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近年来,伴随着经济的快速增长,电力供求一直处于紧缺状态,尤其是经济高速发展的珠三角地区,缺电更为严重。目前,各电网的负荷特性已经发生了很大的变化,主要表现在高峰负荷持续时间越来越短。全国大部分地区电网的最大负荷增长速度高于用电量的增长速度,导致“高峰缺电、低谷窝电”的现象时常发生。如何有序用电越来越受到国内专家和电力工作者的重视。
电力负荷管理终端是保证电力系统稳定运行的重要手段,它在对大电力用户的监控、对专用和公用的配电监测、以及远方集中抄表系统等场合已得到了广泛应用。通过对用户负荷进行管理,可以避开高峰时段用电紧张的局面,减少电网的压力,同时对改变负荷曲线、改善电网运行状况发挥了重要作用。
本文首先分析了负荷管理终端的功能,接着详细阐述了终端各模块的组成与工作原理。在此基础上,设计了一种基于ADSP-BF531型DSP芯片的新型电力负荷管理终端,同时配合大容量的存储器及高精度的多通道AD采样器件AD73360进行采样设计。本文对硬件组成和软件设计均做出了详细的论述,给出了关键的硬件电路图和软件设计流程图。
在系统硬件设计中,首先介绍了系统硬件总体设计方案,接着对各主要硬件单元模块进行了详细说明,主要包括处理器模块、存贮器模块、交流采样模块、显示模块和通信模块等。
在软件设计中,将实时操作系统μC/OS-Ⅱ移植到负荷管理终端的主处理器中,将一个较为复杂的应用程序,分解为多个任务模块,提高了整个系统的实时性、可靠性和开发效率。该部分阐述了基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的软件设计方案,包括设计思想、系统移植、相关模块的划分和优先级的安排,并对部分功能模块设计流程进行了说明。
最后,对电力负荷管理终端在运行中容易受到的干扰进行了详细的阐述,并介绍了电力负荷管理终端在各项测试实验中容易产生的问题及应该采取的措施。
整个电力负荷管理终端的设计均采用模块化的设计理念,能够适应大用户负荷管理、配电变压器检测、电能表抄表和配电线路检测等应用的不同需求,具有很好的实际应用价值。