CN202503363U - 一种电力线路负荷控制终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电力线路负荷控制终端，由CPU模块、主控模块、液晶显示模块、备用模块、GPRS模块及锂电池和电源及接口模块组成，实现了远方抄表、负荷管理、功率和电量测量、实时数据、数据存储、电压电流功率电量的独立监测、遥信、异常报警、信息显示、终端与前置机通信、远程下载功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力线路负荷控制终端。
背景技术
我国电力供应长期短缺，负荷的监督和控制尤其显得重要。目前不少地方采用的在高峰时强行拉路的分片轮流停电的办法，给用户带来了极大的不便，对有些重要用户造成经济损失。在用户方面，由于电力使用不合理，浪费能源的现象也十分严重。有计划的进行负荷控制，限制在电网用电高峰期的用电负荷，尽量减少全网尖峰负荷的数值，使系统综合负荷曲线更为平坦，才能充分发挥现有发电设备和供电设备的利用率。
我国从20世纪70年代开始建立用电管理机制，应用电力定量器控制用电负荷，缺点是不能实时上传数据和反映现场运行状况，到90年代应用无线电台通信方式进行数据传输、实现了遥测、遥信、遥控，大大提高了用电管理现代化水平。无线电台通信方式要受到一定限制，如：电台发射功率、覆盖面积、中继站的建设、频点选择、邻频对主频干扰等问题。移动通信技术的普及，使得大规模应用GPRS技术进行负荷终端数据通信成为可能。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于GPRS通信的电磁兼容性好、抗干扰能力强、可靠性高、体积小巧、安装及维修方便电力负荷控制终端。
本实用新型的电力负荷控制终端，包括终端由CPU模块、主控模块、液晶显示模块、备用模块、GPRS模块及锂电池和电源及接口模块，CPU主控模块为终端的核心，它控制所有的电路协调工作，在主站的控制下进行数据采集、计算、控制工作，它负责负控报文的解析，主站应用层协议的分析及执行；电源及接口模块实现电源变换及电流电压信号的采集；液晶显示模块实现终端当前状态的指示；GPRS模块完成通过GPRS信道与主站的通信。
GPRS模块是终端的主通信通道，它采用高性能通信模块，与主控MCU通过串行接口进行通信，它的主要功能是接收和发送数据。
为了实现断电后终端的短时间正常工作，以实现断电后的数据上报功能，同时还要向GPRS模块提供电源，在电源电路中设计了后备电池及相关的充放电电路和保护电路。
终端电源采用模块化电源，而且采用了工业化的设计，从而大大提高了终端的安全性能及抗电磁干扰的能力，并有相当强的抗浪涌及抗快速脉冲群的能力。
输入输出电路：输入输出电路对输入的数字量进行隔离，对输出的信号进行驱动后带动光隔及相关执行继电器。
备用接口电路：该电路以后可以扩充其它的功能电路，实现多功能的灵活扩充及配置调整。
脉冲接口电路：脉冲电路由光电耦合器进行隔离，在输入端采用了信号处理和保护措施。脉冲输入有无源开关触点和有源脉冲二种方式，无特别说明时本终端采用无源开关触点方式。
遥信接口电路：遥信接口电路与脉冲接口电路基本相同，由光电耦合器进行隔离。输入端用阻容滤波电路对信号进行处理，并采用了压敏电阻进行保护。
遥控接口电路：遥控电路由主控MCU推动光隔，再经放大后推动执行继电器实现。通过采用双重隔离等技术手段从而达到了较高的抗干扰防误动性能。
本实用新型的电力负荷控制终端目的是一种具有电磁兼容性好、抗干扰能力强、可靠性高、体积小巧、安装及维修方便和特点。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构图。
具体实施方式
一种电力线路负荷控制终端，包括终端由CPU模块、主控模块、液晶显示模块、备用模块、GPRS模块及锂电池和电源及接口模块，其特点是：
主控CPU：主控CPU是终端的核心和大脑，它采用最新一代高可靠性高速的32位ARM。它的主要功能是接受主台的命令，并按其命令执行各种控制、测量以向主台发送有关数据和状态信息，向显示电路提供当地显示数据，它备有电压监视电路，可防止电源在通断过程中丢失数据；备有自恢复电路，能及时检测终端程序的运行情况，一旦程序失控能自动进行系统复位而不影响终端的正常运行。
控制输出继电器：4轮，每轮1个继电器，常开常闭接点可选，接点容量AC250V/5A。
脉冲量输入： 2路、12V、脉冲间隔>100ms，脉冲宽度>80ms。
遥信输入：4路，输入信号为无电位触点信号。
抄表接口：2路RS485，共计可接8只电表。
断电保护数据容量：32Mb，断电保存十年以上。
断电保护实时时钟：断电可运行一年以上。
显示及按键：六个按键菜单式显示，汉字点阵式显示160×160。
工作状态指示：运行、控制、告警、GPRS网络及收发等。
报警：具有常开继电器触点可外接报警设备，触点容量30V/2A。
通信接口：内置TCP/IP协议的GPRS模块，模块内置锂电池，终端断电后仍可与主站通信三次以上。
具体功能及实现如下：
1.远方抄表
终端以RS485接口进行抄表，每路最大支持8路电能表。
负荷数据采集：主站定时自动采集和处理终端的总及分相有功功率、无功功率等数据，生成日、月总功率负荷曲线，功率最大/最小值及出现时间、最大需量及出现时间等。
