智能用電報告

遼寧工程技術(shù)大學(xué)智能用電報告一設(shè)計題目智能電表簡介指導(dǎo)教師劉健辰院（系、部）電氣與控制工程學(xué)院專業(yè)班級智能電網(wǎng)信息工程學(xué)號1305080116姓名蘇小平日期2016/10/23目錄TOC\o"1-3"\h\u277540引言 智能電表簡介摘要：隨著世界范圍內(nèi)“智能電網(wǎng)”和高級量測體系(advancedmeteringinfrastructure，AMI)的建設(shè)以及相關(guān)技術(shù)的推進(jìn)，作為其基礎(chǔ)元件和核心設(shè)備的智能電表正吸引著大量表計制造商、IT企業(yè)、能源供應(yīng)商和國家政府的密切關(guān)注。智能電表是由傳統(tǒng)電能表逐步發(fā)展起來的，它在智能電網(wǎng)中是重要的智能終端。智能電表功能的擴(kuò)充使得智能電表除了具有了雙向計量的基本功能以外，還具有分時分類計量、雙向通信、多種控制的功能。智能電表的大量使用將會使得智能電網(wǎng)的節(jié)能、高效、安全的性能得到更充分的體現(xiàn)。關(guān)鍵詞：智能電表；智能電網(wǎng)；雙向通信；控制功能0引言智能電表是智能電網(wǎng)的智能終端，它已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的電能表，智能電表除了具備傳統(tǒng)電能表基本用電量的計量功能以外，為了適應(yīng)智能電網(wǎng)和新能源的使用它還具有雙向多種費(fèi)率計量功能、用戶端控制功能、多種數(shù)據(jù)傳輸模式的雙向數(shù)據(jù)通信功能、防竊電功能等智能化的功能，智能電表代表著未來節(jié)能型智能電網(wǎng)最終用戶智能化終端的發(fā)展方向[1]。智能電表是智能電網(wǎng)(特別是智能配電網(wǎng))數(shù)據(jù)采集的基本設(shè)備之一，承擔(dān)著原始電能數(shù)據(jù)采集、計量和傳輸?shù)娜蝿?wù)，是實(shí)現(xiàn)信息集成、分析優(yōu)化和信息展現(xiàn)的基礎(chǔ)。在智能電表基礎(chǔ)上構(gòu)建的高級量測體系(advancedmeteringinfrastructure，AMI)、自動抄表(automaticmeterreading，AMR)系統(tǒng)能為用戶提供更加詳細(xì)的用電信息，使用戶可以更好地管理他們的用電量，以達(dá)到節(jié)省電費(fèi)和減少溫室氣體排放的目標(biāo)；電力零售商可以根據(jù)用戶的需求靈活地制定分時電價，推動電力市場價格體系的改革；配電公司能夠更加迅速地檢測故障，并及時響應(yīng)強(qiáng)化電力網(wǎng)絡(luò)控制和管理[2]。1智能電表研究背景【1】入戶抄表難度加大。抄寫不準(zhǔn)確，導(dǎo)致實(shí)際收費(fèi)往往遠(yuǎn)低于統(tǒng)計值，費(fèi)用流失嚴(yán)重。【2】各管理部門負(fù)擔(dān)較重。抄表率低、周期長、資金回收速度較慢，嚴(yán)重影響了這些部門的經(jīng)濟(jì)效益?！?】管理費(fèi)用開支較高。隨著城市的發(fā)展，用戶會越來越多，伴隨著抄表管理人員和操作人員也要有所增加?！?】抄表工作和勞動強(qiáng)度加大。抄表操作人員的工作條件差、效率低、勞動強(qiáng)度大。正是上述原因，提出實(shí)行水、電、氣三表出戶的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動檢測、計量和收費(fèi)。2系統(tǒng)機(jī)構(gòu)組成智能電表從整體框架來分析，總共分為三個層次，即電表層、中間轉(zhuǎn)發(fā)層，計算機(jī)管理層，如圖1所示。其中電表層由各種電度表組成，主要完成能耗計量。中間轉(zhuǎn)發(fā)層又稱為“集中器”。負(fù)責(zé)向上與管理層和向下與采集層的通信聯(lián)結(jié)，主要起通訊和暫存數(shù)據(jù)的作用。計算機(jī)管理層由各種工作站、庫服務(wù)器等計算機(jī)設(shè)備組成，其中設(shè)備管理軟件，實(shí)現(xiàn)如讀取數(shù)據(jù)、統(tǒng)計用電情況等功能。圖1智能抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電子式智能電表主要是由電子元器件構(gòu)成,其工作原理是先通過對用戶供電電壓和電流的實(shí)時采樣,再采用專用的電能表集成電路,對采樣電壓和電流信號進(jìn)行處理,并轉(zhuǎn)換成與電能成正比的脈沖輸出,最后通過單片機(jī)進(jìn)行處理、控制,把脈沖顯示為用電量并輸出,構(gòu)成原理圖詳見圖2。