智能电网论文范文

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美国是第一个提出智能电网的国家。智能电网是一个电力体系，其包含多个配电体系与输电体系。电力网络能够对公司的需求与电力市场的总体需求加以迅速反应。智能电网的结构特别智能，可以迅速地传输信息，为用户提供更高品质的服务。立足于长期发展的角度，建设电网投资最少的方式是构建智能电网。当前，全球的平均气温在上升，全球的人口也在迅速增多，能源问题正在逐渐凸显，因此人们开始尝试建设智能电网。爆发金融危机以后，美国为了让经济迅速复苏，大力建设智能电网。建设智能电网的目的是缓解能源紧张局面，且利用电网的建设来推动其他领域的发展。中国是全球人数排名第一的国家，虽然国土面积有960万平方公里，可是地区发展不平衡，所以，在建设智能电力网络时，不可照搬其他国家的做法，而应结合我国的基本国情，并且还应当明晰建设的重点。当前中国智能电网的建设目标是“坚强智能电网”，将架构的建设与信息自主化相融合。

2智能电网的特征

在建设智能电网时，应当考虑我国的现实状况。国内智能电网的建设应具有这样六个特点：

2.1环保此特点合乎我国当前生态经济的要求，也要求对电网资源加以再次加工利用，尽量降低工业生产给生态造成的负面影响。

2.2电网架构牢固中国的自然灾害发生频率较高。灾害会对电网体系产生较大的不利影响，造成电能无功正常运送，所以智能电网在构建时应注重保障架构的牢固，如此才可以保障电网可以承受自然灾害的影响，不会因为外界环境的变化而停止运行。

2.3资源的优化电网的建设需要运用到多种资源，可是，国内电网在建设时资源运用率较低，此也造成了电网的收益不理想。建设智能电网的过程中，对资源加以优化，最大化地提升电网的运行效率。

2.4经济收益在智能电网的建设过程中应当全面考虑，尽量降低建造成本，如此不但保障了电能的品质，并且提升了物质收益。

2.5交互性此特点是指在后面环节的能源供给过程中，应当构建一个高质量的市场沟通体制，可以第一时间掌握客户的需求，依据需求优化服务的品质。

2.6自动化自动化主要是电网能够对故障进行自我诊断，并进行自我修复，不仅节约了时间，还降低了成本。

3电力工程技术在智能电网发展中的整体运用

3.1在电源部分中的运用探究得知，电力工程技术的首个功能是把接连不断的电能提供给智能电力网络，包含两种电能类型：一种是直流电，另一种是交流电。其中，交流又包括两种：一种是变频交流，另一种是恒频交流。在变电所的操作中，一方面能够运用直流电源，另一方面能够运用交流电源，而且能够把高频开关电源运用到所有类型的电脑中。

3.2在供电过程中的运用由于智能电网对电网工作状态与电能的品质有很高要求，所以在电网发展过程中，应高度关注电能品质与电网运行的平稳性，此就要求有机融合电力工程技术中的谐波管控技术与无功补偿技术。其中有两种是具有代表性的设置：一种是薄型交流变换器，另一种是超导无功补偿设施。

3.3在智能发电过程中的运用经过调研剖析可以知道，这几年，电力工程技术逐步被运用到智能电网体系中，主要是通过电力、电子器件完成对电能的转化与管控。运用电力工程技术，有利于降低电量耗费，另外，减少机电设施的运用，提升工作效率。

4电力工程技术在智能电网建设中的具体运用

4.1质量优化与能源转换技术质量优化指的是在智能电力网络的构建过程中将电能分成多个级别，然后运用评测判定的方式，进而构成完备的机制，智能电力网络发展的过程中应着重剖析经济性的方向，从而确定供用电接口方式，有效地构建电能品质评定机制和用户评定机制。此外，智能电力网络的发展过程中，电力工程技术的有关制度也在改进，这样就能够保证智能电网更加经济化。低碳能源会成为今后能源发展的方向，它降低能源的消耗量，从而减少环境污染、低碳能源主要是使用先进的技术来改善能量转换的方式，更加充分利用能源，目前太阳能和风能是使用最广泛的低碳能源。