电能量数据采集：采集正反向有/无功，四象限及分时（4费率）电能量，生成有功及无功电能量曲线。
实时数据采集：采集电压，电流、断相数据，时钟，运行情况等实时信息，方便管理和掌握现场情况。
规约：至少支持二种以上电能表通信规约（国标645规约和根据用户需求扩展的规约）。
2.负荷管理
2.1功率闭环控制：其中包括了时段控、厂休控、营业报停控、当前功率值下浮控等控制类型。主站向终端成功下发控制参数设置和控制命令后，都有相应的操作记录。主站可以对受控轮次进行设定，并且可以输入轮次功率越限的报警时间。根据需要由操作员投入或者解除控制。优先级别从高到低为：功率下浮控，营业报停控，厂休控，时段控。如投入多个，则优先级别最高的有效。
时段控：主站以半小时为最小单位将一天24小时进行时段划分，最多可分成8个控制时段，每个时段均有相应的功率定值。主站可以将功控时段、功率定值和功率定值浮动系数等参数，并下发给终端。时段控可以根据预先设置的控制时段、功率定值、控制轮次等参数制定成若干方案，操作员按照调荷需要选择方案号，实施功率控制。
厂休控：
根据客户的厂休日将一周中的某1天或若干天选定为厂休日，并规定厂休日限电的开始时间、持续时间段以及需要控制的定值参数。主站可以对上述参数进行输入和存储，并下发给终端。终端根据下发参数进行功率控制。
营业报停控：
根据客户申请营业报停起、止时间，确定报停期间的功率定值。主站可以输入并存储营业报停起、止时间和功率定值，并下发给终端，终端根据下发参数实施功率控制。
功率定值下浮控：
主站可以输入当前功率控制下浮系数、当前功率下浮控定值滑差时间等参数，并下发给终端，终端根据下发参数实施功率控制。
2.2电能量定值闭环控制：包括月电能量控制和购电量控制以及催费告警功能。主站可以输入并存储月电能量定值及月电能量浮动系数等参数，并下发给终端，终端根据下发参数实施电量控制。主站可以输入并存储购电量（费）及各费率时段费率，并下发给终端，参数设置成功后，终端根据下发参数实施电量控制。主站向终端成功下发控制参数设置和控制命令后，都有相应的操作记录。月电能量控制和购电量控制可以同时投入，并行使用。所有电能量控制都可以通过远方主站进行投入和解除。
2.3遥控：主站可以根据需要向终端下发遥控跳闸命令，并指明跳闸告警时间和限电时间，如果需要紧急限电，则限电时间设置为0，主站可以根据需要向终端下发允许合闸命令，终端收到命令后可以允许客户合闸。
主站可以向终端下发保电投入命令，保证在设置的保电持续时间内终端的被控开关在任何情况下不受负荷管理系统的跳闸控制。当需要保电解除时，可向终端下发保电解除命令，使终端处于正常受控状态。主站可以向终端下发剔除投入命令，使终端处于剔除状态，此时终端对任何广播命令和组地址命令（对时命令除外）均不响应。向终端下发剔除解除命令，则使处于剔除状态的终端返回正常工作状态。
3.功率和电量测量
终端应能接收电能表输出的脉冲（宽度≥80ms），并根据电能表脉冲常数Kp（imp/kWh）、TV变比Kv、TA变比Ki累积计算电能量、1min平均功率、最大需量；并记录当日、当月最大值和出现时间。脉冲输入累计误差不大于1个脉冲。功率和需量的转换误差在±2‰范围内。
4.实时数据
终端根据需要生成功率、电量、电压、电流、终端状态信息以及终端的控制信息等实时数据。
5.数据的存储
终端能保存实时的运行参数和控制参数，有效的防止参数的丢失。在断电时可保存当前RAM区域内的有用数据，十年不丢失。
过日的时候可保存上日的历史数据，共保存最近30天，内容包括了电量、需量、终端运行统计数据以及曲线等数据。
过月的时候可保存上月的历史数据，共保存最近12月，内容包括了电量、需量以及终端的运行统计数据。
根据抄表日的设置，可保存最近12个抄表日数据。内容包括了终端的电量以及需量统计。
可保存255组一般事件和255组重要事件，队列形式循环，方便事件的查询。
6.电压、电流、功率、电量的独立监测
通过终端附加的副表测量电压、电流、功率、电量、功率因数、相位角等电力参数，用以检测供电质量和窃电行为。
7.遥信
无源触点输入，2路用户开关位置监测和1路计量柜的开闭监视。用户可以通过主站召测实时的遥信状态和变位信息，如发生遥信变位，会生成相应的事件记录，通过主站可以方便的召唤当时的信息。
8.异常报警
终端会记录终端停上电、跳闸纪录、电能表异常、终端异常等事件信息，以供日后查询核对。
9.信息显示
终端有当地汉字显示及键盘。将数据及参数分为实时数据、参数定值、控制状态、电能表示数、中文信息、购电信息、终端信息、参数设置、系统管理、调试信息等十项内容。记录了当前的实时数据和控制信息，可以实时显示主站下发的通知。
10.终端与前置机通信
信道：采用GSM/GPRS，可根据定货要求支持其它信道。
规约：支持国网和有关省管理系统通信规约。
11.远程下载
终端软件版本升级可由主站通过GPRS/CDMA无线网络进行远程程序下载完成。
Claims (1)
1.一种电力线路负荷控制终端，其特征在于：它包括CPU模块、主控模块、液晶显示模块、备用模块、GPRS模块及锂电池和电源及接口模块，CPU主控模块控制所有的电路协调工作，在主站的控制下进行数据采集、计算、控制工作，它负责负控报文的解析，主站应用层协议的分析及执行；GPRS模块是终端的主通信通道，与主控MCU通过串行接口进行通信。
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