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摘 要：2012年中国成为世界第二大经济体，随着经济的发展，人们对于电力的需求不断增加。我国电力设施的发展不能跟上社会的需求，导致用电多的地区或者用电高峰期经常出现断电或电力供应不足的情况发生，由于负荷管理终端平台的发展在我国起步晚，比起发达国家还有一些差距，对于电力的管理还存在一些不合理的地方，需要进一步改进。本文首先简单的描述了负荷管理终端设计的发展史，然后阐述了未来负荷管理终端设计的发展趋势，最后基于我国的具体国情，就基于AVR的负荷管理终端进行探讨，为我国负荷管理终端的进一步发展做出贡献。
关键词：AVR；负荷管理终端；UC/OSII实时操作系统
1 电力系统负荷管理的发展史
我国自20世纪70年代开始发展电力系统负荷控制技术，比西方发达国家晚了近40年，我国电力负荷控制技术从70年代发展至今，经历了4个发展阶段。
第一阶段是探索阶段，由于20世纪70年代，我国电力工业发展落后，远远不能满足但是我国工业的快速发展，在当时的社会背景下，结合当时我国的国情，引进了一部分先进的国际设备和管理经验，我国电力科研工作者也开始对电力负荷控制技术进行探索和研究，对引进的国外先进技术，消化吸收，慢慢发展适合自己国家电力发展的技术。
第二阶段是试点阶段，20世纪80年代末，我国成功研发出了国产的音频和无线电力负荷控制系统，并在一些地区进行试点，最后取得了令人鼓舞的效果，然后在我国的一些大型城市逐步推广，最后在全面推广。
第三阶段是应用阶段，20世纪90年代，我国陆续在全国范围内建立了200多个规模不等的电力负荷控制系统，一部分采用的是无线电控制技术，还有一部分采用的是音频或者电力载波控制技术，在一些无线电覆盖不到区域，采用分散性装置来实现。
第四阶段是发展阶段，为了缓解我国的电力供需矛盾，电力负荷控制系统得到进一步发展，由原来的单一负荷控制，逐渐向建立保障电网安全及管理应用方面的多元化发展，发展成电力负荷管理系统，随之带来是负荷管理系统终端的研究开发，但由于我国的微电子技术落后，几乎所有的微处理器和微控制芯片都是进口国外的，极大的限制了我国电力负荷管理系统终端的发展，依然落后于国外发达国家。
2 负荷管理终端设计的发展趋势
创新是驱动发展的第一动力，我国科技的迅猛发展，正是得益于我们对创新的重视，创新使得现代化管理技术开始应用到各行各业，电力负荷管理系统的现代化技术水平、系统规模以及应用程度就是现代供电管理现代化的一个重要标志，是创新驱动发展战略的重要体现。由于我国幅员迂阔，人口众多，建立电力负荷管理系统需要大量的终端系统，而且终端系统的可靠性和抗干扰性思得尤为重要，因此，未来的发展趋势是重点发展配电网自动化、远程抄表及负荷综合管理等，具体体现在4个方面：发展多方位服务、提高系统的自动化水平、多种组网技术结合和更好的服务于电力企业，并开发更多适合我国国情的终端平台功能，不断提高我国电力负荷管理系统终端的可靠性和抗干扰性，不断完善电力负荷管理系统终端，推动我国电力管理系统的飞速发展。
3 基于AVR的负荷管理终端设计
3.1 设备的选择