4.2柔流输电技术这个技术使用了微电子技术、电子技术、电力技术等等，展现了控制技术和通信技术，此种技术可以便捷地控制交流供电的过程，在国内智能电力网络发展过程中，电力工程技术大部分是运用在高压电输变电的过程中，需要把众多的对环境危害很小的能源运用到电力体系中，而且实现对能源的分隔等过程，因此，将电力工程技术与控制技术相融合可以控制与调整智能电力网络中的不同参数，提升智能电力网络的平稳性，另外，供电的过程会在较大程度上减少电损，进而提升运送电能的水平。

4.3电力工程技术中的高压直流输电技术在当前智能电网中依旧运用的直流运送电体系中，有许多环节运用的是交流电，可是，在实际的供配电运行过程中应当保证运送的电流是直流的方式，为了完成逆变或者环流的工作，就一定要让控制换流器发挥作用，而且也唯有运用高压直流运电技术，才可以从根本上实现这一目标。换流器大部分状况下是采用部分具有管段作用的原件构成，有效地达成电力运送的平稳性与经济性，比如部分份量相对不重的直流输电体系，另外，此项技术不但能够运用到长距离的直流运送中，还可以运用到短距离的直流运送中，达成高效地为海岛等边远地区运送电能，在国内远距离运电技术中，积极的运用了高压直流运电技术，而且伴随技术的进步，此项技术还会被运用到更长距离、更大容量的运电项目中。

5结语

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1.1优化电网，确保用电安全可靠性

智能电网相对来说一个较为复杂的系统，环境、用户等对电网系统提出了不同层次的要求，也就需要电网在原有基础之上有更加的反应与适应能力，而电子电力技术应用到智能电网中表现最为突出了就是优化电网，在特定条件下能够满足环境、用户对电网系统提出的高层次要求。但是，就我国目前形势而言，在电网架构等方面掌握的技术同发达国家相比，我国还处在初级阶段，从某种意义上也就证明智能电网还有很大的发展空间，因此加大对电网的优化力度具有迫切性。立足整体，从全面出发，智能化和自动化是电网未来发展趋势，而电子电力技术应用到智能电网中也将成为一种必然趋势。

1.2应用电子电力技术占据的优势

能源问题是新形势下我国面临的又一突出问题，电力企业要想在激烈的竞争中立于不败之地，就必须依据自身实际情况制定出行之有效的开发研究智能电网计划，从而满足智能电网安全可靠运行的要求。电子电力技术应用到智能电网中能够有效缓解能源问题，为促进可再生能源的发展创造条件，最终实现节能减排的目的。值得一提的是，电子电力技术的应用是新形势下确保电网经济性、安全可靠性的重要技术。

2电子电力技术在智能电网中的应用

2.1电子电力技术在智能电网发电环节中的应用

伴随着社会的迅猛发展，能源问题是我国乃至世界共同关注的话题，也正是在这种情况下，我国电网行业才依据自身情况断进行创新和引进新技术，做到同风能发电、水能发电等清洁能源发电那样，要想根本性提升其能源利用效率，就必须在原有基础上改进发电技术，例如：可再生能源转换设备、能量转换设备等。以风能发电为例，为了达到风电机组变速运行的目的，应当采用双馈风电机组的定子直接接入到电网中的方式，这样就能够有效控制蓄电池组双向充放电，为系统平稳供电创造条件。

2.2电子电力技术在智能电网中高压直流输电技术的应用

纵观整个直流输电系统中，在输电环节中表现尤为明显，而输电环节又包括多个方面，可以将其简单的分为：高压直流输电、柔性直流输电和柔流输电，在无特殊情况下，在发电和用电这两个环节使用的都是交流电，进而对系统中各项参数能够有效控制，再者，将各种先进技术有效融合起来，可以利用特殊方式将大量清洁能源为电力系统所使用，在确保电网稳定性的同时，在各方面都得到保障的情况下降低电力损耗，进而提升电力系统输送电力能力。

