分布式电源接入双向计量与监控一体化终端设计

发布时间：2017-04-06 03:02

  本文关键词：分布式电源接入双向计量与监控一体化终端设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在能源紧缺和发展低碳经济的双重影响下,以光伏和储能为代表的分布式电源在居民、商业和工业用户侧电网中的接入比例不断提高。分布式电源与微电网控制技术相结合,使分布式电源充分发挥了节能环保、降低供电损耗、提高供电质量和可靠性等优势。在建设智能电网的主流趋势下,电力用户的互动行为对电网的影响逐渐受到重视。利用电价引导用户制定合理的用电策略,实现削峰填谷、提高电网设备利用率是智能用电建设的主要发展方向之一。本文根据分布式电源接入的用户侧微电网的智能用电管理需求,设计了能够实现双通道电能双向计量与监控的一体化终端。 本文首先结合高级计量架构分析了双向计量与监控一体化终端的功能需求,针对家庭用户、楼宇用户和厂区/园区/小区用户介绍了一体化终端的组网方式,进一步根据一体化终端的应用环境对高级计量架构进行了补充。然后,依据一体化终端的功能需求,设计了硬件和软件实施方案。详细介绍了基于ARM芯片的一体化终端硬件平台,例如,电能双向计量模块、数据存储模块、人机交互模块、通信模块和电源模块。对一体化终端硬件的兼容性设计使其能够应用在单相、三相及不同组网需求环境中。在此基础上,移植了FreeRTOS嵌入式实时操作系统并且根据FreeRTOS进行了设备驱动的设计。在应用软件开发方面,设计了电能双向计量任务、通信任务、人机交互任务、数据存储及控制任务、和能效管理任务的功能。
【关键词】：FreeRTOS 双向计量与监控 LwIP协议栈 嵌入式系统
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM76
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目录9-11
• 1 绪论11-21
• 1.1 研究背景和意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-19
• 1.2.1 智能电网、AMI和智能电表12-15
• 1.2.2 双向计量15-16
• 1.2.3 分布式电源与可控负荷监控16-17
• 1.2.4 需求侧响应17-19
• 1.3 本文主要的研究目标和工作19-21
• 2 双向计量与监控一体化终端功能分析21-31
• 2.1 基于AMI的双向计量与监控一体化终端功能需求22-26
• 2.1.1 家庭微电网的终端功能需求23-25
• 2.1.2 楼宇微电网的终端功能需求25
• 2.1.3 厂区/园区/小区微电网的终端功能需求25-26
• 2.2 双向计量与监控一体化终端对AMI的补充26-27
• 2.3 双向计量与监控一体化终端组网方式27-30
• 2.3.1 家庭微电网的组网方式27-28
• 2.3.2 楼宇微电网的组网方式28-29
• 2.3.3 厂区/园区/小区微电网的组网方式29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 3 双向计量与监控一体化终端硬件平台设计31-44
• 3.1 电能双向计量模块32-36
• 3.2 数据存储模块36-37
• 3.3 通信模块37-40
• 3.4 LCD模块40
• 3.5 电源模块40-42
• 3.6 PCB布局分配42-43
• 3.7 本章小结43-44
• 4 双向计量与监控一体化终端软件平台搭建44-60
• 4.1 FreeRTOS嵌入式实时操作系统移植44-47
• 4.1.1 FreeRTOS嵌入式实时操作系统44-45
• 4.1.2 嵌入式实时操作系统FreeRTOS移植45-47
• 4.1.3 FreeRTOS启动过程分析47
• 4.2 设备驱动开发47-59
• 4.2.1 驱动分类48-50
• 4.2.2 基于UART和CAN总线的驱动50-53
• 4.2.3 IO模拟UART总线的驱动53-54
• 4.2.4 IO模拟LCD并行总线的驱动54-56
• 4.2.5 LwIP协议栈移植56-58
• 4.2.6 中断接收驱动58-59
• 4.3 本章小结59-60
• 5 双向计量与监控一体化终端软件设计60-80
• 5.1 总体任务设计60-62
• 5.2 电能双向计量任务62-67
• 5.3 通信任务67-72
• 5.4 人机交互任务72-76
• 5.5 能效管理任务76-77
• 5.6 数据存储及控制任务77-79
• 5.7 本章小结79-80
• 6 系统调试80-86
• 6.1 硬件调试80-83
• 6.2 软件调试83-86
• 7 总结与展望86-88
• 参考文献88-92
• 附录92

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：288114