基于GPRS的电力负荷管理系统设计

论文摘要

电力负荷管理系统是一个集现代化管理、计算机应用、自动控制、信息技术等多学科技术于一体,能够实现电力营销监控、电力营销管理、用电费用抄收、数据采集和网络连接等多种功能的一个完整的系统。电力负荷控制是利用自动控制技术,由供电部门远方控制用户用电设备开关的通断,使用户尽可能避开高峰时段用电,移到低谷用电,起到削峰填谷作用的技术措施。随着电力市场的发展和供需矛盾的缓解,电力负荷控制系统的控制功能相对减弱,逐渐演变成电力负荷管理管理系统。电力负荷管理可以降低负荷的峰谷差、改变负荷曲线、改善电网运行状况,使有限的电力资源充分发挥效益,减小由于电力供需矛盾造成的损失,符合电力系统发展需要。本文设计了基于GPRS的电力负荷管理系统,充分利用GPRS通信实时在线、按流量计费、高速传输的优点,并在GPRS网络出现故障时,以SMS作为辅助通信通道,有效地避免重要数据信息的丢失,确保通信的稳定和可靠。系统GPRS通信模块选择SIEMENS公司内置TCP/IP协议的无线模块MC55,无需通信协议的开发,加快了产品的开发,利于产品快速投入市场。全文分为6部分。第1章主要介绍电力负荷管理系统的发展历程、电力负荷管理的效益及对企业生产管理的意义,指出了本文研究背景、项目来源及主要工作。第2章给出了电力负荷管理系统结构框图,论述系统的主要功能,阐述系统的工作原理,并简要介绍系统主站的设计。第3章介绍电力负荷管理终端的构成和工作原理,详细阐述终端计量模块的设计,简单讲述负荷控制、通信、电源模块的功能实现,分析电力负荷管理终端的干扰来源和类型,论述其硬件、软件抗干扰和可靠性设计。第4章介绍系统通信中使用的TCP/IP协议和GPRS技术,论述电力负荷管理系统的通信特点、通信方式和组网方案,阐述系统数据传输规约的层次模型和帧格式定义。第5章给出了系统GPRS通信接口的硬件设计和软件实现过程,论述通信软件的可靠性设计,对通信调试数据给出了详细说明。结论部分总结本文的主要工作,提出系统设计的后续工作,论述电力负荷管理系统的发展方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 电力市场简述
• 1.2 电力负荷管理系统的发展
• 1.2.1 国内外电力负荷管理系统的发展历程
• 1.2.2 传统电力负荷管理系统的通信方式
• 1.3 电力负荷管理的效益
• 1.4 项目的研究背景与意义
• 1.5 本文的主要内容
• 第2章 电力负荷管理系统构成
• 2.1 电力负荷管理系统结构
• 2.2 系统的工作原理
• 2.3 系统的主要功能
• 2.4 电力负荷管理系统的主站
• 第3章 电力负荷管理终端设计
• 3.1 电力负荷管理终端构成
• 3.2 电力负荷管理终端工作原理
• 3.3 微处理器S1C33L05 接口设计
• 3.4 计量模块设计
• 3.4.1 计量芯片 ATT7022B
• 3.4.2 电能计量原理
• 3.4.3 采样单元
• 3.4.4 计量单元接口设计
• 3.5 负荷控制模块实现
• 3.6 通信模块设计
• 3.7 系统电源设计
• 3.8 终端抗干扰设计
• 3.8.1 干扰来源与分类
• 3.8.2 硬件抗干扰与可靠性设计
• 3.8.3 软件抗干扰与可靠性设计
• 第4章 电力负荷管理系统通信实现
• 4.1 GSM 和GPRS 技术
• 4.2 TCP/IP 协议简介
• 4.3 系统通信特点
• 4.4 系统通信方式比较
• 4.5 系统组网方案
• 4.6 系统数据传输规约
• 4.6.1 规约层次模型
• 4.6.2 帧格式定义
• 4.7 短消息通信编码方式
• 第5章 电力负荷管理系统GPRS 通信接口设计
• 5.1 微控制器LPC2132
• 5.2 无线通信模块MC55
• 5.3 数据存储器CAT1023
• 5.4 MC55 模块的AT 命令
• 5.5 GPRS 通信接口硬件设计
• 5.5.1 GPRS 通信模块的JTAG 接口
• 5.5.2 MC55 模块启动电路
• 5.5.3 MC55 与LPC2132 接口设计
• 5.5.4 MC55 的SIM 卡接口设计
• 5.5.5 MC55 的电源接口设计
• 5.5.6 CAT1023 与LPC2132 接口设计
• 5.6 GPRS 通信接口软件设计
• 5.6.1 ADS1.2 集成开发环境介绍
• 5.6.2 通信软件设计
• 5.6.3 通信软件可靠性设计
• 5.7 通信调试
• 结论
• 参考文献
• 附录A 攻读学位期间撰写的学术论文与研究项目
• 附录B 基于GPRS 的电力负荷管理终端实物图
• 致谢