基于ADE7758的三相多功能电表设计

作     者：王茜 

作者单位：太原理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杜欣慧

授予年度：2012年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：三相多功能电表 双向信息传输 ADE7758 复费率电价 智能节电 

摘      要：当前市场上存在的电能表主要是电子式电能表,它解决了以往机械表在能量计量方面精确度不足的问题,伴随着电子信息技术的发展,此类电表产品的性能及功能都得到了极大的提高。自从迈入新世纪后,能源格局产生了重大变化,资源的短缺和环境的恶化促使各国相继提出智能电网的构建战略。在此背景下,智能电表将凸显其重要地位,它所要求的功能也将更齐全,然而市场上的电子式电能表还不能完全胜任这种要求,需要有更多的改进以满足未来智能电网的建设。 基于当前国内复费率电价的逐步应用以及智能电网中要求信息可双向流动的特点,确定了本文三相多功能电表的功能设计。首先是电表的整体规划,主要包括电参量信息采集及控制系统两部分,结合实际的需要,将控制系统部分划分为存储模块、时间模块、显示模块和通信模块等,并按照系统的分类模式对电表进行硬件设计。 其次本文对三相多功能电表进行了硬件设计。根据不同芯片的特点在网格板上搭建各个模块电路,检测并调试以确保电路的正确性,之后使用专业的电路设计软件Protel对电表系统进行原理图以及PCB图的详细绘制。PCB图是整个设计过程中最重要的一部分,不仅要求严格对照元器件的大小进行封装,还需要考虑布线过程中的许多规则问题。 之后对设计好的系统电路板焊接元器件并进行调试,在保证各个模块调试成功的前提下分析了系统的整体软件编程,以及部分模块的设计流程图。实验的调试及软件编程主要使用C语言并通过Keil软件平台完成,最终使系统达到一定的功能。 最后论文设计了与电表相适应的上位机信息发送系统界面,实现了上位机至电表的信息流动,为智能节电提供前提。设计中使用VB软件绘制信息发送系统的界面,并结合数据库将发送的历史信息进行存储备份。同时在分时电价及双向通信的基础上对用户侧进行了节电策略的分析并给出论证实例。 综上,考虑复费率电价模式是建立在分时段的基础上,对电表进行分时段功能设计,则一方面有助于发电企业“移峰填谷策略的实施,保证设备的可靠运行及能源的高效使用,另一方面有利于减少用户的电力开支。为了能使电力公司通过信息发送方式指导并督促电力用户正确用电,真正做到节约电能、保护环境的目的,电表同时考虑了信息双向传输的下行方向传输功能,使电表终端能够接收上位机所下发的各种信息包括用电策略信息等,并显示在液晶屏上。