2.3电子电力技术在智能电网变电环节中的应用

随着我国经济的迅猛发展，为传统变电站向数字变电站的转变创造了条件，实现了信息共享和交流，智能电网占据的优势也逐渐体现出来。智能化变电站是综合利用各项技术在原有数字变电站的基础上发展而来，智能化体现在多个方面：数字采集和展示、信息共享，从某种意义上来说提高了变电环节的安全可靠性，同时也节约了成本。例如：用微处理器和光电技术设计一次设备被检信号回路和操控驱动，使得变电站二次回路中可编程序能够代替传统继电器及其逻辑回路，为二次设备中常规的功能装置具有逻辑功能模块创造条件，从中也就不难看出智能电网的功能逐渐显现出来，为电力企业提升行业竞争力奠定坚实基础。

2.4电子电力技术在配电环节中的应用

在智能电网中明确显现出“用户电力技术”这一概念，它是以用户对电力安全可靠性和电能质量为理论依据，将电子电力技术和配电自动化技术两者有效结合起来，进而为用户提供高层次的电力供应技术，能够在最短时间内解决其出现的问题。当然，智能配电网并不是简单依据电子电力技术就能够完成，它需要依赖于先进传感测量技术，在特定条件下通过通讯网络等方式进行数据传输，在这个基础之上实时监视配电的全过程。配电过程中其最重要的目标便是提高电能质量，依据实际情况制定出科学合理的电能质量评估方法，确保用户质量和用电安全。

3结语

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目前。能源与资源的可再生技术得到大规模的发展，各国的资源与能源问题迫使国家将重点转移到能源与资源的合理、节约、再利用方面上；在电力工程中，通过在智能电网中的利用，能够将能源进行转化的作用，将能源进行合理的转化并运用；低碳节能的模式得到良好的发展。通过对于能源的转换，开发出的多种新能源被大范围的运用；风能、太阳能等都在各地区得到利用，这种系能源的利用，不仅节约能源，还起到环保的作用。能够为国家节约能源、做到环境的可持续发展。目前，我国的电力工程在智能电网技术中一定应用还需要一定的时间和管理，和国外先进技术相比还有一些欠缺之处；为了能够将电力工程更加完善的应用及发展，要将电力工程进行改革、创新。不断发现新渠道、新思路进行改造。通过与新的技术相结合创造更有价值的技术；为了国家能源的使用能够更合理化、可持续化，要将电力工程在智能电网中的应用做到完善，使其更具智能化、节能化。

2重要电力工程技术在智能电网中的应用

2.1串联补偿中的使用

我国电力相关部门批准并且大力投身建设的伊冯500kVTCSC项目具有很大的优势。这个项目是C-EPRIScience&TechnologyCo.Ltd组织建立起来的，同时，利用一些实验把伊冯500kVTCSC项目的额定功率有效地从1460000kW提升到2500000kW。并且在这个科研项目中，所使用的TCSC等设备都是由我国独立进行研发和生产的，并且得到了成功的安装和调试。这一套设备的成功应用直接说明了我国已经有能力在极其寒冷的地方安装运用电力工程技术，并有能力实现HVTCSC的工业化。

2.2常规电力技术在电力工程中的应用

某些公司中的一些电力负载对电压的变化以及电源突然中断非常的敏感。当供电系统中的电源及其不稳定或者突然出现断电，会对该公司的负载产生致命的伤害，根据这一公司实际用电情况，研发人员经过研究而使用两套常规的电力设备来解决相关问题。在正常投入使用后，这一套设施极大地改善了电力质量。

3结论

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1电网智能输电方面

应用于控制调度、传输数据、继电保护等方面的电力通讯技术，既包括输电、视化的监测以及安全预警等方面，随着用电需求量的不断增加，以及发电机发电能力的提高，给输电线路的可靠性提出了高标准要求。在实现远程输电过程中虽然需要消耗的电能巨大，但是通过对跨区域输电装备的调整，远程输送电能的能力逐渐加强。通过使用科学合理的通讯方式，来满足智能化电网中高压骨干网架的构建，促进我国电力工业的优化。对于电力通讯的调度需要对其进行实时预警、和节能电量采集等，采用远距离、低消耗、高效率的方式使电力通讯的输电方面在智能化电网中更广泛的应用。

