基本信息
- 项目名称：
- 计及电能质量的智能电表设计与实现
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本设计采用ARM9系列芯片S3C2440为核心处理器，并配有1G nand flash、3.5寸Sony带触摸LCD。该智能电表的创新点在于其具有电能质量监测的功能，在实现传统电表的功能基础上，外加电能质量分析单元，根据国标实现对电能质量的评价标准，当电能质量过低时还可通过短信提醒用户。其次，该电表还具有远程控制、反窃电、识别恶性负载、GSM用户通信等功能。
- 详细介绍：
- （1）电能质量监测 通过上位机对用户所使用的电能质量进行监测。通过采集到的电流电压信息进行FFT分析，并通过对于使用质量较好的电能的用户收取较高的费用，对于使用质量较差的电能的用户收取较低的费用，即实现按质付费。 （2）GSM用户通信 可以通过GSM实现与用户的通信，在电能质量出现异常，继续用电将对设备造成很大的不良影响时，采用短信的方式提醒用户，以便用户采用合理的方式实现对设备的保护，例如对重要数据的保存以防丢失等。 （3）远程控制 实现数据共享，方便电力部门对各个用户的集中管理。可方便实现预付费等功能。且能通过上位机对用户供电实行远距离智能控制，例如，当控制中心检测到用户用电出现不正常现象或者电路中出现恶性负载时，上位机会自动做出判断并实行相应的预设动作，远程控制具有反应速度快，操作方便等优点。 （4）识别恶性负载 智能电表的核心控制芯片DSP在对输入数据进行处理的过程中，可以对电路的功率因数和功率进行判断，当用户接入的电器功率因数过低，会对电网电量造成浪费，所以当某个用户的功率因数低于预设值时，DSP将对结果做出相应的判断。再如，当某个电路的功率因数在0.99以上，且具有很大的功率时，可以判断该电路中存在大功率纯电阻性电器，比如热得快等这些危险电器，这时可以通过上位机实现预警进而自动断电，以免造成不良后果。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 电能质量对设备的使用寿命及稳定性有很大的影响，电能质量涉及电压，频率，功率因数等多个方面的因数，且电能质量的好坏直接影响用电设备的寿命，因此，电能质量的检测对用户而言具有很大的意义，同时随着电力市场的发展，电力也必将像其他商品一样，存在买方与卖方的相互利益，电能质量将成为确定电价的一个重要指标，实现按质计价，开发具有电能质量分析单元的电表将是未来电表行业的必然趋势。本作品就是在实现智能电表功能的基础上加上电能质量分析单元，通过GSM实现电表与用户的通信。 关键技术： 嵌入式系统设计 GSM短信功能 谐波分析方法 概率统计与模糊数学相结合的电能质量综合评价的软件实现
科学性、先进性
- 本作品在特定的芯片(S3C2440)平台上按照智能电网对电表的要求开发具有实用价值的智能电表，以满足应用和研究的需求。并首次提出将电能质量的监测功能引入智能电表，根据用户所用电能质量的好坏，给出详细电能质量报表，并可通过短信提醒用户当前电能质量的好坏，有利于保护家用电器，特别是对电能质量要求较高的行业来说具有重要意义，随着电力市场的发展，本仪表还提出了按质计价的概念，即根据电能质量的好坏确定电费收取的高低，实现分质计价。本项目所涉及的知识面广，包含硬件设计和软件开发能力以及系统设计等各个方面的知识。目标成果开发的装置具有巨大的市场潜力，也可转化为实验教学仪器之用。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段，各模块的基本功能均已实现。
技术转让方式
- 拟申请专利
作品可展示的形式
- 实物，图片。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 随着电力市场改革的大力推进，智能电表的应用前景很广阔，电力监测的智能化也是国家提出智能电网概念的重要组成部分。随着微型电网的发展，大量的发电资源的接入，电网电能的流动将更加具有瞬时浮动性，而且目前用电负荷也日趋复杂和多样化，大量的冲击性负载和不平衡特征的负荷造成电网电能质量的恶化。现代大量基于计算机和微处理器装置的应用，使得越来越多的行业出现了对电能质量“敏感”的特性，电能质量的任何扰动都很有可能对这些行业造成严重的影响和导致巨大的损失。由于较差的电能质量会对设备及相关行业造成重大的损失，因此对电能质量的监测和评估就显得尤为重要。
同类课题研究水平概述
- 本作品就是在实现智能电表的基本功能基础上开发了电能质量监测和分析单元，除此之外还可以通过GSM提醒用户电能质量状况，这将有利于减少因为电能质量造成的损失，同时我们提供的电能质量报表将会让用户清楚的知道所用电能的质量好坏。随着，电力市场机制的不断完善，电力用户处于安全生产及经济效益等因素，将会对电能质量提出更高的要求，电能质量的评估也将转化为用户侧的需求标准，本仪表正是实现了电能质量的可视化。未来电力市场的发展也必将会把电能质量如商品质量一样，成为供电的第一要素，计及电能质量的电表也将是下一代智能电表发展的趋势。
