通过智能电力负荷操控与监测体系可对智能配电设备的数字化信息进行收集和处理，完结配电站少人或无人值守，为拟定电力体系规划规划和电力生产计划供给决策依据。本文侧重给出了一种新式的电力负荷操控与监测体系的规划办法。该办法在功用牢靠、高精度、低功耗、小体积的基础上，更能习惯负荷办理、电能剖析、电量集抄、多种操控方法、优化用电剖析等功用需求，可满意电力负荷侧办理的各种使用需求。
l 体系作业原理
图1所示是本体系的作业原理框图。本体系选用适合于嵌入式体系规划的LPC2132FBD64作为主处理器;接口电路首要完结对脉冲量、开关量及模拟量的收集，主处理电路担任对其进行运算，以构成各种功率，电量，电表读数、需量，电流、电压等实时数据。然后由主处理电路再依据这些实时数据以及主站下发的作业参数进行闭环办理，一起将这些实时数据通过I2C总线送到显现驱动电路，再通过LCD液晶模块进行显现。当主站召测信息时，体系再将这些数据通过GPRS发回主站，与此一起，主处理板操控相应的继电器，以到达闭环操控和遥控的意图。本体系突出了模块化规划，各部分功用相对独立，并尽量避免了各模块程序之间的穿插联络。因而具有杰出的伸缩性，可削减日后批改程序和保护程序的作业量，一起可进步程序的可读性、牢靠性和稳定性，使长途晋级和保护成为可能。
2 首要模块功用
2.1 数据收集
本体系的数据收集首先是状况量的收集。即实时收集方位状况和其它状况信息，在产生变位时记入内存，并将其依据需求设定为等候主站查询或自动上报主站两种形式。
其次便是电能表数据收集。一般终端可通过RS-485通讯接口，并按照设定的终端抄表日来收集、存储电表的数据。每台用电办理终端能够一起读取多块电度表。数据存储则可存储两个抄表周期的电量(月末或抄表日零点数据)，并可在主站召测时发送给主站，也可守时发送给主站。
沟通模拟量收集指的是终端选用ATT7022B计量芯片来实时丈量用户侧的三相电压、电流、有功、无功、功率因数、有功电能、无功电能等瞬时值，精度一般为0.5%。
2.2 负控功用
(1)功率定值控
功率定值控可分四种操控方法，以其优先级由低到高别离为时段控、厂休控、经营报停控、当时功率下浮控。终端可依据主站下发的功控时段、功率定值、定值起浮系数、报警时刻、操控次序等指令进行相应的操控方法和操控参数的批改，并可通过音响告警告诉客户。在终端自动履行过程中，可在液晶上显现定值、操控目标、履行成果等。
(2)电能量定值控
电能量定值闭环操控可分为月电能量操控、购电能量(费)操控、催费告警三种操控类型。
(3)遥控功用
终端接收到主站的跳闸操控指令后，将按设定的告警延迟时刻和限电时刻来操控被控负荷开关;一起终端应有音响告警告诉客户，并记载跳闸时刻、跳闸次序、跳闸前功率、跳闸后2 min功率等，一起终端显现屏应显现履行成果。当终端接收到主站的答应合闸操控指令后，由音响告警告诉客户，答应客户合闸。当终端接收到主站的答应/制止通话和答应/制止自动上报指令时，终端将依据主站指令来操控通话并自动上报体系。
2.3 无线通讯功用
本体系选用内置GSM/GPRS模块通讯方法(也可选用外接无线电台通讯方法，用户能够自行挑选)。GPRS作为一种新的通讯手法，在配电自动化使用中有许多长处。而依据GPRS通讯的配电变压器归纳办理体系是一个比较有使用远景的完结计划。
2.4 谐波剖析与报警功用
终端可依据电压、电流谐波阀值对监测点的电压谐波、电流谐波进行剖析，并记载分相2～19次谐波电压含有率及总畸变率日最大值及产生时刻，一起核算分相谐波越限数据。其数据包含分相总畸变电压含有率越限日累计时刻、分相2～19次谐波电压含有率越限日累计时刻、分相总畸变电流越限日累计时刻、分相2～19次谐波电流越限日累计时刻等。当用户的谐波超支时，体系将自动报警。
2.5 事情记载及重要事情上报功用
终端可记载上电、掉电、编程、校时、需量清零、断相、过压、失压、失流、逆相序、超负荷、三相电流不平衡、CT一次短路、CT二次短路、CT二次开路、计量箱开门等事情的产生时刻、状况、数据、事情类型及相关状况。并按照产生的时刻次序分为一般事情和重要事情两个行列别离进行记载，每个行列记载的最大长度为255条，行列则按先进先出方法改写。