2电力通讯在智能化电网中的背景

电力通讯以传输、交换、接收等形式，作为智能电网的神经系统，建设智能化的智能化的设备，在对于智能电网建设与设计方面高压电网与电子原件存在密切联系。对于经济发展突飞猛进的现代社会背景下，节能减排、绿色环保成为人们极为关注的问题。电力载波、微波通信是我国在电力通信发展初期主要采用的方式，由于对电力需求、电力系统的不断增加，我们所采用的电力系统的容载量不断扩大。光纤通信作为当今社会的基础网络，已基本覆盖来自“四面八方”的通信传输网以及各级变电站。从明线、同轴电缆到光线传输，从横、到程控交换到数字通信，电力通讯以成为智能化电网的神经中枢以及业务交流的基础。

3智能化电网中的电力通讯的发展道路

为保证电网能够安全可靠的运转，智能化电网中的电力通讯技术支撑起体系、发展基础设施体系、应用体系，对于输电线和电力线的信息传输需要提高焦点监测的技术以及线路寿命管理。为了实现标准化、数字化、状态化、网络化等的网络支撑，需要对输电线路状态监控予以支持、对于线路安全体系的建立予以肯定。以智能化电网的各个领域为基点，对其作用进行分析，总结出智能化电网中的电力通讯的发展方向。

4结语

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1.1数据采集

数据采集是用电信息采集系统的主要职能，它使以往耗时耗力的数据采集工作变得既简单又高效，而且根据各种业务的各种需要，可以对数据采集进行合适的调整，以满足不同业务的需要，这样，可以保证采集工作的定时性，而且还可以对数据进行随机采集，或直接接受用户上报的数据。

1.2数据管理

用电数据采集系统可以使数据的运算、分析和储存得以实现，从而实现原始数据的安全有效，而且可以保证对异常数据的甄别工作的实现。在对数据进行分析后，可以得出三项平衡度，另外，可以根据设定的突变值，定时对线损进行相应的分析，包括用电情况的等。

1.3数据控制

为了控制电网功率的定值，我们也可以使用用电信息采集系统，对用电时段、总的用电量以及保电工作进行控制，还可以实现远程遥控。

1.4综合运用方面

对于用电信息采集系统，除了上述应用职能之外，还可以实行预付费管理、对用电管理人员的考勤管理、通过现代化的信息通信（手机短信、语音）及时向用户发送用电的相关信息，实现与用户的及时沟通、及时联系，使用户对自己的用电情况及时了解，此外，互联网和银行卡等相关媒介的使用也可以实现同样的目的。

2.智能电网用电信息采集系统中各种信息采集系统的优缺点

智能电网用电信息采集系统能够充分利用现有的配电网络来实现信息的快速传输，这是该系统在宽带通信中的优势，在上述的职能中有充分的体现，这里就不再叙述。对于该系统之外的缺点，主要存在于“电磁辐射”、“噪声干扰”、“变压器阻隔信号”以及“BPLC协议”等各方面。第一，在电力线宽带的通信技术中，其重要环节是减小电磁辐射，但是此时，电力线的工作特性与射频天线发射的电磁波，会对现有的短波通讯产生干扰。第二，当电力线宽带在执行通信工作时，配电变压器使信号不能够直接从中压网进入低压网，因此，为了解决这一问题，需要相应的设备的协助，但是这些设备通常比较昂贵，这是该系统中存在的另一缺点。第三，电力线通道的噪声干扰比较大，时变性也比较强，而噪声的来源是各种电器和几点产品以及电力线本身，很难消除。而且，这些噪声还会对电力器件产生作用，使其产生周期性噪声、产生宽带噪声。更糟糕的是，一些未接入电网的设备会将其产生的噪声通过射频耦合进入电力线。

3.智能电网用电信息采集中电力线宽带通信技术的实施要点

电力线宽带通信技术采用的是先进的OFDM通信编码技术，利用电力线来实现对数据通信的传送，这种电力线的应用范围和覆盖面积特别广泛，利用这种电力线将互联网上的数字信号转换为高频无线电波，这些电波在特定端口被送回到效用栅格中，并经过效用变压器进入用户家庭和公司。可以免布线低成本地实现用户的数据终端接入宽带通信网络，适应了现代节约型社会的建设需求。

