多功能智能电表的设计与研究.pdf

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1、分类号密学UDC校代码10497.万卜护才兔劣学位祀多论夫文穿题英文口目多功能智能电表的设计与研究丫丁r七头，夕卜名d公丈，刁一匕尤，〔玉切1.乡61」立男上石〕二)叭夕十姓名李威宣职称副教授学位硕士指导教师单位名称机电工程学院邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称机械制造及其自动化论文提交日期2011年4月论文答辩日期2011年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席月池雌井-—评阅人珑阅灰近载单妙一-2011年5月摘要随着技术水平的不断发展，电力市场化改革不断深化，电力网络系统与电网用户之间的关系越来越紧密，

2、用户对电能质量水平的要求越来越高，分布式发电资源不断增加，可再生能源的数量已经越来越多，现有的电力网络已无法满足如此多的发展要求。智能电网(Smartgrid)的概念应运而生。智能电网是未来电网的发展趋势，即以电力系统为对象，通过数字信息技术和自动控制技术，从发电、配电、输电、储能，用电所有环节形成信息的双向交流，系统地优化了电力的生产、输送和使用。在智能电网的构建中，智能电表是一个十分重要的环节，是数据采集的基本设备之一，是智能电网的数据采集终端，智能电表不但能采集原始数据，还能实时显示用电量与电价，使供电部门与用户进行双向信息交

3、互。本文主要对将在智能电网下运行的多功能智能电表进行设计，主要工作包括以下几点:1总体方案的设计针对智能电网下用户对智能电表的要求，分析智能电表的特点，大致确定智能电表总体的结构设计方案。2智能电表硬件与软件设计根据总体方案，详细设计了智能电表的硬件与软件部分。根据实时性和效率性等要求，采用了双CPU的结构方案即DSP+MCU的方案。由DSP进行数据的运算，MCU进行数据的管理，即实现保存，显示，发送等功能。软件部分主要针对电能计量的软件设计。主要通过FFT实现电能计量，由于DSP都自带各自的FFT算法程序，所以大大节省了工作量。3

4、实验结果误差分析首先简述了误差的分类，一误差的产生，分析了实验仪器的理论精度。其次根据实验结果，分析误差产生的原因。由于FFT是离散采样的方式，会产生频谱泄漏和栅栏效应，针对这2点对FFT算法进行改进，采用加窗插值的方法对结果进行补偿。最后经检验，结果满足设计要求。4无线抄表系统的设计简单介绍了无线抄表系统的结构，数据的传送方式，以及硬件结构设计与软件流程。本文的研究结果表明，加窗插值的方法能很好的减小栅栏效应对谐波电量测量结果的影响，各项指标都能满足设计要求，DSP+MCU的结构将被广泛应用于实时测量仪表中去。关键词:智能电表，D

5、SP，FFT，插值法AbstractWiththeimProvementoftheteehnology，thedeveloPmentofthereformofthePowermarket，therelationshiPbetweenthePowernetW0rkandtheeustomersbeeomeinereaslyinseParable.Inreeeniyears，beeausetherequirementofthelevelofthePowerqualityhasenhaneed，somedistributedPowerge

6、nerationasrenewableenergyhasincreased，thetraditionaleleetricPowerne七刀orkhasbeendimculttosuPPortthedeveloPmenirequirements.SoitleadPeoPletohaveanideaaboutdeveloPsmart幼d.SmartGrid15gradualdeveloPmentProeessaceomPaniedwiththeteehLnologyinnovation，demandsofenergysavingandm

7、anagementsneeds.PeoPlewillhavetheirownunderstandingforSmartGrid，nomateriftheyarefacilitysuPPliers，ITeomPanies，consultingfirms，PubiePowereomPaniesorpowergenerationcomPanies.Smartmeter15thedataeolleetionterminalsoftheSmartGrid，it15oneofthebasieequiPmentofthedataeollectio

8、n.ltsPrimaryrole15toeolleetenergydata，measureandtransPortthedata.ThePaperfoeusesonthedesignofthemulti一九netionalsmartm