根据我国智能电网建设的整体发展目标,传统的电网运行管理模式已不能满足新时期电网的发展需求,因此,研制符合配电网自动化发展的智能配变设备,对于加快智能电网建设具有重要意义。目前,我国配电网自动化建设处在飞速发展的阶段,但是市场上现有的配变终端存在着电能采集数据精度低、通信质量可靠性差、无功优化效果不理想等问题,无法满足对配电台区的有效监测和电网质量控制,因此亟需设计一种高精度、高可靠性、能够高效进行无功优化改善电网质量的新型智能配变终端。在充分研究配变终端实际需求的基础上,制定了智能配变终端的整体设计方案。首先采用高性能STM32系列处理器为系统核心,以专用计量芯片为电能数据采集单元核心,同时扩展多类型接口用来配变终端与配电台区设备的通信,满足配变终端对台区电能参数实时监测和故障保护的需要。其次对系统功能的软件实现进行设计,依托配变终端软件系统总框图,分模块详细介绍各部分的软件工作流程和故障保护方法,主要包括:电能采样计量软件设计、三段式电流保护软件设计、系统远程升级软件设计、配变终端与主站通信软件设计以及配变终端与智能保护开关通信软件设计。在电流三段保护中,高倍短路电流下,由于电流互感器接近饱和,挂载在配变终端的保护开关经常出现拒动和误动作现象,针对这一问题提出一种高倍电流下异常畸变点检测与补偿的方法,具体为:采用曲线拟合的方式,确定开关正常动作基准曲线。电流采集过程中根据相邻点斜率的最大值识别电流畸变,并根据拟合的曲线,在程序上进行自动补偿,保障大电流下短路保护的可靠性。最后为了更好解决电力系统无功优化效率低的问题,本文选用粒子群算法作为无功功率的优化方法,从电力系统经济和安全性能出发,选取有功网损最小化作为优化目标,建立数学模型,并将状态变量以罚函数的形式加入到目标函数中。基本粒子群算法在处理无功优化这种多维多峰的实际问题时,易早熟,收敛速度和精度得不到保障。为解决这一问题,在速度更新公式中引入最差粒子个体反向点的改进思路,防止优化陷入局部最优,从而有效克服“早熟收敛”。通过采用IEEE-14节点系统进行无功优化算法计算,结果表明改进的粒子群算法在无功优化领域具有实际的理论和应用价值。