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本作品針對智能電網(wǎng)雙向的電力潮流和數(shù)字信息流，研發(fā)了一種實(shí)時測量雙向通信智能電表。
1、儲存刷新模塊為智能電網(wǎng)高效節(jié)能管理，實(shí)時提供帶時標(biāo)的電量信息；2、雙向交互式通信模塊，可接收調(diào)控信息及浮動電價，發(fā)送電量及異常故障信息；3、雙向電量計量軟件，通過軟件判斷功率因數(shù)，成功地集成用戶側(cè)的分布式新能源；4、通過發(fā)送檢測到的故障信息，電力公司可快速定位診斷電網(wǎng)故障點(diǎn)。

一、作品目的：針對智能電網(wǎng)雙向的電力潮流和數(shù)字信息流，并且國內(nèi)的分時峰谷電表、預(yù)付費(fèi)電表和自動抄表不支持信息和電能的交互。因此，研發(fā)了一種實(shí)時測量雙向通信智能電表。
二、作品技術(shù)原理：該作品進(jìn)行了以下突破，將之前非實(shí)時測量創(chuàng)新為實(shí)時測量，為智能電網(wǎng)高效節(jié)能管理提供帶有時標(biāo)的電量信息；將之前的單向通信創(chuàng)新為雙向通信，可接收調(diào)控信息及浮動電價，發(fā)送電量及異常故障信息；將之前的單向計量創(chuàng)新為雙向計量，可計量分布式新能源倒送配電網(wǎng)的電能，成功地集成用戶側(cè)的分布式新能源。具體功能實(shí)現(xiàn)如下：
1）實(shí)時提供帶時標(biāo)的電量信息：由微控制器AT89S52、電能計量芯片ADE7878和存儲時鐘芯片DS32C35構(gòu)成實(shí)時測量電路。首先計量芯片對信號處理電路中的電流電壓信號進(jìn)行高速模數(shù)采樣，其次微控制器與計量芯片IIC通信，讀取電壓、電流、功率和功率因數(shù)等電量信息。然后微控制器將電量信息分門別類地寫入DS32C35的各FRAM區(qū)段中，同時讀取DS32C35中時鐘RTC的時間參數(shù)，并且對電量信息綁定時鐘參數(shù)。最后對存儲芯片DS32C35做必要的電量數(shù)據(jù)刷新。在主站召喚時，打包上傳帶時標(biāo)電量數(shù)據(jù)。最終可實(shí)時為智能電網(wǎng)的高效節(jié)能管理，提供帶時標(biāo)的電量信息。
2）雙向交互式通信：雙向通信電路采用收發(fā)器MAX485搭建，通過微控制器的通用異步串行接口UART實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。而嵌入式通信處理程序?qū)邮招畔⑦M(jìn)行拆包，分為上傳命令和電價信息發(fā)布及控制命令。若為上傳命令，打開TXD發(fā)送端口，判斷有無異常故障中斷，有則先打包傳送異常數(shù)據(jù)，無則打包傳送該時段電量信息；若為控制命令，進(jìn)行相應(yīng)的控制操作；若為電價信息發(fā)布命令，顯示實(shí)時電價數(shù)據(jù)，并以實(shí)時電價計費(fèi)。最終可接收調(diào)控信息及浮動電價，發(fā)送電量及異常故障信息。真正實(shí)現(xiàn)了智能電網(wǎng)的信息交互，以及適應(yīng)高級化電力市場。
3）雙向電量計量：規(guī)定電能數(shù)據(jù)的二進(jìn)制代碼最高位為符號位，最高位為1，表示從電網(wǎng)取電狀態(tài)；最高位為0，表示向電網(wǎng)送電狀態(tài)。首先由計量芯片輸出的功率因數(shù)進(jìn)行正反向電量判斷，功率因數(shù)為正時置電能代碼最高位為1，功率因數(shù)為負(fù)時置最高位為0。然后對電能數(shù)據(jù)二進(jìn)制代碼的最高位分別累加即可求得正向和反向總有功?？蓽?zhǔn)確計量分布式新能源倒送配電網(wǎng)的電能，成功地集成用戶側(cè)的分布式新能源。
4）電網(wǎng)故障點(diǎn)快速定位診斷：當(dāng)計量芯片檢測到斷電故障（或其它異常）時，首先計量芯片IRQ0端口向微控制器INT0端口發(fā)中斷申請。其次微控制器讀取計量芯片中狀態(tài)復(fù)位寄存器的中斷事件類型。然后通過微控制器TXD 線發(fā)送故障信號，電力公司可以快速診斷故障點(diǎn)及故障類型，提高恢復(fù)供電的速度。
最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該智能電表可達(dá)到實(shí)時性以及信息和電能交互的效果。
三、作品支撐：
本作品成果在國內(nèi)核心期刊《電網(wǎng)技術(shù)》上發(fā)表1篇論文，并且被權(quán)威期刊《中國電機(jī)工程學(xué)報》錄用1篇（均為第一作者）。而且在教育部科技查新站鑒定為作品的創(chuàng)新點(diǎn)在國內(nèi)未見報道。
本作品已授權(quán)1項(xiàng)國家實(shí)用新型專利，公開實(shí)審1項(xiàng)國家發(fā)明專利。并且智能電表龍頭企業(yè)北京博納電氣有限公司擬轉(zhuǎn)化產(chǎn)品并作推薦。
本作品同時還獲得多位專家的推薦，其中包括2名中國工程院院士，1名中國電力科學(xué)研究院高級工程師。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎
1、2010年3月獲批為國家級大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計劃（URP），并獲得國家教育部1萬元經(jīng)費(fèi)資助，并且在 2011年5月以優(yōu)秀成績結(jié)題；
2、2010年12月在中文核心期刊《電網(wǎng)技術(shù)》發(fā)表論文1篇；2011年4月被中文權(quán)威期刊《中國電機(jī)工程學(xué)報》錄用論文1篇（均為第一作者）；
3、2011年5月在教育部科技查新工作站（G03）鑒定為作品的創(chuàng)新點(diǎn)在國內(nèi)未見報道；
4、2011年6月北京四方繼保自動化股份有限公司評定方案創(chuàng)新，獲得楊奇遜院士推薦； 在國家電網(wǎng)東北電網(wǎng)評定技術(shù)可行，有廣闊應(yīng)用前景，獲得黃其勵院士推薦；在智能電表龍頭企業(yè)北京博納電氣公司鑒定技術(shù)創(chuàng)新可行，擬轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品并進(jìn)行推薦；在中國電力科學(xué)研究院通信與用電技術(shù)分公司評定為技術(shù)方案可行，具有較高的理論和現(xiàn)實(shí)意義。獲副總孫聲波高級工程師推薦；
5、2011年6月獲得省級挑戰(zhàn)杯比賽一等獎。