3.1组网模式

电力线宽带载波抄表系统由采集器电力线载波交换机集中器主站以及传输通道组成。在对其进行组装时，应将采集器与智能电能表连接，通过耦合环，将采集到的电力数据信号耦合进电力线，将其传输汇聚至电力线载波交换机，通过这个交换机将数据汇聚到宽带载波集中器中，集中器再通过光纤通道将数据传动到主站。集中器的上行方面采用了EPON光网络技术实现数据的上传。对于传输方式，有许多方式，具体有施工方式、可靠性、运行维护、传输速率、访问机制、影响因素和可扩展性，通过对不同传输方式的各种指标的对比，可以更好地选择不同要求下的合适方式。

3.2组网结构

根据部署位置，以电力线宽带载波技术的低压用户集中抄表系统为基础的系统构架可分为三个部分，即主站、通信信道和采集设备。

(1)面对系统主站部分的各种物力结构，建议单独组网，应用防火墙来安全隔离营销应用系统、其他应用系统以及公网信道，从而实现系统信息的安全传输。

(2)通信信道主要分为两部分：远程通信信道和本地通信信道在这两种通信信道中，远程通信信道就是一种通信信道，这种通信信道位于系统主站和远端网络集中器之间，包括了多种网络信道。而由于光纤信道具有高宽带、高速率、高可靠性的特点，所以在一定的条件下，可将电力通信光纤专网向配网延伸至每个台区，从而保证主要通信网络的专有性和安全性。而本地通信信道即网络集中器和采集器以及采集器与电能表计之间的通信信道。

(3)采集设备是安装在现场的终端以及计量设备。主要由专一收集各种终端数据并进行处理的网络集中器，用于采集多种电表数据的电能信息并可以与集中器交换数据的电力线宽带载波采集器，以及电能表构成。

3.3网络管理

宽带集抄的全面支持受益于SNMP网络管理，因此，网络管理是电力线宽带通信技术的重要内容，主要包括以下三个方面：

(1)网络配置的管理

可以对数据进行远程设置、对各种参数实现获取。而且支持人工设置和自动下载。

(2)性能检测

支持对设备运行状态的远程监控，可以实时检测电力线的通信线路的状态，包括通信速率、信道曲线、载波调制等。

(3)应用升级

它同样可以支持通信控制和应用软件的远程升级，可以采用整体或分模块的升级，为新的应用业务开展提供了简单、经济的解决手段。

4.总结

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关键词：无线通讯公司电话网计算机抄表

传统的供水计量操作通常是由各管理部门派人到装表地点抄表，由于用户面广、量大，极易造成差错，人工抄表不但效率低，且不利于科学管理，给城市管网的建模、分析、规划等都带来很大的困难。电子和计算机技术的迅速发展，为实现自动抄表技术提供了大环境，管理体制的现代化也呼唤着自动抄表时代的到来。目前我国普遍采用将水表安装在用户室内，每月入户抄表收费的方法。这给用户带来很多麻烦，给抄表人员带来烦恼，造成很多不必要的纠纷。为了有效解决入户抄表收费存在的诸多弊端、提高效率、避免入户抄表引发的治安问题（如冒充收费入室抢劫）和杜绝拖欠费用，水表户外计量呼声越来越高。尤其对高层、毫华居住小区，水表户外计量是非常必要的，传统的抄表方式已不能适应今后住宅的发展要求。

随着电子技术、传感技术、自动控制技术和计算机技术的发展，水表户外计量已经开发出不少产品。主要有：IC卡、电力载波、远传抄表三种户外计量方式。建设部《2000年小康型城乡住宅科技产业工程城市示范小区规划设计导则（修改稿）》中已经明确提出：“推广应用户外计量（含水、电、暧、燃气表）技术”。在《中国住宅产品发展纲要》中也明确提出：“实现方便查表，不干扰住户，使大量人工查表工作逐步过渡到数字化传送，开发智能化的水、电、气、热计量装置及接口箱框”。目前水表户外计量的智能抄表系统已达到使用要求。因此，结合传感技术、射频技术，利用现有广泛使用的电话网，设计开发了结构独特、性能稳定、完全可靠的自来水智能抄表系统。

