智能電網論文范文

導語：如何才能寫好一篇智能電網論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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美國是第一個提出智能電網的國家。智能電網是一個電力體系，其包含多個配電體系與輸電體系。電力網絡能夠對公司的需求與電力市場的總體需求加以迅速反應。智能電網的結構特別智能，可以迅速地傳輸信息，為用戶提供更高品質的服務。立足于長期發展的角度，建設電網投資最少的方式是構建智能電網。當前，全球的平均氣溫在上升，全球的人口也在迅速增多，能源問題正在逐漸凸顯，因此人們開始嘗試建設智能電網。爆發金融危機以后，美國為了讓經濟迅速復蘇，大力建設智能電網。建設智能電網的目的是緩解能源緊張局面，且利用電網的建設來推動其他領域的發展。中國是全球人數排名第一的國家，雖然國土面積有960萬平方公里，可是地區發展不平衡，所以，在建設智能電力網絡時，不可照搬其他國家的做法，而應結合我國的基本國情，并且還應當明晰建設的重點。當前中國智能電網的建設目標是“堅強智能電網”，將架構的建設與信息自主化相融合。

2智能電網的特征

在建設智能電網時，應當考慮我國的現實狀況。國內智能電網的建設應具有這樣六個特點：

2.1環保此特點合乎我國當前生態經濟的要求，也要求對電網資源加以再次加工利用，盡量降低工業生產給生態造成的負面影響。

2.2電網架構牢固中國的自然災害發生頻率較高。災害會對電網體系產生較大的不利影響，造成電能無功正常運送，所以智能電網在構建時應注重保障架構的牢固，如此才可以保障電網可以承受自然災害的影響，不會因為外界環境的變化而停止運行。

2.3資源的優化電網的建設需要運用到多種資源，可是，國內電網在建設時資源運用率較低，此也造成了電網的收益不理想。建設智能電網的過程中，對資源加以優化，最大化地提升電網的運行效率。

2.4經濟收益在智能電網的建設過程中應當全面考慮，盡量降低建造成本，如此不但保障了電能的品質，并且提升了物質收益。

2.5交互性此特點是指在后面環節的能源供給過程中，應當構建一個高質量的市場溝通體制，可以第一時間掌握客戶的需求，依據需求優化服務的品質。

2.6自動化自動化主要是電網能夠對故障進行自我診斷，并進行自我修復，不僅節約了時間，還降低了成本。

3電力工程技術在智能電網發展中的整體運用

3.1在電源部分中的運用探究得知，電力工程技術的首個功能是把接連不斷的電能提供給智能電力網絡，包含兩種電能類型：一種是直流電，另一種是交流電。其中，交流又包括兩種：一種是變頻交流，另一種是恒頻交流。在變電所的操作中，一方面能夠運用直流電源，另一方面能夠運用交流電源，而且能夠把高頻開關電源運用到所有類型的電腦中。

3.2在供電過程中的運用由于智能電網對電網工作狀態與電能的品質有很高要求，所以在電網發展過程中，應高度關注電能品質與電網運行的平穩性，此就要求有機融合電力工程技術中的諧波管控技術與無功補償技術。其中有兩種是具有代表性的設置：一種是薄型交流變換器，另一種是超導無功補償設施。

3.3在智能發電過程中的運用經過調研剖析可以知道，這幾年，電力工程技術逐步被運用到智能電網體系中，主要是通過電力、電子器件完成對電能的轉化與管控。運用電力工程技術，有利于降低電量耗費，另外，減少機電設施的運用，提升工作效率。

4電力工程技術在智能電網建設中的具體運用

4.1質量優化與能源轉換技術質量優化指的是在智能電力網絡的構建過程中將電能分成多個級別，然后運用評測判定的方式，進而構成完備的機制，智能電力網絡發展的過程中應著重剖析經濟性的方向，從而確定供用電接口方式，有效地構建電能品質評定機制和用戶評定機制。此外，智能電力網絡的發展過程中，電力工程技術的有關制度也在改進，這樣就能夠保證智能電網更加經濟化。低碳能源會成為今后能源發展的方向，它降低能源的消耗量，從而減少環境污染、低碳能源主要是使用先進的技術來改善能量轉換的方式，更加充分利用能源，目前太陽能和風能是使用最廣泛的低碳能源。

