智能電力負(fù)荷控制與監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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交流模擬量采集指的是終端采用ATT7022B計(jì)量芯片來實(shí)時(shí)測量用戶側(cè)的三相電壓、電流、有功、無功、功率因數(shù)、有功電能、無功電能等瞬時(shí)值，精度通常為0．5％。
2．2 負(fù)控功能
(1)功率定值控
功率定值控可分四種控制方式，以其優(yōu)先級由低到高分別為時(shí)段控、廠休控、營業(yè)報(bào)停控、當(dāng)前功率下浮控。終端可根據(jù)主站下發(fā)的功控時(shí)段、功率定值、定值浮動系數(shù)、報(bào)警時(shí)間、控制輪次等指令進(jìn)行相應(yīng)的控制方式和控制參數(shù)的修改，并可通過音響告警通知客戶。在終端自動執(zhí)行過程中，可在液晶上顯示定值、控制對象、執(zhí)行結(jié)果等。
(2)電能量定值控
電能量定值閉環(huán)控制可分為月電能量控制、購電能量(費(fèi))控制、催費(fèi)告警三種控制類型。
(3)遙控功能
終端接收到主站的跳閘控制命令后，將按設(shè)定的告警延遲時(shí)間和限電時(shí)間來控制被控負(fù)荷開關(guān)；同時(shí)終端應(yīng)有音響告警通知客戶，并記錄跳閘時(shí)間、跳閘輪次、跳閘前功率、跳閘后2 min功率等，同時(shí)終端顯示屏應(yīng)顯示執(zhí)行結(jié)果。當(dāng)終端接收到主站的允許合閘控制命令后，由音響告警通知客戶，允許客戶合閘。當(dāng)終端接收到主站的允許／禁止通話和允許／禁止主動上報(bào)命令時(shí)，終端將根據(jù)主站命令來控制通話并主動上報(bào)系統(tǒng)。
2．3 無線通訊功能
本系統(tǒng)采用內(nèi)置GSM／GPRS模塊通訊方式(也可采用外接無線電臺通訊方式，用戶可以自行選擇)。GPRS作為一種新的通訊手段，在配電自動化應(yīng)用中有很多優(yōu)點(diǎn)。而基于GPRS通信的配電變壓器綜合管理系統(tǒng)是一個比較有應(yīng)用前景的實(shí)現(xiàn)方案。
2．4 諧波分析與報(bào)警功能
終端可根據(jù)電壓、電流諧波閥值對監(jiān)測點(diǎn)的電壓諧波、電流諧波進(jìn)行分析，并記錄分相2～19次諧波電壓含有率及總畸變率日最大值及發(fā)生時(shí)間，同時(shí)統(tǒng)計(jì)分相諧波越限數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)包括分相總畸變電壓含有率越限日累計(jì)時(shí)間、分相2～19次諧波電壓含有率越限日累計(jì)時(shí)間、分相總畸變電流越限日累計(jì)時(shí)間、分相2～19次諧波電流越限日累計(jì)時(shí)間等。當(dāng)用戶的諧波超標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)將自動報(bào)警。
2．5 事件記錄及重要事件上報(bào)功能
終端可記錄上電、掉電、編程、校時(shí)、需量清零、斷相、過壓、失壓、失流、逆相序、超負(fù)荷、三相電流不平衡、CT一次短路、CT二次短路、CT二次開路、計(jì)量箱開門等事件的發(fā)生時(shí)間、狀態(tài)、數(shù)據(jù)、事件類型及相關(guān)情況。并按照發(fā)生的時(shí)間順序分為一般事件和重要事件兩個隊(duì)列分別進(jìn)行記錄，每個隊(duì)列記錄的最大長度為255條，隊(duì)列則按先進(jìn)先出方式刷新。
對于主站設(shè)置的重要事件(如功控跳閘、電控跳閘、遙控跳閘、重要參數(shù)變更等)，當(dāng)事件發(fā)生后，終端可實(shí)時(shí)刷新重要事件計(jì)數(shù)器的內(nèi)容、作好記錄，并通過ACD置位直接主動上報(bào)事件記錄。
2．6 負(fù)荷曲線及歷史數(shù)據(jù)的存儲及上報(bào)功能
日負(fù)荷曲線數(shù)據(jù)每15分鐘采集，每天96個數(shù)據(jù)，通常保存最近10天的數(shù)據(jù)(包括有功、無功、電壓、電流等數(shù)據(jù))；并能根據(jù)設(shè)置上報(bào)主站。系統(tǒng)終端具有主動上報(bào)功能，它可以將數(shù)據(jù)上報(bào)，也可以被動上報(bào)(等待主站對數(shù)據(jù)進(jìn)行招測)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對歷史數(shù)據(jù)的查詢功能。
2．7 抄表測試功能
為了方便用戶知道和終端相連的電能表是否能夠通信成功，也可以通過液晶屏和按鍵配合設(shè)置不同的表地址和通信速率來進(jìn)行手動抄表。本文引用地址：http://www.104case.com/article/180623.htm
3 交流模擬量采集模塊的軟硬件實(shí)現(xiàn)
3．1 交流模擬量采集模塊的硬件電路
系統(tǒng)通過電壓互感器和電流互感器后，可對采集到的用電設(shè)備的三相交流電壓值，三相交流電流值進(jìn)行處理，再送入ATT7022B芯片進(jìn)行測量和計(jì)算。圖2所示是本系統(tǒng)的電壓和電流采集電路。
ATT7022B能夠測量各相以及合相的有功功率、無功功率、視在功率、有功能量以及無功能量，同時(shí)還能測量各相電流、電壓有效值、功率因數(shù)、相角、頻率等參數(shù)。ATT7022B芯片的外圍電路如圖3所示。ATT7022B片內(nèi)集成了7路16位的ADC，采用雙端差分信號輸入。最大輸入電壓是1．5 V，而可以輸入最大的正弦信號有效值是1V。實(shí)際應(yīng)用中，可以將電壓通道Un對應(yīng)到ADC的輸入選在0．5 V左有，而電流通道，Ib時(shí)的ADC輸入選在O．1V左右。計(jì)量模塊主要是對電壓、電流采樣通道采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行高通濾波和移相濾波或相位校正進(jìn)行計(jì)算，以得到所需要的參數(shù)量(包括電壓、電流有效值、功率、頻率、相位角等三相參數(shù))，并將這些參數(shù)存入相應(yīng)的寄存器中，然后通過SPI口將參數(shù)傳輸給MC-U。
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