1设计要求

为保证自来水智能抄表系统的准确性和可靠性，提高能源管理的科学性、规范化，对智能抄表系统提出以下要求：

（1）水表为密封结构，是一种既能直观显示相关能耗计量数据，又能产生能耗计量脉冲信号的新型计量表具。

（2）系统具有防断电功能。停电时，发射端和接收端装有备用电池，防止数据丢失。

（3）系统采用高精度不掉电实时时钟，为数据分时处理提供可靠的时间基准；可实现分时段计费功能；通过通讯设备故障报警、记录故障发生时间的功能。

（4）数据库安全。数据库为只读方式，只有授权的管理员可以写入数据，管理中心电脑设有密码，严防无关人员操作，密码可由操作员在主机上修改。可提供计费查询、报表生成、打印、报警等功能。

2总体结构

智能抄表系统现有两种形式：

（1）用户室内装有电话，抄表系统结构如图1所示。数据采集通过无线通讯将数据传送给数据处理器，数据处理器通过电话线向管理计算机上报数据。

（2）用户室内没有电话，抄表系统结构如图2所示。数据采集器通过无线通讯传送给数据处理器，数据处理器安装在室外的走廊内，并附带显示模块显示用户当用水量。安装在走廊内的数据处理器通过公用电话线向管理计算机上报数据。如果住户的房间被铁门等屏蔽而无法实现无线通讯，可以铺铺设专用通讯线，将数据上传。

3系统组成

（1）水表。本系统所采用的计量水表是一种既能直观显示相关能耗计量数据，又能产生能耗计量脉冲信号的新型计量表具。它实际上是一种加装了永义磁铁和霍尔元件组成磁电传感器的水表，霍尔元件固定安装在计数转盘附近，永磁铁安装在计数盘（例如0.1m3或0.01m3）位上，当转盘每转一圈，永磁铁经过霍尔元件一次，即在信号端产生一个计量脉冲，对应0.1m3或.0.01m3，经无线发射器发送给数据处理器。另外，在水表上还装有防盗霍尔元件，当用户盗用水时，霍尔元件发出报警信号给数据处理器，数据处理器再通过电话线报告给管理计算机，以便做出处理。

(2)数据处理器。数据处理器是一个多功能模块，实现水表数据的自动抄收，将数据长期、可靠地存储，并在需要时将其传给管理计算机。具体来说，它用于接收水表数据及各种报警信号，累计住户用水量，通过电话线定期向管理计算机发送住户的有关数据。一台数据处理器对应一块水表，一般安装在电话机附近。数据处理器内部有可充电电流作为后备电源，在外部电源停电的情况下，则由充电电流单独向数据处理器供电，保证数据处理器正常工作。

（3）管理计算机。管理计算机是本系统的管理核心，可通过电话线下接许多数据处理器，数据处理器的个数基本不受限制。管理计算机能随时抄收每个用户水表的数据，并将数据保存在数据库中供查询，能对整个系统进行管理，对所抄数据进行处理。

4系统硬件电气原理分述

4.1水表发射器电气部分原理

水表发射器的功能是将水表计量的用水量，以无线通讯的方式传送给数据处理器。框图如图3所示。安装在水表内的霍尔传感器用来检测用水量，水表中每流过0.1t水，霍尔传感器就发出一个脉冲信号，经串稳态电路产生一个红1s宽的脉冲，再经施密特反相器4069整形后送入编码器PT2262进行编码，PT2262全码编址为411个，经编码后的数据送入无线发射模块进行发射，无线电发射频率为400MHz，有效距离为50m；同时发射器还具备一些附加功能。

（1）防盗功能。由于干式水表靠电磁传动的特点，它易受外磁场的影响。如果用户在水表附近放有强磁铁，它会使水表传动齿轮转速降低，使水表的测量精度降低。而发射器上另装有一个专用于测量磁场强度的霍尔传感器，当发现水表附近有强磁场时，霍尔传感器发出报警脉冲，经发射器无线传送给数据处理器。

（2）备用电池。为保证发射器在停电时能正常工作，在交流220V供电的同时，还备有一个4.8V的镍氢电池、由LM358、555组成的电池电压监测和充电电路，使电池能正常充电。后备电池可维持发射器连续工作48h。

