新型配電變壓器負(fù)荷監(jiān)測儀的設(shè)計(jì).pdf

1、配電變壓器負(fù)荷監(jiān)測儀是以現(xiàn)代嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)以及電力負(fù)荷控制技術(shù)為基礎(chǔ)的，集電力參數(shù)采集、電能計(jì)量和實(shí)時監(jiān)控等功能為一體的裝置。論文針對日益發(fā)展的半導(dǎo)體芯片技術(shù)和應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)了計(jì)量精度高，功能靈活多變，通信接口豐富的新型配變負(fù)荷監(jiān)測儀。
　　在硬件方面，采用了控制與計(jì)量分離的雙CPU系統(tǒng)。MCU(Micro Control Unit)選用了TI公司的高性能32位嵌入式SOC芯片LM3S9B96，計(jì)量模塊則選擇了ADI公

2、司的高精度電能計(jì)量芯片ADE7878，以求提高系統(tǒng)的實(shí)時性和穩(wěn)定性。裝置提供了RS232、RS485總線接口，可以方便地與其他裝置互連進(jìn)行設(shè)備維護(hù)與數(shù)據(jù)采集。此外，裝置采用了GPRS(General Packet Radio Service)模塊MC52i,可以通過GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)，協(xié)助電力公司分析整個地區(qū)的用電情況，實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷控制。
　　在軟件方面，以LM3S9B96芯片內(nèi)嵌的實(shí)時操作系統(tǒng)SAFERTOS(Safe Rea

3、l Time Operation System)為核心，根據(jù)功能需求，將系統(tǒng)劃分為若干任務(wù)，很好地完成了復(fù)雜任務(wù)間的調(diào)度同步工作。為簡化設(shè)備維護(hù)升級工作，裝置實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程程序更新功能。設(shè)備提供者能夠借助維護(hù)站服務(wù)器，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)更新現(xiàn)場設(shè)備的應(yīng)用程序。
　　新型配變負(fù)荷監(jiān)測儀本身需要存儲大量計(jì)量數(shù)據(jù)。論文根據(jù)數(shù)據(jù)量以及數(shù)據(jù)類型設(shè)計(jì)了基于NOR FLASH的以時間為索引的數(shù)據(jù)庫。為了提高數(shù)據(jù)庫的讀寫效率，延長FLASH芯片使用壽命

4、，定義了NOR FLASH扇區(qū)結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)了適應(yīng)于該結(jié)構(gòu)的FTL（Flash Transfer Level）算法，實(shí)現(xiàn)了FLASH存儲器的擦寫平衡與垃圾回收。
　　另外，論文還設(shè)計(jì)了新型的無功補(bǔ)償算法，該算法在傳統(tǒng)九區(qū)圖算法基礎(chǔ)上，采用動態(tài)規(guī)劃思想，可根據(jù)現(xiàn)場電容器組數(shù)目和補(bǔ)償容量，動態(tài)地生成投切方案。
　　論文完成了新型配變負(fù)荷監(jiān)測儀的設(shè)計(jì)工作，并研制了樣機(jī)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室測試和現(xiàn)場掛網(wǎng)試運(yùn)行，滿足了實(shí)時性與穩(wěn)定性要求，計(jì)量精度