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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 計(jì)及電能質(zhì)量的智能電表設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本設(shè)計(jì)采用ARM9系列芯片S3C2440為核心處理器，并配有1G nand flash、3.5寸Sony帶觸摸LCD。該智能電表的創(chuàng)新點(diǎn)在于其具有電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的功能，在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電表的功能基礎(chǔ)上，外加電能質(zhì)量分析單元，根據(jù)國(guó)標(biāo)實(shí)現(xiàn)對(duì)電能質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)電能質(zhì)量過(guò)低時(shí)還可通過(guò)短信提醒用戶。其次，該電表還具有遠(yuǎn)程控制、反竊電、識(shí)別惡性負(fù)載、GSM用戶通信等功能。
- 詳細(xì)介紹：
- （1）電能質(zhì)量監(jiān)測(cè) 通過(guò)上位機(jī)對(duì)用戶所使用的電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過(guò)采集到的電流電壓信息進(jìn)行FFT分析，并通過(guò)對(duì)于使用質(zhì)量較好的電能的用戶收取較高的費(fèi)用，對(duì)于使用質(zhì)量較差的電能的用戶收取較低的費(fèi)用，即實(shí)現(xiàn)按質(zhì)付費(fèi)。 （2）GSM用戶通信 可以通過(guò)GSM實(shí)現(xiàn)與用戶的通信，在電能質(zhì)量出現(xiàn)異常，繼續(xù)用電將對(duì)設(shè)備造成很大的不良影響時(shí)，采用短信的方式提醒用戶，以便用戶采用合理的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的保護(hù)，例如對(duì)重要數(shù)據(jù)的保存以防丟失等。 （3）遠(yuǎn)程控制 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，方便電力部門對(duì)各個(gè)用戶的集中管理?？煞奖銓?shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)等功能。且能通過(guò)上位機(jī)對(duì)用戶供電實(shí)行遠(yuǎn)距離智能控制，例如，當(dāng)控制中心檢測(cè)到用戶用電出現(xiàn)不正常現(xiàn)象或者電路中出現(xiàn)惡性負(fù)載時(shí)，上位機(jī)會(huì)自動(dòng)做出判斷并實(shí)行相應(yīng)的預(yù)設(shè)動(dòng)作，遠(yuǎn)程控制具有反應(yīng)速度快，操作方便等優(yōu)點(diǎn)。 （4）識(shí)別惡性負(fù)載 智能電表的核心控制芯片DSP在對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過(guò)程中，可以對(duì)電路的功率因數(shù)和功率進(jìn)行判斷，當(dāng)用戶接入的電器功率因數(shù)過(guò)低，會(huì)對(duì)電網(wǎng)電量造成浪費(fèi)，所以當(dāng)某個(gè)用戶的功率因數(shù)低于預(yù)設(shè)值時(shí)，DSP將對(duì)結(jié)果做出相應(yīng)的判斷。再如，當(dāng)某個(gè)電路的功率因數(shù)在0.99以上，且具有很大的功率時(shí)，可以判斷該電路中存在大功率純電阻性電器，比如熱得快等這些危險(xiǎn)電器，這時(shí)可以通過(guò)上位機(jī)實(shí)現(xiàn)預(yù)警進(jìn)而自動(dòng)斷電，以免造成不良后果。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 電能質(zhì)量對(duì)設(shè)備的使用壽命及穩(wěn)定性有很大的影響，電能質(zhì)量涉及電壓，頻率，功率因數(shù)等多個(gè)方面的因數(shù)，且電能質(zhì)量的好壞直接影響用電設(shè)備的壽命，因此，電能質(zhì)量的檢測(cè)對(duì)用戶而言具有很大的意義，同時(shí)隨著電力市場(chǎng)的發(fā)展，電力也必將像其他商品一樣，存在買方與賣方的相互利益，電能質(zhì)量將成為確定電價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)按質(zhì)計(jì)價(jià)，開(kāi)發(fā)具有電能質(zhì)量分析單元的電表將是未來(lái)電表行業(yè)的必然趨勢(shì)。本作品就是在實(shí)現(xiàn)智能電表功能的基礎(chǔ)上加上電能質(zhì)量分析單元，通過(guò)GSM實(shí)現(xiàn)電表與用戶的通信。 關(guān)鍵技術(shù)： 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) GSM短信功能 諧波分析方法 概率統(tǒng)計(jì)與模糊數(shù)學(xué)相結(jié)合的電能質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)的軟件實(shí)現(xiàn)
