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基本信息
- 項目名稱：
- 基于物聯(lián)網(wǎng)智能電表系統(tǒng)的研制
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 基于物聯(lián)網(wǎng)智能電表系統(tǒng)是為了滿足現(xiàn)代智能電網(wǎng)的需求而研發(fā)的，實現(xiàn)了對三相電器設(shè)備的電氣參數(shù)實時采集、監(jiān)控、顯示、存儲、預(yù)警，并通過基于OFDM 技術(shù)的電力載波通信把電氣參數(shù)傳輸?shù)轿锫?lián)集中器。物聯(lián)集中器再把各個終端智能電表的電氣參數(shù)匯總、打包，通過GPRS無線傳輸?shù)诫娏╇姽芾碇行?，從而實現(xiàn)了電力公司與用戶間的雙向數(shù)據(jù)通信。同時，智能電表實時監(jiān)測電網(wǎng)的電能質(zhì)量，有效地保證了電網(wǎng)安全可靠運行。
- 詳細(xì)介紹：
- 物聯(lián)網(wǎng)在我國的快速崛起，正推動著我國智能電網(wǎng)進入嶄新的發(fā)展階段。作為智能電網(wǎng)的用電終端——電表，將成為物聯(lián)網(wǎng)面向智能電網(wǎng)應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。而傳統(tǒng)的感應(yīng)式機械電表與普通的電子式電表已不能滿足現(xiàn)代智能電網(wǎng)的需求，電力行業(yè)迫切需要一種功能更完善、全面、先進的并能實現(xiàn)供電公司與用戶間雙向通信的新型智能電表——基于物聯(lián)網(wǎng)智能電表系統(tǒng)。 基于智能電網(wǎng)物聯(lián)智能電表系統(tǒng)采用專業(yè)的高精度電能測量芯片，實時監(jiān)測并顯示單相電各相及合相的相關(guān)電氣參數(shù)。單片機自動分析當(dāng)前電氣參數(shù)是否超出其額定值，并產(chǎn)生相應(yīng)的預(yù)警信號與控制操作，然后把電氣參數(shù)通過OFDM電力載波通信方式傳送到物聯(lián)管理中心。物聯(lián)管理中心把各個智能電表的電氣參數(shù)匯總后，通過GPRS無線傳送到電力管理中心。電力管理中心實時顯示各個智能電表的電氣參數(shù)，也可通過GPRS查詢、遙控各個終端電表。從而有效地實現(xiàn)了電力公司與用戶的用電信息數(shù)據(jù)通信。 “十二五”是我國智能電網(wǎng)全面建設(shè)的關(guān)鍵五年，伴隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，我國將進入智能電表更新?lián)Q代的高峰期。據(jù)有關(guān)報道，國家電網(wǎng)公司將在未來5年預(yù)計投資6850億元，到2020年總共投資4萬億元用于智能電網(wǎng)的建設(shè)，并將采購1.7億臺左右的智能電表，每年將有拉到50億元的智能電表消費市場。因此，基于智能電網(wǎng)物聯(lián)智能電表系統(tǒng)在我國有著巨大的消費市場和應(yīng)用前景，并將產(chǎn)生非常好經(jīng)濟效益。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 發(fā)明目的——物聯(lián)網(wǎng)在我國的快速崛起，正推動著我國智能電網(wǎng)進入嶄新的發(fā)展階段，并使其迎來了前所未有的跨越式發(fā)展新機遇。作為智能電網(wǎng)的用電終端——電表，將成為物聯(lián)網(wǎng)面向智能電網(wǎng)應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。而傳統(tǒng)的感應(yīng)式機械電表與普通的電子式電表已不能滿足現(xiàn)代智能電網(wǎng)的需求，電力行業(yè)迫切需要一種功能更完善、全面、先進的并能實現(xiàn)供電公司與用戶間雙向通信的新型智能電表。 基本思路——本系統(tǒng)采用專業(yè)的高精度電能測量芯片，實時監(jiān)測并顯示三相電各相及合相的相關(guān)電氣參數(shù)。單片機自動分析當(dāng)前電氣參數(shù)是否超出其額定值，并產(chǎn)生相應(yīng)的預(yù)警信號與控制操作，然后把電氣參數(shù)通過OFDM電力載波通信方式傳送到物聯(lián)管理中心。物聯(lián)管理中心把各個智能電表的電氣參數(shù)匯總后，通過GPRS無線傳送到電力管理中心。電力管理中心實時顯示各個智能電表的電氣參數(shù)，也可通過GPRS查詢、遙控各個終端電表。 創(chuàng)新點—— ①物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在智能電表中；②基于OFDM的電力載波通信的實現(xiàn)；③GPRS無線通信技術(shù)的實現(xiàn)；④實時監(jiān)測電網(wǎng)質(zhì)量。 技術(shù)關(guān)鍵 電能計量技術(shù)、單片機應(yīng)用技術(shù)、電力載波通信技術(shù)、GPRS無線通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)和LCD顯示技術(shù)。 技術(shù)指標(biāo)——①可實時監(jiān)測電壓、電流、功率（有功、無功、視在）、電能、功率因數(shù)、線頻、相角、電壓相序、電流相序、失壓、三相平衡及21次諧波等多種參數(shù)；②防竊電功能；③電力載波通信，Baud:9.6Kbps；④GPRS無線通信。
科學(xué)性、先進性
- ①與普通智能電表相比，除了基本的監(jiān)測、存儲、顯示電能參數(shù)、階梯電價、防竊電等功能外，還具有電能質(zhì)量評估、故障分析與預(yù)警功能，用戶可查詢用電情況，改變用戶用電方式；②本系統(tǒng)稍加改進，可用于工業(yè)上監(jiān)測大型電器設(shè)備的電能參數(shù)，實時監(jiān)測三相是否平衡、諧波電能計量、電能質(zhì)量監(jiān)測等功能，有效地保證電網(wǎng)安全可靠運行；③利用現(xiàn)有的低壓電力線，實現(xiàn)基于OFDM技術(shù)的電力載波通信，數(shù)據(jù)可靠傳輸，傳輸速率快。Baud:9.6Kbps,而一般的為2.4 Kbps；④采用現(xiàn)有的GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)電力公司與用戶間的雙向數(shù)據(jù)通信，從而避免了新的通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，成本低。 [1]趙偉等.對先進測量體系及相關(guān)概念的理解和認(rèn)識[J].電測與儀表,2010，07:3. [2]鄭龍等.高級量系統(tǒng)AMI應(yīng)用前景[J].電測與儀表,2010,07:42. [3]孫杰.智能電表在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010,NO.21:155.