4.2柔流輸電技術這個技術使用了微電子技術、電子技術、電力技術等等，展現了控制技術和通信技術，此種技術可以便捷地控制交流供電的過程，在國內智能電力網絡發展過程中，電力工程技術大部分是運用在高壓電輸變電的過程中，需要把眾多的對環境危害很小的能源運用到電力體系中，而且實現對能源的分隔等過程，因此，將電力工程技術與控制技術相融合可以控制與調整智能電力網絡中的不同參數，提升智能電力網絡的平穩性，另外，供電的過程會在較大程度上減少電損，進而提升運送電能的水平。

4.3電力工程技術中的高壓直流輸電技術在當前智能電網中依舊運用的直流運送電體系中，有許多環節運用的是交流電，可是，在實際的供配電運行過程中應當保證運送的電流是直流的方式，為了完成逆變或者環流的工作，就一定要讓控制換流器發揮作用，而且也唯有運用高壓直流運電技術，才可以從根本上實現這一目標。換流器大部分狀況下是采用部分具有管段作用的原件構成，有效地達成電力運送的平穩性與經濟性，比如部分份量相對不重的直流輸電體系，另外，此項技術不但能夠運用到長距離的直流運送中，還可以運用到短距離的直流運送中，達成高效地為海島等邊遠地區運送電能，在國內遠距離運電技術中，積極的運用了高壓直流運電技術，而且伴隨技術的進步，此項技術還會被運用到更長距離、更大容量的運電項目中。

5結語

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1.1優化電網，確保用電安全可靠性

智能電網相對來說一個較為復雜的系統，環境、用戶等對電網系統提出了不同層次的要求，也就需要電網在原有基礎之上有更加的反應與適應能力，而電子電力技術應用到智能電網中表現最為突出了就是優化電網，在特定條件下能夠滿足環境、用戶對電網系統提出的高層次要求。但是，就我國目前形勢而言，在電網架構等方面掌握的技術同發達國家相比，我國還處在初級階段，從某種意義上也就證明智能電網還有很大的發展空間，因此加大對電網的優化力度具有迫切性。立足整體，從全面出發，智能化和自動化是電網未來發展趨勢，而電子電力技術應用到智能電網中也將成為一種必然趨勢。

1.2應用電子電力技術占據的優勢

能源問題是新形勢下我國面臨的又一突出問題，電力企業要想在激烈的競爭中立于不敗之地，就必須依據自身實際情況制定出行之有效的開發研究智能電網計劃，從而滿足智能電網安全可靠運行的要求。電子電力技術應用到智能電網中能夠有效緩解能源問題，為促進可再生能源的發展創造條件，最終實現節能減排的目的。值得一提的是，電子電力技術的應用是新形勢下確保電網經濟性、安全可靠性的重要技術。

2電子電力技術在智能電網中的應用

2.1電子電力技術在智能電網發電環節中的應用

伴隨著社會的迅猛發展，能源問題是我國乃至世界共同關注的話題，也正是在這種情況下，我國電網行業才依據自身情況斷進行創新和引進新技術，做到同風能發電、水能發電等清潔能源發電那樣，要想根本性提升其能源利用效率，就必須在原有基礎上改進發電技術，例如：可再生能源轉換設備、能量轉換設備等。以風能發電為例，為了達到風電機組變速運行的目的，應當采用雙饋風電機組的定子直接接入到電網中的方式，這樣就能夠有效控制蓄電池組雙向充放電，為系統平穩供電創造條件。

2.2電子電力技術在智能電網中高壓直流輸電技術的應用

縱觀整個直流輸電系統中，在輸電環節中表現尤為明顯，而輸電環節又包括多個方面，可以將其簡單的分為：高壓直流輸電、柔性直流輸電和柔流輸電，在無特殊情況下，在發電和用電這兩個環節使用的都是交流電，進而對系統中各項參數能夠有效控制，再者，將各種先進技術有效融合起來，可以利用特殊方式將大量清潔能源為電力系統所使用，在確保電網穩定性的同時，在各方面都得到保障的情況下降低電力損耗，進而提升電力系統輸送電力能力。