关于主站设置的重要事情(如功控跳闸、电控跳闸、遥控跳闸、重要参数改变等)，当事情产生后，终端可实时改写重要事情计数器的内容、作好记载，并通过ACD置位直接自动上报事情记载。
2.6 负荷曲线及历史数据的存储及上报功用
日负荷曲线数据每15分钟收集，每天96个数据，一般保存最近10天的数据(包含有功、无功、电压、电流等数据);并能依据设置上报主站。体系终端具有自动上报功用，它能够将数据上报，也能够被迫上报(等候主站对数据进行招测)，一起可完结对历史数据的查询功用。
2.7 抄表检验功用
为了便利用户知道和终端相连的电能表是否能够通讯成功，也能够通过液晶屏和按键合作设置不同的表地址和通讯速率来进行手动抄表。
3 沟通模拟量收集模块的软硬件完结
3.1 沟通模拟量收集模块的硬件电路
体系通过电压互感器和电流互感器后，可对收集到的用电设备的三相沟通电压值，三相沟通电流值进行处理，再送入ATT7022B芯片进行丈量和核算。图2所示是本体系的电压和电流收集电路。
ATT7022B能够丈量各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功用量以及无功用量，一起还能丈量各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率等参数。ATT7022B芯片的外围电路如图3所示。ATT7022B片内集成了7路16位的ADC，选用双端差分信号输入。最大输入电压是1.5 V，而能够输入最大的正弦信号有效值是1V。实践使用中，能够将电压通道Un对应到ADC的输当选在0.5 V左有，而电流通道，Ib时的ADC输当选在O.1V左右。计量模块首要是对电压、电流采样通道收集的数据进行高通滤波和移相滤波或相位校对进行核算，以得到所需求的参数量(包含电压、电流有效值、功率、频率、相位角等三相参数)，并将这些参数存入相应的寄存器中，然后通过SPI口将参数传输给MC-U。
3.2 ATT7022B与微处理器的数据传输软件流程
图4所示是依据ATT7022B的SPI通讯流程。本程序首要是完结ATT7022B的初始化作业。并依据LPC2132FBD64的查询指令向其发送数据或批改ATT7022B寄存器中的参数。假如遇到异常状况，则由终端自意向监控中心发报警信息。
ATT7022B与微处理器之间的数据传输是由LPC2132FBD64向SPI接口的DIN端送入8位指令字发动的。指令分为读取指令和写入指令两类，可通过指令字的最高位来区别。若最高位为1。则指令为写指令，若最高位为0，则为读指令。
通过读取指令，LPC2132FBD64可读出ATT7022B中的各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功用量以及无功用量，一起还能取得各相电流、电压的有效值以及功率因数、相角、频率等参数。
写入指令即校表指令的相应程序，首要完结对ATT7022B的参数精度批改。ATT7022B有必要通过参数精度批改后才干确保收集成果到达体系的精度要求。
4 体系功用检验
本产品现已通过了现场实验及专家判定，各项功用均可合格。数据收集? 能检验成果和计量中心检验成果的差错在O.2%以内。负控功用通过了500次检验，没有误操作产生。其牢靠性和稳定性方面，除了液晶的作业温度在-20～70度外，其他一切器材的作业温度都在-40～85度，能够应对多种恶劣环境。
5 结束语
本体系能够实时、精确地丈量电网的电能质量数据信息，随时获取实时具体的电能质量监测陈述，并可直接对用电设置进行办理和操控。故能够有效地改进用电负荷的曲线形状，使负荷曲线趋于平整，削减峰谷差，完结电力负荷在一守时空的最佳散布，一起也能够进步用户和电网的负荷率，然后进步发、供、用电设备的利用率，到达电网的安全和经济运转。因为负荷操控与监测体系的广泛使用是电力企业自动化技术发展的趋势，因而，该体系对当时电力企业的电力资源的开发、以及电力企业的经济、供用电次序调整都有着十分重要的含义。
