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基于模块化的电力负荷管理终端设计与实现

作　者: 沈瑞强
导　师: 陆起涌；叶毅
学　校: 复旦大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 电力负荷管理 CAN总线 ARM7 模块化
分类号: TM73
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 54次
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内容摘要

电力负荷管理系统是一种用来改善电网负荷曲线,移峰填谷,保证电网负荷较为均衡的一种技术手段。电力负荷管理终端是系统的重要组成部分,它处于系统的末端,用来采集和监控用户的用电信息。随着电力负荷管理系统应用的不断深入,用户对电力负荷管理终端的功能要求不断提升,不同用户不仅对终端功能配置提出不同的要求,而且还要求终端支持多种类型的通信信道与主站通信。传统采用集中控制、单MCU方式设计的电力负荷管理终端,采用并行总线扩展各个模块,这样的设计方法一方面模块扩展不方便,无法实现终端功能的灵活配置,另一方面并行总线的抗干扰能力也不好,终端的电磁兼容性能不易保证,可靠性较差。本文在分析了电力负荷管理系统的历史、现状和发展方向基础上,提出了一种基于模块化思想的电力负荷管理终端的设计方法,阐述了电力负荷管理终端的原理和硬件设计,详细讨论了CAN总线、分布式电源设计、嵌入式ARM7系统、海量存储、多信道兼容互换等技术在电力负荷管理终端中的应用,论述了这些技术的原理、特点、应用范围和设计要点。采用本论文论述的设计方法设计的样机,解决了传统集中控制式终端的可扩展性问题,实现了电力负荷管理终端功能的灵活配置,使得终端的功能组合变得很容易,实现了终端内各模块的智能化。此外,采用工业总线后,提升了终端的电磁兼容性能的可控性,增强了终端可靠性。在成本可接受的前提下,该课题论述的电力负荷管理终端设计方法具有很好的推广价值。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
引言  5-7
  课题背景  5-6
  课题内容介绍  6-7
第一章电力负荷管理系统  7-16
  1.1 电力负荷管理系统概述  7-10
  1.2 系统组成  10-12
  1.3 系统的发展方向  12-13
  1.4 电力负荷管理终端的主要功能  13-16
第二章电力负荷管理终端的组成部分  16-22
  2.1 电力负荷管理终端的组成部分  16-17
  2.2 集中控制式电力负荷管理终端分析  17-19
  2.3 电力负荷管理终端各模块功能特点介绍  19-22
第三章模块化电力负荷管理终端的关键技术  22-40
  3.1 通讯总线的比较和选择  22-26
  3.2 CAN总线的硬件设计  26-27
  3.3 CAN总线传输协议设计  27-34
  3.4 分布式电源技术  34-35
  3.5 主控模块中的关键技术  35-39
  3.6 本章小结  39-40
第四章模块化电力负荷管理终端设计  40-61
  4.1 终端性能指标  40
  4.2 终端硬件总体设计  40-41
  4.3 终端主控模块设计  41-45
  4.4 显示模块设计  45-49
  4.5 控制输出模块设计  49-51
  4.6 脉冲/状态量输入模块设计  51-52
  4.7 抄表模块设计  52
  4.8 交流采样模块设计  52-56
  4.9 通信模块设计  56-57
  4.10 分布式电源设计  57-58
  4.11 终端可靠性设计  58-60
  4.12 小结  60-61
第五章终端测试记录  61-67
  5.1 CAN总线传输性能测试记录  61
  5.2 Nand Flash文件系统测试  61-62
  5.3 整机测试记录  62-66
  5.4 测试结论  66-67
总结和展望  67-68
参考文献  68-69
致谢  69-70

基于模块化的电力负荷管理终端设计与实现

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