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本作品在特定的芯片(S3C2440)平臺(tái)上按照智能電網(wǎng)對(duì)電表的要求開(kāi)發(fā)具有實(shí)用價(jià)值的智能電表，以滿足應(yīng)用和研究的需求。并首次提出將電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)功能引入智能電表，根據(jù)用戶所用電能質(zhì)量的好壞，給出詳細(xì)電能質(zhì)量報(bào)表，并可通過(guò)短信提醒用戶當(dāng)前電能質(zhì)量的好壞，有利于保護(hù)家用電器，特別是對(duì)電能質(zhì)量要求較高的行業(yè)來(lái)說(shuō)具有重要意義，隨著電力市場(chǎng)的發(fā)展，本儀表還提出了按質(zhì)計(jì)價(jià)的概念，即根據(jù)電能質(zhì)量的好壞確定電費(fèi)收取的高低，實(shí)現(xiàn)分質(zhì)計(jì)價(jià)。本項(xiàng)目所涉及的知識(shí)面廣，包含硬件設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)能力以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)等各個(gè)方面的知識(shí)。目標(biāo)成果開(kāi)發(fā)的裝置具有巨大的市場(chǎng)潛力，也可轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器之用。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段，各模塊的基本功能均已實(shí)現(xiàn)。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 擬申請(qǐng)專利
作品可展示的形式
- 實(shí)物，圖片。
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 隨著電力市場(chǎng)改革的大力推進(jìn)，智能電表的應(yīng)用前景很廣闊，電力監(jiān)測(cè)的智能化也是國(guó)家提出智能電網(wǎng)概念的重要組成部分。隨著微型電網(wǎng)的發(fā)展，大量的發(fā)電資源的接入，電網(wǎng)電能的流動(dòng)將更加具有瞬時(shí)浮動(dòng)性，而且目前用電負(fù)荷也日趨復(fù)雜和多樣化，大量的沖擊性負(fù)載和不平衡特征的負(fù)荷造成電網(wǎng)電能質(zhì)量的惡化?，F(xiàn)代大量基于計(jì)算機(jī)和微處理器裝置的應(yīng)用，使得越來(lái)越多的行業(yè)出現(xiàn)了對(duì)電能質(zhì)量“敏感”的特性，電能質(zhì)量的任何擾動(dòng)都很有可能對(duì)這些行業(yè)造成嚴(yán)重的影響和導(dǎo)致巨大的損失。由于較差的電能質(zhì)量會(huì)對(duì)設(shè)備及相關(guān)行業(yè)造成重大的損失，因此對(duì)電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和評(píng)估就顯得尤為重要。
同類課題研究水平概述
- 本作品就是在實(shí)現(xiàn)智能電表的基本功能基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和分析單元，除此之外還可以通過(guò)GSM提醒用戶電能質(zhì)量狀況，這將有利于減少因?yàn)殡娔苜|(zhì)量造成的損失，同時(shí)我們提供的電能質(zhì)量報(bào)表將會(huì)讓用戶清楚的知道所用電能的質(zhì)量好壞。隨著，電力市場(chǎng)機(jī)制的不斷完善，電力用戶處于安全生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)效益等因素，將會(huì)對(duì)電能質(zhì)量提出更高的要求，電能質(zhì)量的評(píng)估也將轉(zhuǎn)化為用戶側(cè)的需求標(biāo)準(zhǔn)，本儀表正是實(shí)現(xiàn)了電能質(zhì)量的可視化。未來(lái)電力市場(chǎng)的發(fā)展也必將會(huì)把電能質(zhì)量如商品質(zhì)量一樣，成為供電的第一要素，計(jì)及電能質(zhì)量的電表也將是下一代智能電表發(fā)展的趨勢(shì)。