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2008年6月，在南昌航天航空大學(xué)舉行的2008泛珠三角安利杯大學(xué)生計算機作品賽中，“基于GPRS遠(yuǎn)程無線電表抄表系統(tǒng)”獲銅獎； 2009年6月，在云南大學(xué)舉行的2009泛珠三角（9+3）安利杯大學(xué)生計算機作品賽中，“機電設(shè)備電氣參數(shù)實時在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)”獲銅獎； 2010年3月，在上海威斯汀大酒店，由富士通半導(dǎo)體（上海）有限公司舉辦的“2009年富士通微電子杯MB95200系列MCU競賽”中，“電機功率因數(shù)的在線監(jiān)控”獲優(yōu)勝獎。
作品所處階段
- 實驗室階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品；現(xiàn)場演示；圖片；樣品。
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 技術(shù)特點和優(yōu)勢-本系統(tǒng)運用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電能采集技術(shù)、單片機應(yīng)用技術(shù)、電力載波通信技術(shù)、GPRS無線通信技術(shù)，實現(xiàn)了電力公司與用戶間的實時雙向數(shù)據(jù)通信，充分滿足了現(xiàn)代智能電網(wǎng)高級計量體系的要求。 作品適用范圍-本系統(tǒng)不僅可廣泛運用在家庭、工廠作智能電表使用，而且稍作改進，還可適用于機械制造、汽車、造船、石油、冶金等各類機電設(shè)備的電氣參數(shù)監(jiān)測與故障診斷。從而使傳統(tǒng)的故障維修、預(yù)防維修上升到預(yù)知維修，從根本上避免了惡性事故的發(fā)生。 推廣前景、市場分析-“十二五”是我國智能電網(wǎng)全面建設(shè)的關(guān)鍵五年，伴隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，我國將進入智能電表更新?lián)Q代的高峰期。據(jù)有關(guān)報道，國家電網(wǎng)公司將在未來5年預(yù)計投資6850億元，并將采購1.7億臺左右的智能電表，每年將有拉到50億元的智能電表消費市場。因此，本系統(tǒng)在我國有著巨大的消費市場和應(yīng)用前景。 經(jīng)濟效益分析-假如本系統(tǒng)占有我國市場份額1%，將生產(chǎn)1.7千萬只電表。每只表的市場價為150元，將有2.5億元的銷售額。因此本系統(tǒng)將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。
同類課題研究水平概述
- 智能電表作為智能電網(wǎng)建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)備，對電網(wǎng)實現(xiàn)信息化、自動化、互動化具有重要支撐作用，與智能電網(wǎng)發(fā)展相聯(lián)系，其基本功能是提高電力企業(yè)的經(jīng)營效率、促進節(jié)能減排，增強電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 國外智能電表的發(fā)展已有30多年的歷史，其技術(shù)已實現(xiàn)多輪升級，功能不斷得到擴展。而我國對智能電表的研究和推廣幾乎與國際基本同步，但由于受核心技術(shù)缺失、生產(chǎn)廠家分離和集成技術(shù)、能力落后于國際水平等多種因素的影響，我國智能電表技術(shù)與國外先進水平的智能電表技術(shù)存在著較大差距。 而對于物聯(lián)網(wǎng)智能電表的研發(fā)，全世界也是最近幾年開始的。2009年2月，美國總統(tǒng)奧巴馬提出要在物聯(lián)網(wǎng)的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域——智能電網(wǎng)上投資110億美元。2009年8月，溫家寶總理提出“感知中國”，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫入“政府工作報告”，標(biāo)志著我國正式啟動物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的研究工作，也才開始進行物聯(lián)網(wǎng)智能電表的研究工作。2010年上海世博會，物聯(lián)網(wǎng)家電展露頭角，海爾開設(shè)了“海爾物聯(lián)之家”綠色智能生活展區(qū)，展示了物聯(lián)網(wǎng)電視、冰箱等家電產(chǎn)品。目前，電力公司、IT企業(yè)、高科技企業(yè)以及科研機構(gòu)都已經(jīng)意識到物聯(lián)網(wǎng)智能電表將成為未來二十年最重要的戰(zhàn)略項目，紛紛加入物聯(lián)網(wǎng)智能電表研發(fā)、推廣工作中。
