和控制的數(shù)據(jù)總線；

• 2路SD卡，可提供 1路WIFI模塊和1路TF卡，單通道TF卡支持32G（目前最高可支持64G）；

• 1路標(biāo)準(zhǔn)SATA 2.0，此功能僅四核心板支持，可滿足用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)擴(kuò)展的需求；

• 2路Mini PCIE接口，1路支持Wi-Fi、ZigBee、局域網(wǎng)MiniPCIE模塊；1路可支持2G/3G/4G廣域網(wǎng)MiniPCIE模塊。