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1、第33卷第13期Vol.33No.132009年7月10日July10,2009新型电力需求侧管理终端的研制1222陈志强,杨永标,朱金大,刘韶华(1.华北电力大学信息与网络管理中心,河北省保定市071003;2.国电南瑞科技股份有限公司,江苏省南京市210003)摘要:根据国家电网公司对电力能源的节约化和精益化管理要求,实现配变台区的自动采集。研制了一种集电能计量、负荷管理、公变监测、无功补偿为一体的新型电力需求侧管理终端,介绍了其总体设计思想、模块化的硬件设计、分层面向对象的软件设计,最后给出了典型应用方案。关键词:电力需求侧管理;数据采集;电能计量;
2、负荷管理;公变监测;无功补偿中图分类号:TM7620引言件、公变监测基本硬件、专变监测基本硬件、无功补偿基本硬件和公共硬件组成。对外接口包括6路交近年来,国家电网公司提出建设“一强三优”现流采集、6路遥信输入、4路遥控输出、2路遥脉电度代企业的发展战略目标,并提出在全公司系统建设输入、4路遥脉电度输出、2路直流输入、2路RS2485SG186工程的规划,使公司的信息化水平达到国内通信(其中1路支持远方抄表、1路与无功补偿控制领先、国际先进,初步建成数字化电网、信息化企器通信)、1路红外通信(与本地调试口复用)、1路远[1]业。方通用分组无线电业务(GPRS
3、)通信(可支持码分作为SG186工程的重要组成部分,实现配变台多址(CDMA)、230MHz无线、光纤、可编程逻辑控区数据信息的自动采集迫在眉睫。但过去受投资规制器(PLC)电力线载波等),如图1所示。模、通信方式和管理模式等因素影响,台区自动采集建设相对比较落后,覆盖率很低,配电台区管理是粗放型的,无法给公司带来实质性的效益。为了实现营销管理的自动化和精益化,实现电能使用“量”和“质”的统一,国家电网公司决心进一步推广台区采集的覆盖面,实现台区的自动采集、自行管理。过去的台区采集需要同时安装电能表、台区管理终端(专变或公变终端)、电能质量监测设备和无功补
4、偿设备,无论从设备投资方面考虑还是运行维护方面考虑都很不经济。因此,研制了一种集电能[2][3][4]计量、负荷控制、公变监测、无功补偿于一体[527]的电力需求侧用户管理终端,为台区的综合监控图1电力需求侧管理终端硬件总体架构Fig.1Totalhardwarestructureofpowerdemandside和管理提供全面的解决方案,使台区自动采集系统managementterminal的建设具有较高的性价比。需求侧终端软件总体设计采用分层设计的思1总体设计思想想。软件总体架构分为硬件层、系统层和应用层。电力需求侧管理终端采用模块化硬件设计和分硬件层
5、是指硬件物理介质层,是终端实现功能的硬层面向对象软件设计。根据DL/T698—2008[8]、件基础,包括处理器、采集电路、通信硬件接口、存储DL/T614—2007[9]及DL/T645—2007[10]等标准介质、人机界面等。系统层是指管理终端运行时的对需求侧管理终端的功能模块进行梳理和归纳。采系统资源,并进行任务调度以及任务间数据信息传用按功能需求、可兼容和可扩展的设计思想对硬件递。系统层中硬件驱动部分是建立在硬件层之上,模块进行划分。需求侧终端硬件由电能计量基本硬对硬件模块寄存器、引脚直接控制,使硬件能够正确工作;同时,提供函数接口,使上层模块间接
6、访问硬收稿日期:2009202207;修回日期:2009204214。件层,进行数据传输。应用层是指按照终端实际应—104—·新技术新产品·杨永标,等新型电力需求侧管理终端的研制用要求,实现相应的应用功能,如通信协议管理、人端的电源功耗、电池寿命、停电抄表提出了严格的要机界面、数据采集、数据输出等。应用层中包含数据求。因此,在需求侧管理终端设计过程中需要充分预处理部分和终端应用软件部分。数据预处理完成考虑电源及低功耗管理。对电源供电分类、停电下滤波、快速傅里叶变换(FFT)、数据归一化处理等,的通信管理、低功耗控制、电池充电管理、唤醒机制将处理的数据归整为
7、终端应用软件所要求的数据格等进行了充分设计,如图4所示。式。终端应用软件部分按照终端实际应用要求,进行数据管理和通信协议处理。终端软件总体架构如图2所示。图2电力需求侧管理终端软件总体架构Fig.2Totalsoftwarestructureofpowerdemandsidemanagementterminal图3CPU及接口电路的硬件结构2模块化的硬件设计Fig.3HardwarestructureofCPUandinterfacecircuit电力需求侧管理终端采用ATMEL公司的32位ARM926EJ2SThumb核AT91SAM9260,支持大容量
8、SDRAM,NANDFlash存储器接入。外设资源丰富,6个通用异