4.2数据处理器电气部分原理

数据处理器是本系统的关键设备。由无线接收和解码部分、时钟日历、8051及、电话收发电路、电源等部分组成。框图如图4所示。无线接收模块与发射模块工作在相同频率400MHz上；解码由PT2272完成，工作频率与PT2262相同，地址编码与PT2262一致。时钟日历芯片DALLAS12887为系统提供准确的百年时钟日历，包括年、月、日、时、分、秒、星期和定时报警信号。

电话收发电路由拨号电路和音频解码电路组成。4-16译码妻MC4514模拟开关4066组成3*4虚拟键盘阵列，由8051控制过按键的开与合，完成将要拔出电话号码和上传数据的编码，并将电话号码和数据送入拨号电路。拨号专用芯片为W91312，晶振频率为3.58MH，接收到管理计算机机端的电话号码后立即拨出。当两端的握手信号完成，确认线路接通后，由8051控制将上传的数据以音频方式输出给管理计算机；音频解码电路的功能是将音频信号解码，以BCD码的形式输出。当数据处理器拨通管理计算机后，管理计算机端回复一个接通握手信号，该信号是音频信号，经交流放大电路放大后，送入音频解码芯片MC145436解码，最后以BCD码的形式送入8051。

系统供电采用220V交流和锂后备电池供电的双重方案，当住宅停电或人为断电时，系统仍可维持正常工作48h。

4.3管理计算机通讯接口板电气部分原理

管理计算机通讯接口板由拨号电路、音频解码电路、电话振铃检测电路、光电隔离电路和电源电路组成，如图5所示。拨号电路和音频解码电路与数数处理器板上的相同。

5系统软件

本系统软件由数据接收、数据转换和收费系统三部分组成。

（1）数据接收系统。由于需要从并口读取用户的用水量，所以在用户的用水量上来之后，先由数据接收系统将用户的数据转换成文本文件。此系统在操作系统启动后自动启动，且一直处于工作状态。

（2）数据转换系统。考虑到数据接收之后形成的是文本文件，不能直接进入数据库，所以设计一个数据转换系统将数据存入数据库。此系统在操作系统启动后自动启动，且一直处于工作状态。

（3）收费系统。在合法用户登录到本系统后，进行日常的业务处理。根据用户的计算机配置情况，该系统可以在单机环境下运行，也可以在网络环境下运行。

单机运行环境对计算机软、硬件的要求：操作系统为WIN95/WIN98；数据库为Oracle734。

网络运行环境对计算机软、硬件的要求：操作系统的客户端为WIN95/WIN98、服务器端为WIN2000/WINNT；

数据库的客户端为Oracle734；服务器端为Oracle8i；

硬盘：5G；

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【关键词】交直流微电；储能装置

1、引言

配电网的设计为闭环，但运行为开环。微电网中不稳定微电源随着自然界条件的变化而变化，这些微电源的加入会改变配电网的电压与潮流。有时甚至可能形成病态潮流而不迭代不收敛，以至于使某些继电保护设备无法正常的动作。

若交流微电网的每个微电源进入微电网的相序必须保持一致，否则会造成功率之间的抵消，但每个发出交流电的微电源并入微电网离的相对较远，远方控制操作路径较长，所以远方控制线路越多，ECS和DCS画面越多，经济效益越差，就地控制需要时效性，这是在微电网里互相矛盾的一个问题。

直流微电网由于有存储设备，可以储存功率。若其中一个微电源故障时若直流电路只牵涉功率大小问题，不会对电网造成太大的影响。

2、微电网换流器的设计

一般情况下换流器有三部分组成：一种是DC/DC变换器，一种是DC/AC逆变器，另一种是AC/DC整流器。由于在直流微电网中，如微电网发电示意途中所示，DC/DC变换器的价值不大，而DC/AC逆变器和AC/DC整流器是重要的组成部分。

由于现阶段已进入了PWM的整流器阶段。PWM整流器比原来相控整流器有很多优点，其中之一就是可以双向整流。可处于DC/AC逆变状态和AC/DC整流状态。

风力发电机发出的功率一般为1，只要风力发电机发出电压频率在电网的许可范围之内，风力发电机不承担无功的调节，只发有功。异步双馈风机也只承担电网能够承受的无功。PWM整流器可以调节功率因数，因此用在风力发电机的逆变调节中有特殊的优势。

