本文關(guān)鍵詞： 智能電能表 MSP430 電能測量 數(shù)據(jù)采集 實(shí)時時鐘　出處：《山東大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：智能電網(wǎng)具有集成度高、經(jīng)濟(jì)性好、效率高、資源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、兼容性好、自愈能力強(qiáng)等特征,其在全球范圍內(nèi)一經(jīng)提出,獲得了世界各國的歡迎,許多國家把智能電網(wǎng)的建設(shè)作為當(dāng)前發(fā)展的目標(biāo)之一。智能電能表作為電力公司用電側(cè)管理過程中的關(guān)鍵設(shè)備,在實(shí)時準(zhǔn)確計量電量的同時也是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)共享及智能調(diào)度的關(guān)鍵,在整個智能電網(wǎng)建設(shè)中具有舉足輕重的作用。智能電表技術(shù)的研究將進(jìn)一步加快智能電網(wǎng)向智能化邁進(jìn)的步伐,同時對建設(shè)集成度高、經(jīng)濟(jì)性好、效率高、資源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、兼容性好、自愈能力強(qiáng)的智能電網(wǎng)起到了積極的影響。傳統(tǒng)的機(jī)電式電能表由于設(shè)計原理上的缺陷無法滿足智能電網(wǎng)在數(shù)據(jù)互聯(lián)共享、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面的需求,隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,基于微處理器技術(shù)設(shè)計的智能電表為實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)能源互聯(lián)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。本文在對我國智能電網(wǎng)及智能電表發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行深入研究分析的基礎(chǔ)上,提出了具有智能計量、數(shù)據(jù)互聯(lián)共享等特點(diǎn)智能三相電能表的硬件和軟件系統(tǒng)設(shè)計方案。完成的主要工作內(nèi)容有：1.介紹了課題研究的背景和意義,結(jié)合當(dāng)前智能電網(wǎng)的建設(shè)綜述了智能電能表技術(shù)研究的現(xiàn)狀及未來的發(fā)展方向,通過對智能電能表測量、計量算法的研究,闡述了智能電能表計算有功無功功率、計算電壓電流RMS值、計算視在功率的常用算法。2.深入分析了合國家電網(wǎng)公司對智能電能表功能的需求,并按功能需求設(shè)計實(shí)現(xiàn)硬件各單元模塊,分為供電電源單元模塊、數(shù)據(jù)處理單元模塊、內(nèi)部存儲單元模塊、通信接口單元模塊和時鐘單元模塊等,通過對各模塊單元電路的分析和設(shè)計,實(shí)現(xiàn)了既符合國家電網(wǎng)公司對智能電能表功能需求又滿足電表生產(chǎn)企業(yè)低成本高性價比的智能電能表。3.軟件方面,設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了智能電能表軟件系統(tǒng),其中包括人機(jī)交互模塊、數(shù)據(jù)交互通信模塊、測量計量模塊、數(shù)據(jù)存儲單元、時間單元等眾多智能電能表關(guān)鍵模塊。4.對所實(shí)現(xiàn)的基于MSP430的三相智能電能表進(jìn)行了功能及性能測試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該電能表滿足國家電網(wǎng)公司對智能電能表精度要求,功能增減靈活,并滿足計量自動化系統(tǒng)對智能電能表的可操作性要求,設(shè)計的可擴(kuò)展性適應(yīng)智能電能表市場未來發(fā)展的需求。5.就智能電能表在智能電網(wǎng)中的諸多應(yīng)用做了簡要的闡述,其中以智能電能表作為關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計了智能電網(wǎng)中最常用的防竊電系統(tǒng)。系統(tǒng)在多地得到了很好的應(yīng)用,為遏制及打擊電力犯罪提供了重要的數(shù)據(jù)支撐。本文所實(shí)現(xiàn)的智能電能表已經(jīng)投入運(yùn)行,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,具有良好的性能。智能電能表性價比高,具有較高的經(jīng)濟(jì)效益,為企業(yè)創(chuàng)造豐厚利潤的同時增加了社會就業(yè)。
[Abstract]:Smart grid has the characteristics of high integration, good economy, high efficiency, optimized resource structure, good compatibility and strong self-healing ability. Many countries regard the construction of smart grid as one of the goals of the current development. Intelligent watt-hour meter is the key equipment in the process of power company's power side management. The key to realize data sharing and intelligent scheduling is to measure the quantity of electricity accurately in real time. The research of smart meter technology will further accelerate the pace of smart grid to intelligence, at the same time, it will improve the construction integration, economy, efficiency and resource structure optimization. The smart grid, which has good compatibility and strong self-healing ability, has a positive effect. Traditional electromechanical watt-hour meters can not meet the demand of smart grid in data sharing, structure optimization and so on because of the defects in design principle. With the development of microelectronic technology, intelligent meter based on microprocessor technology provides a technical foundation for the realization of smart grid energy interconnection. In this paper, the development status of smart grid and smart meter in China is deeply studied and analyzed. The design scheme of hardware and software system of intelligent three-phase watt-hour meter with intelligent metering and data sharing is put forward. The main work accomplished is: 1.The background and significance of the research are introduced. Combined with the construction of smart grid, the present situation and future development direction of intelligent watt-hour meter technology are summarized. Through the research of intelligent watt-hour meter measurement and metering algorithm, the calculation of active and reactive power by intelligent watt-hour meter is expounded. Calculate voltage and current RMS value, calculate apparent power commonly used algorithm .2.An in-depth analysis of the State Grid Company to intelligent watt-hour meter function requirements, and according to the functional requirements of the design and implementation of hardware modules, divided into power supply unit modules, Data processing unit module, internal storage unit module, communication interface unit module and clock unit module, etc., through the analysis and design of each module unit circuit, The intelligent watt-hour meter, which not only meets the functional requirements of smart watt-hour meter in State Grid Company, but also meets the low cost and high performance-price ratio of the meter manufacturing enterprise, is realized. In software, the software system of intelligent watt-hour meter is designed and implemented, which includes man-machine interaction module. Data interactive communication module, measurement module, data storage unit, time unit and many other key modules of intelligent watt-hour meter. 4. The function and performance of the three-phase intelligent watt-hour meter based on MSP430 are tested. The experimental results show that the watt-hour meter can meet the precision requirement of smart watt-hour meter of the State Grid Company, the function increase or decrease is flexible, and meet the operational requirement of the automatic metering system for the intelligent watt-hour meter. The expandability of the design adapts to the demand of the future development of smart watt-hour meter market. 5. The application of smart watt-hour meter in smart grid is briefly described. Among them, the intelligent watt-hour meter is used as the key equipment to design the most commonly used anti-theft system in the smart grid. The system has been applied in many fields. The intelligent watt-hour meter realized in this paper has been put into operation, the system runs stably and has good performance. The intelligent watt-hour meter has high performance-price ratio and high economic benefit. For enterprises to create fat profits at the same time increase social employment.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM933.4

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本文編號：1504616