在设计负荷管理系统终端装置时，选择的硬件设备不仅要满足用户的功能需求和电磁兼容性，还要考虑到成本和设备的可靠性，在保证设备满足服务的条件下，尽可能的降低成本，增加收益，综合考虑，笔者选择了Atmel公司AVR系列单片机中的Atmega128作为负荷管理系统终端的主处理器。在其他设备上，笔者的选择为：为了使时钟走的更准确，选用晶振型号为HC-49/S-16M的外部晶振；外部存储器选择Flash和SRAM两部分；实时时钟选用芯片型号为X1226的设备，保证一个精准的时间；交流采样电路中选用电能计量芯片为ADE7758的交流采样芯片；遥控遥信电路采用无源遥信方式，来增强系统的抗干扰能力；本系统的液晶采用的是128*64点的点阵式液晶，采用SSD1815驱动芯片；语言警告采用的是美国ISD公司的ISD2590单片语音录放集成电路作为语音提示的核心部分；电力设备的通讯接口采用的是RS232和RS485接口；调试芯片时选择的设备是JTAG。
3.2 操作系统的选择
在电力系统的自动化装置中运用的最早的操作系统是由Wind River公司生产的PSOS操作系统，现在已由VxWorks、Windows和US/OSII操作系统所取代，由于电力负荷控制系统对所采用的操作系统的要求是成本较低，操作稳定性要好，所以笔者选择US/OSII操作系统，虽然次操作系统免费但并不低质，US/OSII操作系统具有高质量的实时内核和较好的可移植性，在全球各个领域都有着广泛的应用。将US/OSII操作系统移植到AVR单片机中时，主要与3个文件有关，即OS_CPU.H、OS_CPU_C和OS_CPU_A.ASM.
3.3 电力负荷管理系统终端的主要设计功能
负荷管理系统终端是由硬件和软件两大部分组成，硬件主要就是以AVR单片机为主的设备，决定着终端的用途和功能框架，软件就是US/OSII操作系统，决定着终端的易用性、准确性和稳定性。将负荷管理系统终端安装在用户侧，电力企业则为主站，终端相应主站发来的各种信息，将不同用户的用电信息汇集起来进行处理，终端与主站之间通过230M无线电台或者GPRS等进行通讯。电力负荷管理系统的终端主要的功能是：采集用户用电的电压、电流和功率等信息，当出现用电高峰时，进行错峰用电和有序用電的处理，例如设定用户的功率或电量值，对用户进行负荷控制，在用户超额用电时，及时警告。
参考文献
[1]聂洪雷.基于ARM平台的电力负荷管理终端设计[D].山东大学，2009.
[2]王振坤.基于ARM和Linux的远程负荷管理终端设计[D].湖南大学，2011.
（作者单位：国网湖南省电力公司慈利县电力分公司）
关键词：AVR；负荷管理终端；UC/OSII实时操作系统
1 电力系统负荷管理的发展史
我国自20世纪70年代开始发展电力系统负荷控制技术，比西方发达国家晚了近40年，我国电力负荷控制技术从70年代发展至今，经历了4个发展阶段。
第一阶段是探索阶段，由于20世纪70年代，我国电力工业发展落后，远远不能满足但是我国工业的快速发展，在当时的社会背景下，结合当时我国的国情，引进了一部分先进的国际设备和管理经验，我国电力科研工作者也开始对电力负荷控制技术进行探索和研究，对引进的国外先进技术，消化吸收，慢慢发展适合自己国家电力发展的技术。
第二阶段是试点阶段，20世纪80年代末，我国成功研发出了国产的音频和无线电力负荷控制系统，并在一些地区进行试点，最后取得了令人鼓舞的效果，然后在我国的一些大型城市逐步推广，最后在全面推广。
第三阶段是应用阶段，20世纪90年代，我国陆续在全国范围内建立了200多个规模不等的电力负荷控制系统，一部分采用的是无线电控制技术，还有一部分采用的是音频或者电力载波控制技术，在一些无线电覆盖不到区域，采用分散性装置来实现。
第四阶段是发展阶段，为了缓解我国的电力供需矛盾，电力负荷控制系统得到进一步发展，由原来的单一负荷控制，逐渐向建立保障电网安全及管理应用方面的多元化发展，发展成电力负荷管理系统，随之带来是负荷管理系统终端的研究开发，但由于我国的微电子技术落后，几乎所有的微处理器和微控制芯片都是进口国外的，极大的限制了我国电力负荷管理系统终端的发展，依然落后于国外发达国家。