微电网换流器逆变器设计和整流器设计因直流电容的作用不同而方向不同。换流器中直流电容的主要作用是稳压。且在负载侧需要提供无功补偿的时，及时对电源发出的无功不够的情况，提供一定的无功补偿。使得换流后的电压稳定，所以一般放在负载侧。而桥式换流电路的主回路一般为电压型桥式驱动电路，一般位于电源侧。

逆变电源和整流电源的设计如下图所示：

微电网的分布式电源一般接到馈线上，每一条馈线是一根单相电路，所以微电网电源逆变器和微电网整流器是都是单相。

在微电网微电网逆变器中三极管V1、V2不是同时导通，V3、V4也不是同时导通。电压波形为正时，V1保持导通，V2保持关断。电压的正负情况跟V1相关，V1导通时，电压波形为正，V2导通时，电压波形为负。当V1导通时，V3、V4不受V1的限制，可以交替导通。若负载为感性负载时，负载电流比电压滞后。V1导通电压为正，而电流先正后负。负载电流大于零且V4导通时，逆变器输出电压等于电容电压。当V3导通时，VD3给负载续流，电压输出波形为零。当V1和V4导通，负载电流小于零，负载电压依然等于电容电压。在V4导通期间，V3导通，V4截至，同V4导通，V3截至时也可以得到电容电压和两种状态，但V3导通时时间顺序上跟V4导通正好相反。而V2导通，V1关断时，电压波形为负，则跟V1导通，V2关断情况，不仅是电压是V1导通时候的负值，且时间顺序上也正好相反。极少说电压为容性负载，若用等效法计算，则整个微电网都应呈现感性。

3、微电网直流潮流中储能原件的设计

电池的种类有：燃料电池、蓄电池、普通电容器和超级电容器。微电网直流潮流中储能原件可以选择：蓄电池、普通电容器和超级电容器。

普通电容器的所能承载的电荷不如超级电容器的电量充足，不适合作为有功能源的储能原件使用。一般被用作线路的无功补偿，或者小型的用电器的能量供应。

蓄电池中是用化学反应原理使正负电荷分在电池的两端。一般蓄电池中的离子选择比较容易发生可逆反应的离子。在蓄电池中一般使用的离子有：锂离子和镍氢离子。

蓄电池的化学离子一般都有一定的寿命，在化学反应中会不断的消耗活化离子的个数，当活化离子的个数下降到一定程度时，电池组就报废。且现在所使用的锂离子需要一次性用完，锂离子有记忆性，所以用锂离子充当的解离离子的蓄电池非常不适合用在直流微点网中。镍氢离子虽然没有记忆性，但活化分子也会随着使用的次数而不断的减少。

但蓄电池有比超级电容器不具有的优点，超级电容器的电荷完全靠储存在电极板上。电荷量虽然比普通电容器的电荷量要容纳的多，但是没有蓄电池这种非静电的电化学反应。一般都是静电化学反应，所以能量比蓄电池还是有一定的差距。

超级电容器中也有离子的存在，也就是有电介质存在，这种电解质不受温度影响，但是受离子迁移速度和其离子被氧化的电压幅值的限制，超级电容器的电压不能超过电解液的离子被氧化的电压幅值。

超级电容电极板跟普通电容器有很大的差别，普通电容器的电容极板是由金属层组成，电荷直接在极板上。超级电容器的电极板是像燃料电池一样的碳极板，电荷在碳极板上的多微孔里。

由基础电容器的容量公式：，可以看出，当超级电容器中离子的介电常数一定的情况下，电介质之间的距离和电极板的的面积是决定超级电容器容量大小的关键因素。所以超级电容器的电极板通常情况下都会非常大。

超级电容器的离子迁移的速度决定了超级电容器的电阻率，当离子的迁移速度比较大时，电阻率就会越小。

由于每个超级电容器的电压受离子的氧化电压影响，每个电容的电压不是很大，需要串联起来使用。

基于以上的分析，超级电容器的电路等效图如前所示：

R1、R3是超级电容器由于离子迁徙速度形成的电容器本身的等效电阻，跟温度有一定的关系。R2是串联的电阻防止超级电容器短路的电阻。C1、C2是等效电容的大小。