随着我国电网改造的基本完成和电力市场的发展,电力系统对于馈线端的管理越来越受到重视,在这种情况下,配电系统自动化得到蓬勃发展,但由于我国配电网线路投资不足,起步较晚,配网不合理,供电可靠性远低于发达国家水平。我国电力部明确提出要使供电可靠性达到99.96%要求,所以积极实施馈线自动化技术势在必行。针对中压10KV的馈线,早期的研究大都集中以单片机为CPU核心的FTU,并取得了大量的成果,但由于其各方面能力有限,因而数据处理能力差,采样点数少,FFT运算速度慢,可扩展空间较小,通信处理能力不强。当电网出现谐波或三相电路不平衡时,无功功率存在不平衡误差,其精度下降。随着DSP技术,大规模集成电路技术和通信、计算机网络、现场总线技术的发展,采用DSP技术和通信功能的FTU成为热点,当然国内也开发了一些同类产品,但功能有限,还需要进一步完善。 配线自动化的最主要任务之一馈线自动化(FA)是课题的研究主方向,本课题是基于DSP配电网馈线自动化终端FTU的研究,即以DSP作为FTU的CPU的内核,首先对FTU的CPU单元模块进行硬件各模块的设计和软件的系统设计,完成FTU的各个功能。硬件采用多层PCB板防干扰技术结合CPLD优化性能代替分立元件进行实时交流采样,提高了可靠性,快速性。对FTU组网拓扑方式进行了分析,区域站的引入改善了电网SCADA系统的综合能力,并对新2002版101规约进行研究,将电力101规约在通信中进行了具体应用。在对电网电压和电流采样信号处理分别采用FFT数学运算和积分法处理,并对两种处理结果进行了实验比较。该系统完成状态开关量的收集,并结合遥测处理结果通过电力规约平衡方式或非平衡方式进行数据上报,以及对报文分析执行遥控操作(开、合操作)等功能,这有别于电压时间型和电流计数型传统的FTU。系统设计是采用一套CT,PT对多路电网数据采集并进行FFT的谐波分析,及各种参数的运算,为主站召唤数据的非平衡传输做准备,同时分析到故障时采用主动上报故障的平衡传输的基于光纤通信功能的新型FTU。 本文的研究和试验结果证明:本课题所研制的FTU的内核多路数据采集运算速度快,实时性强;FTU采用标准的232接口通过与上位机模拟主站进行101规约通信可以实现报文的有效收发和处理,从而证明设计是合理可靠的。