摘要：该站所终端系统采用Wi–Fi作为局域网通信介质，采集控制模块按照间隔设计，分布式安装方式，具有强大的灵活扩展能力和便捷的维护配置方式；现场安装使用减少了配电站所终端安装占用空间，省去大量各种规格的电缆，节约资源，降低了数据采集的相互干扰问题，该设计方案完全遵循电力行业相关行业标准，符合国家电网公司企业标准要求。
关键词：Wi-Fi；组网；分布式站；终端系统
1 Wi-Fi
Wi-Fi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网（WLAN）的技术，通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM 射频频段。连接到无线局域网通常是有密码保护的；但也可是开放的，这样就允许任何在WLAN范围内的设备可以连接上。Wi-Fi是一个无线网络通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。有人把使用IEEE 802.11系列协议的局域网就称为无线保真。甚至把Wi-Fi等同于无线网际网路（Wi-Fi是WLAN的重要组成部分）。关于"Wi-Fi”这个缩写词的发音，根据英文标准韦伯斯特词典的读音注释，标准发音为/ˈwaɪ.faɪ/因为Wi-Fi这个单词是两个单词组成的，所以书写形式最好为WI-FI，这样也就不存在所谓专家所说的读音问题，同理有HI-FI（/haɪ.faɪ/）。2014年8月，网络安全研究人员鲁本•圣马尔塔表示，如果飞机WiFi开放度过高，可能会被黑客用于劫机。
1.1 技术原理
无线网络在无线局域网的范畴是指“无线相容性认证”，实质上是一种商业认证，同时也是一种无线联网技术，以前通过网线连接电脑，而Wi-Fi则是通过无线电波来连网；常见的就是一个无线路由器，那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用Wi-Fi连接方式进行联网，如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路，则又被称为热点。
2 系统硬件设计
2.1 电源管理单元
电源管理单元主要完成从交流电源转换到直流电源，配电自动化站所终端系统主要有电源管理单元、管理模块和N个控制采集模块。电源管理单元可以接入2个不同电源点提供的电源，电源1为主电源，电源2为备用电源，即使这两路电源均停电，电池组作为后备电源，同样可以为采集控制模块工作8 h以上。处理器和Wi–Fi部分主要是实现电源管理单元与管理模块不在一起安装时，满足电源管理单元数据接入管理模块而设计。
2.2 控制采集模块控制管理
模块分布安装在开关柜的二次小室内，采集本开关柜的电压、电流、遥信状态并完成开关的控制控制模块可以完成最多3个电压信号、4个电流信号、5个遥信量的采集，开关的控合、控分2个继电器输出。控制模块集成了数据存储器（铁电存储器）和Wi–Fi接口，还设计有一个工业标准RS232串口，铁电存储器保存控制采集模块的配置参数，即使模块掉电后数据也不丢失，Wi–Fi接口除与管理模块完成数据交换外，可以接入具有Wi–Fi通信的笔记本电脑、智能手机，通过在电脑、手机上安装相应的维护工具，可方便地完成实时数据和历史数据的查询、参数的查询配置以及开关的控制等功能。标准RS232串口具有两种功能：外接GPRS模块，完成与主站直接进行交互的通信接口，简化小型配电室实施方案，省去管理模块，优化设计，为用户降低投资费用；作为备用接口，解决因为Wi–Fi配置问题而不能进行数据交互、接入维护工具失败等问题的后备维护接口。
2.3 管理模块管理
模块作为控制采集模块、电源单元的数据汇集中心，和主站进行数据交互的桥梁。
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3 系统软件设计
3.1 管理模块软件设计
该站所终端系统采用Wi–Fi作为局域网通信介质，采集控制模块按照间隔设计。管理模块通过Wi–Fi与各个控制采集模块进行通信连接，通过手机APP或笔记本电脑设置管理模块的IP，同样设置控制采集模块的IP后均复位，管理模块初始化后10 s后进行判断原设定好的控制采集模块是否均上线，若所有控制采集模块均上线，对上线控制采集模块发出总召数据帧，若出现有控制采集模块没有上线的情况发出告警信号并对刚上线的控制采集模块发出总召数据帧，延时10 s后再次检测其状态，若上线则对其发出总召帧数据。管理模块与控制采集模块通过Wi–Fi建立通信连接后，管理模块根据规约处理接收到的数据，在传输过程中，为了保证数据的可靠性，数据的接收和发送均增加了CRC校验码，管理模块按照规约接收完数据后，首先校验码是否正确，校验正确会进行下一步的数据处理，不正确则请求重新发送数据，在根据规约处理数据后，会通过Wi–Fi发送经过CRC校验后的数据回应帧。
3.2 控制采集模块的软件设计控制
采集模块实时监测环网柜各个间隔的运行状态，把采集的各个间隔的电压、电流、遥信等数据经过处理后通过Wi–Fi发送到管理模块。AD采集采用固定数据窗的方式，数据窗长度为64点，数据采用先进行FFT运算，再计算电压、电流等数据，存入RAM区等待下一步处理。
该站所终端在经过详细验证后，已成功在国网我国电力公司任县供电分公司顺利投运进入试运行阶段，截至目前，该站所终端运行正常，主站统计的终端在线率达到了99.8%以上。在国网我国电力公司任县供电分公司试运行的站所终端系统采用Wi–Fi作为局域网通信介质，采集控制模块按照间隔设计，分布安装在环网柜的各个间隔里，管理模块安装在DTU屏柜中。正常运行时电源侧1供电，控制采集模块1～4采集间隔1～4的开关位置、储能位置、柜门是否开启等位置遥信；监测各个间隔的负荷情况并将遥测数据经过处理后通过Wi–Fi传送到管理模块；主站须要控制负荷时发出控制命令到管理模块，管理模块通过Wi–Fi下传控制命令到控制采集模块，控制采集模块启动继电器出口控制各个间隔开关动作。
若间隔1发生过流故障时，控制采集模块1通过Wi–Fi上传监测到的间隔1负荷电流管理模块处理后若其负荷电流大于间隔1设定过流定值，经过设定过流延时定值后通过Wi–Fi下传跳闸命令到控制采集模块1，控制采集模块1收到跳闸命令后启动保护继电器出口，控制间隔1断路器跳闸跳开故障点迅速隔离了故障区域。同时，管理模块将故障遥信和SOE通过光纤上传给主站。若发生母线故障，间隔2与间隔3之间发生母线故障。这时控制采集模块1～4通过Wi–Fi上传实时监测到的间隔1～4的保护数据，管理模块经过处理后会发现间隔1、2均发生过流故障，间隔3、4未发生过流故障。管理模块经过处理后判定故障点在间隔2和间隔3之间，同时生成解决方案：通过Wi–Fi下传跳闸命令给控制采集模块2和3，控制采集模块收到跳闸命令后启动保护出口控制间隔2和3的断路器跳闸。隔离了故障区域，同时主站控制电源侧2断路器合闸送电恢复了间隔4的正常供电，减少了失电区域。
4 结论
随着智能电网的推广建设，对电网的安全及可靠性 提出了更高的要求，配电自动化建设也得到重视，加大 了对配电网领域的投资力度。据统计，我国配电网线路 占整个电网的 60% 以上，目前的配电网线路的自动化程 度还比较薄弱，近 10 年将是配电网自动化建设的重要时 期。配电自动化站所终端是配电网自动化必要的智能元 件，配合监控主站、通信网络实现配电自动化功能。
参考文献：
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论文作者:李巧媛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/17
标签：模块论文; 间隔论文; 管理模块论文; 数据论文; 终端论文; 电源论文; 故障论文; 《电力设备》2017年第33期论文;