2 负荷管理终端设计的发展趋势
创新是驱动发展的第一动力，我国科技的迅猛发展，正是得益于我们对创新的重视，创新使得现代化管理技术开始应用到各行各业，电力负荷管理系统的现代化技术水平、系统规模以及应用程度就是现代供电管理现代化的一个重要标志，是创新驱动发展战略的重要体现。由于我国幅员迂阔，人口众多，建立电力负荷管理系统需要大量的终端系统，而且终端系统的可靠性和抗干扰性思得尤为重要，因此，未来的发展趋势是重点发展配电网自动化、远程抄表及负荷综合管理等，具体体现在4个方面：发展多方位服务、提高系统的自动化水平、多种组网技术结合和更好的服务于电力企业，并开发更多适合我国国情的终端平台功能，不断提高我国电力负荷管理系统终端的可靠性和抗干扰性，不断完善电力负荷管理系统终端，推动我国电力管理系统的飞速发展。
3 基于AVR的负荷管理终端设计
3.1 设备的选择
在设计负荷管理系统终端装置时，选择的硬件设备不仅要满足用户的功能需求和电磁兼容性，还要考虑到成本和设备的可靠性，在保证设备满足服务的条件下，尽可能的降低成本，增加收益，综合考虑，笔者选择了Atmel公司AVR系列单片机中的Atmega128作为负荷管理系统终端的主处理器。在其他设备上，笔者的选择为：为了使时钟走的更准确，选用晶振型号为HC-49/S-16M的外部晶振；外部存储器选择Flash和SRAM两部分；实时时钟选用芯片型号为X1226的设备，保证一个精准的时间；交流采样电路中选用电能计量芯片为ADE7758的交流采样芯片；遥控遥信电路采用无源遥信方式，来增强系统的抗干扰能力；本系统的液晶采用的是128*64点的点阵式液晶，采用SSD1815驱动芯片；语言警告采用的是美国ISD公司的ISD2590单片语音录放集成电路作为语音提示的核心部分；电力设备的通讯接口采用的是RS232和RS485接口；调试芯片时选择的设备是JTAG。
3.2 操作系统的选择
在电力系统的自动化装置中运用的最早的操作系统是由Wind River公司生产的PSOS操作系统，现在已由VxWorks、Windows和US/OSII操作系统所取代，由于电力负荷控制系统对所采用的操作系统的要求是成本较低，操作稳定性要好，所以笔者选择US/OSII操作系统，虽然次操作系统免费但并不低质，US/OSII操作系统具有高质量的实时内核和较好的可移植性，在全球各个领域都有着广泛的应用。将US/OSII操作系统移植到AVR单片机中时，主要与3个文件有关，即OS_CPU.H、OS_CPU_C和OS_CPU_A.ASM.
3.3 电力负荷管理系统终端的主要设计功能
负荷管理系统终端是由硬件和软件两大部分组成，硬件主要就是以AVR单片机为主的设备，决定着终端的用途和功能框架，软件就是US/OSII操作系统，决定着终端的易用性、准确性和稳定性。将负荷管理系统终端安装在用户侧，电力企业则为主站，终端相应主站发来的各种信息，将不同用户的用电信息汇集起来进行处理，终端与主站之间通过230M无线电台或者GPRS等进行通讯。电力负荷管理系统的终端主要的功能是：采集用户用电的电压、电流和功率等信息，当出现用电高峰时，进行错峰用电和有序用電的处理，例如设定用户的功率或电量值，对用户进行负荷控制，在用户超额用电时，及时警告。
参考文献
[1]聂洪雷.基于ARM平台的电力负荷管理终端设计[D].山东大学，2009.
[2]王振坤.基于ARM和Linux的远程负荷管理终端设计[D].湖南大学，2011.
（作者单位：国网湖南省电力公司慈利县电力分公司）