2.3電子電力技術在智能電網變電環節中的應用

隨著我國經濟的迅猛發展，為傳統變電站向數字變電站的轉變創造了條件，實現了信息共享和交流，智能電網占據的優勢也逐漸體現出來。智能化變電站是綜合利用各項技術在原有數字變電站的基礎上發展而來，智能化體現在多個方面：數字采集和展示、信息共享，從某種意義上來說提高了變電環節的安全可靠性，同時也節約了成本。例如：用微處理器和光電技術設計一次設備被檢信號回路和操控驅動，使得變電站二次回路中可編程序能夠代替傳統繼電器及其邏輯回路，為二次設備中常規的功能裝置具有邏輯功能模塊創造條件，從中也就不難看出智能電網的功能逐漸顯現出來，為電力企業提升行業競爭力奠定堅實基礎。

2.4電子電力技術在配電環節中的應用

在智能電網中明確顯現出“用戶電力技術”這一概念，它是以用戶對電力安全可靠性和電能質量為理論依據，將電子電力技術和配電自動化技術兩者有效結合起來，進而為用戶提供高層次的電力供應技術，能夠在最短時間內解決其出現的問題。當然，智能配電網并不是簡單依據電子電力技術就能夠完成，它需要依賴于先進傳感測量技術，在特定條件下通過通訊網絡等方式進行數據傳輸，在這個基礎之上實時監視配電的全過程。配電過程中其最重要的目標便是提高電能質量，依據實際情況制定出科學合理的電能質量評估方法，確保用戶質量和用電安全。

3結語

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目前。能源與資源的可再生技術得到大規模的發展，各國的資源與能源問題迫使國家將重點轉移到能源與資源的合理、節約、再利用方面上；在電力工程中，通過在智能電網中的利用，能夠將能源進行轉化的作用，將能源進行合理的轉化并運用；低碳節能的模式得到良好的發展。通過對于能源的轉換，開發出的多種新能源被大范圍的運用；風能、太陽能等都在各地區得到利用，這種系能源的利用，不僅節約能源，還起到環保的作用。能夠為國家節約能源、做到環境的可持續發展。目前，我國的電力工程在智能電網技術中一定應用還需要一定的時間和管理，和國外先進技術相比還有一些欠缺之處；為了能夠將電力工程更加完善的應用及發展，要將電力工程進行改革、創新。不斷發現新渠道、新思路進行改造。通過與新的技術相結合創造更有價值的技術；為了國家能源的使用能夠更合理化、可持續化，要將電力工程在智能電網中的應用做到完善，使其更具智能化、節能化。

2重要電力工程技術在智能電網中的應用

2.1串聯補償中的使用

我國電力相關部門批準并且大力投身建設的伊馮500kVTCSC項目具有很大的優勢。這個項目是C-EPRIScience&TechnologyCo.Ltd組織建立起來的，同時，利用一些實驗把伊馮500kVTCSC項目的額定功率有效地從1460000kW提升到2500000kW。并且在這個科研項目中，所使用的TCSC等設備都是由我國獨立進行研發和生產的，并且得到了成功的安裝和調試。這一套設備的成功應用直接說明了我國已經有能力在極其寒冷的地方安裝運用電力工程技術，并有能力實現HVTCSC的工業化。

2.2常規電力技術在電力工程中的應用

某些公司中的一些電力負載對電壓的變化以及電源突然中斷非常的敏感。當供電系統中的電源及其不穩定或者突然出現斷電，會對該公司的負載產生致命的傷害，根據這一公司實際用電情況，研發人員經過研究而使用兩套常規的電力設備來解決相關問題。在正常投入使用后，這一套設施極大地改善了電力質量。

3結論

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1電網智能輸電方面

應用于控制調度、傳輸數據、繼電保護等方面的電力通訊技術，既包括輸電、視化的監測以及安全預警等方面，隨著用電需求量的不斷增加，以及發電機發電能力的提高，給輸電線路的可靠性提出了高標準要求。在實現遠程輸電過程中雖然需要消耗的電能巨大，但是通過對跨區域輸電裝備的調整，遠程輸送電能的能力逐漸加強。通過使用科學合理的通訊方式，來滿足智能化電網中高壓骨干網架的構建，促進我國電力工業的優化。對于電力通訊的調度需要對其進行實時預警、和節能電量采集等，采用遠距離、低消耗、高效率的方式使電力通訊的輸電方面在智能化電網中更廣泛的應用。

