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基于高级量测体系的智能电表双向通信研究

作　者: 张恺
导　师: 杜欣慧
学　校: 太原理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: AMI 智能电表双向通信
分类号: TM933.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

自从步入新世纪以来,经济飞速发展,居民的生活水平不断提高,全球能源紧缺,能源环境压力不断增大,电力市场化以及用户对电能质量不断增加地要求,使电力行业面临前所未有的挑战和机遇,建设更加安全、稳定、环保、经济的电力系统,即智能电网,已经成为了全球电力行业的首要任务。2009年5月21日,我国国家电网公司首次提出建设中国的“坚强智能电网”。智能电网的建立将会使我国的电网升级,减少能源的浪费和对环境的污染,加大能源利用率,并使用户能够安全,经济,便捷的使用电能。高级量测体系(AMI)是智能电网的基石,是建成坚强智能电网的关键所在。论文首先阐述了AMI的特征及其对电力系统的作用和意义,讨论了AMI的关键技术,论述了智能电表在智能电网建设中的重要地位。进而比较了多功能电表与智能电表存在的功能上的差距,并对AMI中智能电表的特征及功能进行了详细的分析。其次,论文对智能电表的双向通信功能进行了研究。双向通信即电力公司与用户之间相互传递信息。目前,从用户到电力公司的通信系统中,以大用户为主的集抄系统已投入使用,而从电力公司向用户传递信息的发送系统,仍未得到很好解决。因此,论文重点对智能电表信息发送系统的硬件与软件进行了设计,并利用PowerBuilder软件与SQL数据库设计了信息发布界面,通过串口通信与单片机STC89C52RC连接,实现了电力公司向用户的信息发布。最后,论文以电力负荷管理系统软件为平台,对电能表的用电量、电压、电流等各项参数,及其在单相失压、失流等常见错误接线情况下的数据进行了采集与分析。同时以山西省某市为例,调查得出该市居民的用电情况,分析了双向通信和分时电价实施后给居民带来的利益,进一步指出双向通信会为工商业等其他电力用户带来更巨大的经济效益和社会效益。随着我国电力市场发展越高级,需要发布的实时信息越多,双向通信为电网、居民及其他电力用户带来的利益就越大,这也符合了我国建设“坚强智能电网”的目的。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-14
  1.1 高级量测体系的作用和意义  10-11
  1.2 国内外研究动态  11-12
  1.3 本论文的主要研究内容  12-14
第二章智能电表系统设计  14-22
  2.1 高级量测体系的关键技术  14-17
    2.1.1 智能电表  15
    2.1.2 通信设施  15-16
    2.1.3 家庭网络(HAN)  16-17
    2.1.4 表计数据管理系统  17
  2.2 多功能电表的功能及不足  17-19
  2.3 智能电表的功能设计  19-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章智能电表的采集系统  22-32
  3.1 采集系统的硬件组成  22-25
  3.2 采集系统的操作软件  25-28
    3.2.1 程控抄表装置  25-26
    3.2.2 电力负荷管理系统  26-28
  3.3 采集系统的通信媒介  28-31
  3.4 本章小结  31-32
第四章智能电表信息发送系统设计  32-50
  4.1 信息发送系统总体结构设计  32-34
    4.1.1 系统芯片选择  32-33
    4.1.2 系统软件选择  33
    4.1.3 通信标准的选择  33-34
    4.1.4 系统总体方案确定  34
  4.2 信息发送系统的硬件结构设计  34-39
    4.2.1 STC89C52RC单片机  34-35
    4.2.2 显示模块  35-38
    4.2.3 串行通信接口  38-39
  4.3 信息发送系统的软件设计  39-49
    4.3.1 程序开发环境及下载软件  39-41
    4.3.2 显示模块  41-44
    4.3.3 界面设计  44-49
  4.4 本章小结  49-50
第五章智能电表在负荷管理侧的应用  50-62
  5.1 仿真数据采集  50-57
    5.1.1 正常情况  50-53
    5.1.2 A相失压数据采集  53-54
    5.1.3 A相失流数据采集  54-57
  5.2 实际数据采集  57-61
  5.3 本章小结  61-62
第六章智能电表在用户侧应用分析  62-74
  6.1 智能电表双向通信的作用  62-63
  6.2 智能电表为居民提供高效节能家用电器的节电策略  63-65
  6.3 智能电表结合电价对用户侧的影响分析  65-72
    6.3.1 电价  65-67
    6.3.2 基于实时电价下双向通信对用户侧的影响分析  67-72
  6.4 本章小结  72-74
第七章结论与展望  74-76
  7.1 结论  74-75
  7.2 展望  75-76
参考文献  76-80
致谢  80-81
攻读学位期间发表的学术论文目录  81

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