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《武汉理工大学》 2011年
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多功能智能电表的设计与研究

王欣异  
【摘要】:随着技术水平的不断发展,电力市场化改革不断深化,电力网络系统与电网用户之间的关系越来越紧密,用户对电能质量水平的要求越来越高,分布式发电资源不断增加,可再生能源的数量已经越来越多,现有的电力网络已无法满足如此多的发展要求。智能电网(smart grid)的概念应运而生。 智能电网是未来电网的发展趋势,即以电力系统为对象,通过数字信息技术和自动控制技术,从发电、配电、输电、储能,用电所有环节形成信息的双向交流,系统地优化了电力的生产、输送和使用。在智能电网的构建中,智能电表是一个十分重要的环节,是数据采集的基本设备之一,是智能电网的数据采集终端,智能电表不但能采集原始数据,还能实时显示用电量与电价,使供电部门与用户进行双向信息交互。本文主要对将在智能电网下运行的多功能智能电表进行设计,主要工作包括以下几点: 1总体方案的设计 针对智能电网下用户对智能电表的要求,分析智能电表的特点,大致确定智能电表总体的结构设计方案。 2智能电表硬件与软件设计 根据总体方案,详细设计了智能电表的硬件与软件部分。根据实时性和效率性等要求,采用了双CPU的结构方案即DSP+MCU的方案。由DSP进行数据的运算,MCU进行数据的管理,即实现保存,显示,发送等功能。软件部分主要针对电能计量的软件设计。主要通过FFT实现电能计量,由于DSP都自带各自的FFT算法程序,所以大大节省了工作量。 3实验结果误差分析 首先简述了误差的分类,误差的产生,分析了实验仪器的理论精度。其次根据实验结果,分析误差产生的原因。由于FFT是离散采样的方式,会产生频谱泄漏和栅栏效应,针对这2点对FFT算法进行改进,采用加窗插值的方法对结果进行补偿。最后经检验,结果满足设计要求。 4无线抄表系统的设计 简单介绍了无线抄表系统的结构,数据的传送方式,以及硬件结构设计与软件流程。 本文的研究结果表明,加窗插值的方法能很好的减小栅栏效应对谐波电量测量结果的影响,各项指标都能满足设计要求,DSP+MCU的结构将被广泛应用于实时测量仪表中去。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM933.4

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【引证文献】
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