2電力通訊在智能化電網中的背景

電力通訊以傳輸、交換、接收等形式，作為智能電網的神經系統，建設智能化的智能化的設備，在對于智能電網建設與設計方面高壓電網與電子原件存在密切聯系。對于經濟發展突飛猛進的現代社會背景下，節能減排、綠色環保成為人們極為關注的問題。電力載波、微波通信是我國在電力通信發展初期主要采用的方式，由于對電力需求、電力系統的不斷增加，我們所采用的電力系統的容載量不斷擴大。光纖通信作為當今社會的基礎網絡，已基本覆蓋來自“四面八方”的通信傳輸網以及各級變電站。從明線、同軸電纜到光線傳輸，從橫、到程控交換到數字通信，電力通訊以成為智能化電網的神經中樞以及業務交流的基礎。

3智能化電網中的電力通訊的發展道路

為保證電網能夠安全可靠的運轉，智能化電網中的電力通訊技術支撐起體系、發展基礎設施體系、應用體系，對于輸電線和電力線的信息傳輸需要提高焦點監測的技術以及線路壽命管理。為了實現標準化、數字化、狀態化、網絡化等的網絡支撐，需要對輸電線路狀態監控予以支持、對于線路安全體系的建立予以肯定。以智能化電網的各個領域為基點，對其作用進行分析，總結出智能化電網中的電力通訊的發展方向。

4結語

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1.1數據采集

數據采集是用電信息采集系統的主要職能，它使以往耗時耗力的數據采集工作變得既簡單又高效，而且根據各種業務的各種需要，可以對數據采集進行合適的調整，以滿足不同業務的需要，這樣，可以保證采集工作的定時性，而且還可以對數據進行隨機采集，或直接接受用戶上報的數據。

1.2數據管理

用電數據采集系統可以使數據的運算、分析和儲存得以實現，從而實現原始數據的安全有效，而且可以保證對異常數據的甄別工作的實現。在對數據進行分析后，可以得出三項平衡度，另外，可以根據設定的突變值，定時對線損進行相應的分析，包括用電情況的等。

1.3數據控制

為了控制電網功率的定值，我們也可以使用用電信息采集系統，對用電時段、總的用電量以及保電工作進行控制，還可以實現遠程遙控。

1.4綜合運用方面

對于用電信息采集系統，除了上述應用職能之外，還可以實行預付費管理、對用電管理人員的考勤管理、通過現代化的信息通信（手機短信、語音）及時向用戶發送用電的相關信息，實現與用戶的及時溝通、及時聯系，使用戶對自己的用電情況及時了解，此外，互聯網和銀行卡等相關媒介的使用也可以實現同樣的目的。

2.智能電網用電信息采集系統中各種信息采集系統的優缺點

智能電網用電信息采集系統能夠充分利用現有的配電網絡來實現信息的快速傳輸，這是該系統在寬帶通信中的優勢，在上述的職能中有充分的體現，這里就不再敘述。對于該系統之外的缺點，主要存在于“電磁輻射”、“噪聲干擾”、“變壓器阻隔信號”以及“BPLC協議”等各方面。第一，在電力線寬帶的通信技術中，其重要環節是減小電磁輻射，但是此時，電力線的工作特性與射頻天線發射的電磁波，會對現有的短波通訊產生干擾。第二，當電力線寬帶在執行通信工作時，配電變壓器使信號不能夠直接從中壓網進入低壓網，因此，為了解決這一問題，需要相應的設備的協助，但是這些設備通常比較昂貴，這是該系統中存在的另一缺點。第三，電力線通道的噪聲干擾比較大，時變性也比較強，而噪聲的來源是各種電器和幾點產品以及電力線本身，很難消除。而且，這些噪聲還會對電力器件產生作用，使其產生周期性噪聲、產生寬帶噪聲。更糟糕的是，一些未接入電網的設備會將其產生的噪聲通過射頻耦合進入電力線。

3.智能電網用電信息采集中電力線寬帶通信技術的實施要點

電力線寬帶通信技術采用的是先進的OFDM通信編碼技術，利用電力線來實現對數據通信的傳送，這種電力線的應用范圍和覆蓋面積特別廣泛，利用這種電力線將互聯網上的數字信號轉換為高頻無線電波，這些電波在特定端口被送回到效用柵格中，并經過效用變壓器進入用戶家庭和公司?？梢悦獠季€低成本地實現用戶的數據終端接入寬帶通信網絡，適應了現代節約型社會的建設需求。