圖2智能電表構(gòu)成原理圖通常我們把智能電表計量一度電時A/D轉(zhuǎn)換器所發(fā)出的脈沖個數(shù)稱之為脈沖常數(shù),對于智能電表來說,這是一個比較重要的常數(shù),因?yàn)锳/D轉(zhuǎn)換器在單位時間內(nèi)所發(fā)出脈沖數(shù)個的多少,將直接決定著該表計量的準(zhǔn)確度。目前智能電表大多都采用一戶一個A/D轉(zhuǎn)換器的設(shè)計原則,但也有些廠家生產(chǎn)的多用戶集中式智能電表采用多戶共用一個A/D轉(zhuǎn)換器,這樣對電能的計量只能采用分時排隊來進(jìn)行,勢必造成計量準(zhǔn)確度的下降,這點(diǎn)在設(shè)計選型時應(yīng)該注意[3]。3通信系統(tǒng)智能電表與智能電網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)采集和發(fā)送都離不開遠(yuǎn)程通訊，為此，智能電表的遠(yuǎn)程通信功能就尤為重要。智能電網(wǎng)中的智能變電站除了可以接受智能電表發(fā)出的用電信息以外，還可以向智能電表發(fā)出調(diào)控信息，因此，智能電表一般要求具有雙向的通信功能?？梢哉f通信功能是智能電表的主要功能之一。智能電表與遠(yuǎn)端的智能化變電站之間的通訊方式可以有多種形式，如電力線路的載波通訊、無線網(wǎng)絡(luò)通訊、通信網(wǎng)絡(luò)通訊以及借助其他專網(wǎng)的通訊。智能電表的通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，詳見圖3。包括了集中器與采集器的底層通信方案和管理中心與集中器的上層通信方案。底層數(shù)據(jù)采集一般采用總線型通信方式的方案。這種方式以一條串行總線連接各分散的采集器，實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)的互連。上層通信系統(tǒng)是以安裝在管理中心點(diǎn)系統(tǒng)工作站為中心點(diǎn)，以發(fā)散的方式分別通過信道與分散于各區(qū)域的集中器連接，形成1對N的連接形式。圖3通信系統(tǒng)框圖智能電表將會具備傳統(tǒng)的電能表和多功能電能表所無法企及的對智能化家電設(shè)備的控制功能。智能電表的MCU可以帶有強(qiáng)大的I/O接口，使得它可以與更多的外部設(shè)備對接。借助遠(yuǎn)程通信的功能，用戶在異地通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、移動通訊設(shè)備對自己家里的各類智能化用電設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控、遙測將會變成現(xiàn)實(shí)。4智能電網(wǎng)對智能電表的功能要求先進(jìn)的PLC通信設(shè)計不但為低壓智能電網(wǎng)建設(shè)提供了實(shí)時穩(wěn)定，安全可靠，簡單易行的通信平臺而且免除了通信設(shè)備的配套，安裝，調(diào)試等工作把智能電網(wǎng)建設(shè)簡化為僅是掛接智能電網(wǎng)的簡單過程。具備傳感，測量，計量，控制，通信五大基本硬件功能，配有強(qiáng)勁的AMR微處理器軟件載體，在智能電網(wǎng)建設(shè)的長期發(fā)展過程中無需改動硬件只需要通過遠(yuǎn)程軟件升級就可以滿足智能電網(wǎng)從初級階段到高級階段的發(fā)展需求。針對智能電表將滿足如下要求：（1）測量功能：電壓，電流，相角，中線電流，諧波等。（2）計量功能：有功電量，無功電量，雙向電量，變壓損耗等。（3）負(fù)荷控制：超負(fù)荷斷電，負(fù)荷動態(tài)指標(biāo)等。（4）管理功能：預(yù)付費(fèi)，后付費(fèi)，分式計費(fèi)，梯級電價等。（5）通信功能：遠(yuǎn)程通信，家庭智能微電網(wǎng)通信。5結(jié)束語目前國外智能電表的大規(guī)模推廣為全球表計行業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。國家電網(wǎng)公司建設(shè)統(tǒng)一堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的規(guī)劃，也給國內(nèi)計量和用電信息采集設(shè)備、系統(tǒng)的開發(fā)帶來了前所未有的機(jī)遇。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)步伐的加快，國內(nèi)廠商在智能電表領(lǐng)域的研究和推廣必將掀起新的熱潮。各種新材料、新技術(shù)、新工藝的采用也必將極大地提升國內(nèi)表計設(shè)備的