3.1組網模式

電力線寬帶載波抄表系統由采集器電力線載波交換機集中器主站以及傳輸通道組成。在對其進行組裝時，應將采集器與智能電能表連接，通過耦合環，將采集到的電力數據信號耦合進電力線，將其傳輸匯聚至電力線載波交換機，通過這個交換機將數據匯聚到寬帶載波集中器中，集中器再通過光纖通道將數據傳動到主站。集中器的上行方面采用了EPON光網絡技術實現數據的上傳。對于傳輸方式，有許多方式，具體有施工方式、可靠性、運行維護、傳輸速率、訪問機制、影響因素和可擴展性，通過對不同傳輸方式的各種指標的對比，可以更好地選擇不同要求下的合適方式。

3.2組網結構

根據部署位置，以電力線寬帶載波技術的低壓用戶集中抄表系統為基礎的系統構架可分為三個部分，即主站、通信信道和采集設備。

(1)面對系統主站部分的各種物力結構，建議單獨組網，應用防火墻來安全隔離營銷應用系統、其他應用系統以及公網信道，從而實現系統信息的安全傳輸。

(2)通信信道主要分為兩部分：遠程通信信道和本地通信信道在這兩種通信信道中，遠程通信信道就是一種通信信道，這種通信信道位于系統主站和遠端網絡集中器之間，包括了多種網絡信道。而由于光纖信道具有高寬帶、高速率、高可靠性的特點，所以在一定的條件下，可將電力通信光纖專網向配網延伸至每個臺區，從而保證主要通信網絡的專有性和安全性。而本地通信信道即網絡集中器和采集器以及采集器與電能表計之間的通信信道。

(3)采集設備是安裝在現場的終端以及計量設備。主要由專一收集各種終端數據并進行處理的網絡集中器，用于采集多種電表數據的電能信息并可以與集中器交換數據的電力線寬帶載波采集器，以及電能表構成。

3.3網絡管理

寬帶集抄的全面支持受益于SNMP網絡管理，因此，網絡管理是電力線寬帶通信技術的重要內容，主要包括以下三個方面：

(1)網絡配置的管理

可以對數據進行遠程設置、對各種參數實現獲取。而且支持人工設置和自動下載。

(2)性能檢測

支持對設備運行狀態的遠程監控，可以實時檢測電力線的通信線路的狀態，包括通信速率、信道曲線、載波調制等。

(3)應用升級

它同樣可以支持通信控制和應用軟件的遠程升級，可以采用整體或分模塊的升級，為新的應用業務開展提供了簡單、經濟的解決手段。

4.總結

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關鍵詞：無線通訊公司電話網計算機抄表

傳統的供水計量操作通常是由各管理部門派人到裝表地點抄表，由于用戶面廣、量大，極易造成差錯，人工抄表不但效率低，且不利于科學管理，給城市管網的建模、分析、規劃等都帶來很大的困難。電子和計算機技術的迅速發展，為實現自動抄表技術提供了大環境，管理體制的現代化也呼喚著自動抄表時代的到來。目前我國普遍采用將水表安裝在用戶室內，每月入戶抄表收費的方法。這給用戶帶來很多麻煩，給抄表人員帶來煩惱，造成很多不必要的糾紛。為了有效解決入戶抄表收費存在的諸多弊端、提高效率、避免入戶抄表引發的治安問題（如冒充收費入室搶劫）和杜絕拖欠費用，水表戶外計量呼聲越來越高。尤其對高層、毫華居住小區，水表戶外計量是非常必要的，傳統的抄表方式已不能適應今后住宅的發展要求。

隨著電子技術、傳感技術、自動控制技術和計算機技術的發展，水表戶外計量已經開發出不少產品。主要有：IC卡、電力載波、遠傳抄表三種戶外計量方式。建設部《2000年小康型城鄉住宅科技產業工程城市示范小區規劃設計導則（修改稿）》中已經明確提出：“推廣應用戶外計量（含水、電、曖、燃氣表）技術”。在《中國住宅產品發展綱要》中也明確提出：“實現方便查表，不干擾住戶，使大量人工查表工作逐步過渡到數字化傳送，開發智能化的水、電、氣、熱計量裝置及接口箱框”。目前水表戶外計量的智能抄表系統已達到使用要求。因此，結合傳感技術、射頻技術，利用現有廣泛使用的電話網，設計開發了結構獨特、性能穩定、完全可靠的自來水智能抄表系統。

1設計要求

為保證自來水智能抄表系統的準確性和可靠性，提高能源管理的科學性、規范化，對智能抄表系統提出以下要求：

（1）水表為密封結構，是一種既能直觀顯示相關能耗計量數據，又能產生能耗計量脈沖信號的新型計量表具。

（2）系統具有防斷電功能。停電時，發射端和接收端裝有備用電池，防止數據丟失。

（3）系統采用高精度不掉電實時時鐘，為數據分時處理提供可靠的時間基準；可實現分時段計費功能；通過通訊設備故障報警、記錄故障發生時間的功能。

（4）數據庫安全。數據庫為只讀方式，只有授權的管理員可以寫入數據，管理中心電腦設有密碼，嚴防無關人員操作，密碼可由操作員在主機上修改?？商峁┯嬞M查詢、報表生成、打印、報警等功能。

2總體結構

智能抄表系統現有兩種形式：

（1）用戶室內裝有電話，抄表系統結構如圖1所示。數據采集通過無線通訊將數據傳送給數據處理器，數據處理器通過電話線向管理計算機上報數據。

（2）用戶室內沒有電話，抄表系統結構如圖2所示。數據采集器通過無線通訊傳送給數據處理器，數據處理器安裝在室外的走廊內，并附帶顯示模塊顯示用戶當用水量。安裝在走廊內的數據處理器通過公用電話線向管理計算機上報數據。如果住戶的房間被鐵門等屏蔽而無法實現無線通訊，可以鋪鋪設專用通訊線，將數據上傳。

3系統組成

（1）水表。本系統所采用的計量水表是一種既能直觀顯示相關能耗計量數據，又能產生能耗計量脈沖信號的新型計量表具。它實際上是一種加裝了永義磁鐵和霍爾元件組成磁電傳感器的水表，霍爾元件固定安裝在計數轉盤附近，永磁鐵安裝在計數盤（例如0.1m3或0.01m3）位上，當轉盤每轉一圈，永磁鐵經過霍爾元件一次，即在信號端產生一個計量脈沖，對應0.1m3或.0.01m3，經無線發射器發送給數據處理器。另外，在水表上還裝有防盜霍爾元件，當用戶盜用水時，霍爾元件發出報警信號給數據處理器，數據處理器再通過電話線報告給管理計算機，以便做出處理。

(2)數據處理器。數據處理器是一個多功能模塊，實現水表數據的自動抄收，將數據長期、可靠地存儲，并在需要時將其傳給管理計算機。具體來說，它用于接收水表數據及各種報警信號，累計住戶用水量，通過電話線定期向管理計算機發送住戶的有關數據。一臺數據處理器對應一塊水表，一般安裝在電話機附近。數據處理器內部有可充電電流作為后備電源，在外部電源停電的情況下，則由充電電流單獨向數據處理器供電，保證數據處理器正常工作。

（3）管理計算機。管理計算機是本系統的管理核心，可通過電話線下接許多數據處理器，數據處理器的個數基本不受限制。管理計算機能隨時抄收每個用戶水表的數據，并將數據保存在數據庫中供查詢，能對整個系統進行管理，對所抄數據進行處理。

4系統硬件電氣原理分述

4.1水表發射器電氣部分原理

水表發射器的功能是將水表計量的用水量，以無線通訊的方式傳送給數據處理器。框圖如圖3所示。安裝在水表內的霍爾傳感器用來檢測用水量，水表中每流過0.1t水，霍爾傳感器就發出一個脈沖信號，經串穩態電路產生一個紅1s寬的脈沖，再經施密特反相器4069整形后送入編碼器PT2262進行編碼，PT2262全碼編址為411個，經編碼后的數據送入無線發射模塊進行發射，無線電發射頻率為400MHz，有效距離為50m；同時發射器還具備一些附加功能。

（1）防盜功能。由于干式水表靠電磁傳動的特點，它易受外磁場的影響。如果用戶在水表附近放有強磁鐵，它會使水表傳動齒輪轉速降低，使水表的測量精度降低。而發射器上另裝有一個專用于測量磁場強度的霍爾傳感器，當發現水表附近有強磁場時，霍爾傳感器發出報警脈沖，經發射器無線傳送給數據處理器。

（2）備用電池。為保證發射器在停電時能正常工作，在交流220V供電的同時，還備有一個4.8V的鎳氫電池、由LM358、555組成的電池電壓監測和充電電路，使電池能正常充電。后備電池可維持發射器連續工作48h。

4.2數據處理器電氣部分原理

數據處理器是本系統的關鍵設備。由無線接收和解碼部分、時鐘日歷、8051及、電話收發電路、電源等部分組成?？驁D如圖4所示。無線接收模塊與發射模塊工作在相同頻率400MHz上；解碼由PT2272完成，工作頻率與PT2262相同，地址編碼與PT2262一致。時鐘日歷芯片DALLAS12887為系統提供準確的百年時鐘日歷，包括年、月、日、時、分、秒、星期和定時報警信號。

電話收發電路由撥號電路和音頻解碼電路組成。4-16譯碼妻MC4514模擬開關4066組成3*4虛擬鍵盤陣列，由8051控制過按鍵的開與合，完成將要拔出電話號碼和上傳數據的編碼，并將電話號碼和數據送入撥號電路。撥號專用芯片為W91312，晶振頻率為3.58MH，接收到管理計算機機端的電話號碼后立即撥出。當兩端的握手信號完成，確認線路接通后，由8051控制將上傳的數據以音頻方式輸出給管理計算機；音頻解碼電路的功能是將音頻信號解碼，以BCD碼的形式輸出。當數據處理器撥通管理計算機后，管理計算機端回復一個接通握手信號，該信號是音頻信號，經交流放大電路放大后，送入音頻解碼芯片MC145436解碼，最后以BCD碼的形式送入8051。

系統供電采用220V交流和鋰后備電池供電的雙重方案，當住宅停電或人為斷電時，系統仍可維持正常工作48h。

4.3管理計算機通訊接口板電氣部分原理

管理計算機通訊接口板由撥號電路、音頻解碼電路、電話振鈴檢測電路、光電隔離電路和電源電路組成，如圖5所示。撥號電路和音頻解碼電路與數數處理器板上的相同。

5系統軟件

本系統軟件由數據接收、數據轉換和收費系統三部分組成。

（1）數據接收系統。由于需要從并口讀取用戶的用水量，所以在用戶的用水量上來之后，先由數據接收系統將用戶的數據轉換成文本文件。此系統在操作系統啟動后自動啟動，且一直處于工作狀態。

（2）數據轉換系統?？紤]到數據接收之后形成的是文本文件，不能直接進入數據庫，所以設計一個數據轉換系統將數據存入數據庫。此系統在操作系統啟動后自動啟動，且一直處于工作狀態。

（3）收費系統。在合法用戶登錄到本系統后，進行日常的業務處理。根據用戶的計算機配置情況，該系統可以在單機環境下運行，也可以在網絡環境下運行。

單機運行環境對計算機軟、硬件的要求：操作系統為WIN95/WIN98；數據庫為Oracle734。

網絡運行環境對計算機軟、硬件的要求：操作系統的客戶端為WIN95/WIN98、服務器端為WIN2000/WINNT；

數據庫的客戶端為Oracle734；服務器端為Oracle8i；

硬盤：5G；

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【關鍵詞】交直流微電；儲能裝置

1、引言

配電網的設計為閉環，但運行為開環。微電網中不穩定微電源隨著自然界條件的變化而變化，這些微電源的加入會改變配電網的電壓與潮流。有時甚至可能形成病態潮流而不迭代不收斂，以至于使某些繼電保護設備無法正常的動作。

若交流微電網的每個微電源進入微電網的相序必須保持一致，否則會造成功率之間的抵消，但每個發出交流電的微電源并入微電網離的相對較遠，遠方控制操作路徑較長，所以遠方控制線路越多，ECS和DCS畫面越多，經濟效益越差，就地控制需要時效性，這是在微電網里互相矛盾的一個問題。

直流微電網由于有存儲設備，可以儲存功率。若其中一個微電源故障時若直流電路只牽涉功率大小問題，不會對電網造成太大的影響。

2、微電網換流器的設計

一般情況下換流器有三部分組成：一種是DC/DC變換器，一種是DC/AC逆變器，另一種是AC/DC整流器。由于在直流微電網中，如微電網發電示意途中所示，DC/DC變換器的價值不大，而DC/AC逆變器和AC/DC整流器是重要的組成部分。

由于現階段已進入了PWM的整流器階段。PWM整流器比原來相控整流器有很多優點，其中之一就是可以雙向整流?？商幱贒C/AC逆變狀態和AC/DC整流狀態。

風力發電機發出的功率一般為1，只要風力發電機發出電壓頻率在電網的許可范圍之內，風力發電機不承擔無功的調節，只發有功。異步雙饋風機也只承擔電網能夠承受的無功。PWM整流器可以調節功率因數，因此用在風力發電機的逆變調節中有特殊的優勢。

微電網換流器逆變器設計和整流器設計因直流電容的作用不同而方向不同。換流器中直流電容的主要作用是穩壓。且在負載側需要提供無功補償的時，及時對電源發出的無功不夠的情況，提供一定的無功補償。使得換流后的電壓穩定，所以一般放在負載側。而橋式換流電路的主回路一般為電壓型橋式驅動電路，一般位于電源側。

逆變電源和整流電源的設計如下圖所示：

微電網的分布式電源一般接到饋線上，每一條饋線是一根單相電路，所以微電網電源逆變器和微電網整流器是都是單相。

在微電網微電網逆變器中三極管V1、V2不是同時導通，V3、V4也不是同時導通。電壓波形為正時，V1保持導通，V2保持關斷。電壓的正負情況跟V1相關，V1導通時，電壓波形為正，V2導通時，電壓波形為負。當V1導通時，V3、V4不受V1的限制，可以交替導通。若負載為感性負載時，負載電流比電壓滯后。V1導通電壓為正，而電流先正后負。負載電流大于零且V4導通時，逆變器輸出電壓等于電容電壓。當V3導通時，VD3給負載續流，電壓輸出波形為零。當V1和V4導通，負載電流小于零，負載電壓依然等于電容電壓。在V4導通期間，V3導通，V4截至，同V4導通，V3截至時也可以得到電容電壓和兩種狀態，但V3導通時時間順序上跟V4導通正好相反。而V2導通，V1關斷時，電壓波形為負，則跟V1導通，V2關斷情況，不僅是電壓是V1導通時候的負值，且時間順序上也正好相反。極少說電壓為容性負載，若用等效法計算，則整個微電網都應呈現感性。

3、微電網直流潮流中儲能原件的設計

電池的種類有：燃料電池、蓄電池、普通電容器和超級電容器。微電網直流潮流中儲能原件可以選擇：蓄電池、普通電容器和超級電容器。

普通電容器的所能承載的電荷不如超級電容器的電量充足，不適合作為有功能源的儲能原件使用。一般被用作線路的無功補償，或者小型的用電器的能量供應。

蓄電池中是用化學反應原理使正負電荷分在電池的兩端。一般蓄電池中的離子選擇比較容易發生可逆反應的離子。在蓄電池中一般使用的離子有：鋰離子和鎳氫離子。

蓄電池的化學離子一般都有一定的壽命，在化學反應中會不斷的消耗活化離子的個數，當活化離子的個數下降到一定程度時，電池組就報廢。且現在所使用的鋰離子需要一次性用完，鋰離子有記憶性，所以用鋰離子充當的解離離子的蓄電池非常不適合用在直流微點網中。鎳氫離子雖然沒有記憶性，但活化分子也會隨著使用的次數而不斷的減少。

但蓄電池有比超級電容器不具有的優點，超級電容器的電荷完全靠儲存在電極板上。電荷量雖然比普通電容器的電荷量要容納的多，但是沒有蓄電池這種非靜電的電化學反應。一般都是靜電化學反應，所以能量比蓄電池還是有一定的差距。

超級電容器中也有離子的存在，也就是有電介質存在，這種電解質不受溫度影響，但是受離子遷移速度和其離子被氧化的電壓幅值的限制，超級電容器的電壓不能超過電解液的離子被氧化的電壓幅值。

超級電容電極板跟普通電容器有很大的差別，普通電容器的電容極板是由金屬層組成，電荷直接在極板上。超級電容器的電極板是像燃料電池一樣的碳極板，電荷在碳極板上的多微孔里。

由基礎電容器的容量公式：，可以看出，當超級電容器中離子的介電常數一定的情況下，電介質之間的距離和電極板的的面積是決定超級電容器容量大小的關鍵因素。所以超級電容器的電極板通常情況下都會非常大。

超級電容器的離子遷移的速度決定了超級電容器的電阻率，當離子的遷移速度比較大時，電阻率就會越小。

由于每個超級電容器的電壓受離子的氧化電壓影響，每個電容的電壓不是很大，需要串聯起來使用。

基于以上的分析，超級電容器的電路等效圖如前所示：

R1、R3是超級電容器由于離子遷徙速度形成的電容器本身的等效電阻，跟溫度有一定的關系。R2是串聯的電阻防止超級電容器短路的電阻。C1、C2是等效電容的大小。