ADI公司推出电能表行业首款经过数字校准的多功能三相电能计量IC

ADI公司推出电能表行业首款经过数字校准的多功能三相电能计量IC

一、ADI公司推出电能表行业首款数字校准多功能三相电能计量IC(论文文献综述)

冯思瑄[1](2020)在《智能用电监测系统设计》文中研究说明针对智能电网及泛在电力物联网建设中对于智能量测设备的需要,满足电力市场化环境下,用户对用电可靠性、安全性以及电能质量的更高诉求,本文设计了一种集电能计量、电能质量分析与用电安全监测于一体的智能用电监测系统。本系统不仅能够对建筑或工业配电的主要节点进行各类用电信息的全面采集和监测,还具备电能质量及谐波分析、异常用电报警等功能,可通过LoRa无线网络将数据传输至远程监视中心,方便管理人员对整体用电情况进行远程监测和管理。首先,本文介绍了课题的研究背景和意义,明确了智能用电监测系统的功能需求,对系统的整体架构进行了设计。其次,从设备层、网络层、监视层三个系统构成层面详细阐述了智能用电监测系统的设计过程。其中设备层由安装在各节点的智能用电监测前端组成,前端采用了DSP+ARM核心架构,利用专用电能测量芯片ADE9000集成的DSP内核对电网中电压和电流信号进行实时运算和处理,获得各种用电数据。使用ARM内核的STM32处理器所构成的主控单元完成数据存储、异常报警、人机界面显示以及数据传输等任务流程。网络层采用LoRa数传模块实现无线组网,数据传输遵循工业仪表中较为通用的Modbus RTU协议。监视层包括PC端监视主站和SQL数据库,既实现了用电数据的远程监视,还可以进行谐波分析,管理人员可以通过SQL数据库对历史数据进行查询。本文从测量性能和通信稳定性两方面对系统进行了测试,该系统能够准确、实时地帮助用户掌握自身用电情况、电能质量以及异常用电信息。最后,对本文的研究工作进行了总结,指出了本系统未来的研究方向,并对研究成果的应用前景进行了展望。

方昊[2](2019)在《低温环境下智能电能表计量特性在线监测系统研究》文中研究指明智能电能表是广泛应用于社会生产生活的电能计量器具,具有计量准确度高、数据采集自动化、远程控制和分时段分费率计量功能。但智能电能表一般适用于户外环境,计量性能易受到负荷、环境温度、湿度、电磁场等因素影响,对智能电能表可靠、准确、稳定运行构成威胁。智能电能表电能计量的准确性、稳定性备受电力企业和用户广泛关注,涉及用户切身利益。因此,掌握低温环境下智能电能表计量性能的变化规律,并进行实时监测具有重要意义。文本研究设计低温环境下智能电能表在线监测系统,对低温环境下智能电能表参量控制和在线监测。本文分析关于智能电能表相关标准、不确定度评定及数据处理准则,对低温环境下智能电能表在线监测系统中的信号源、功率源、智能电能表、误差处理器等组成模块工作原理进行分析。设计低温环境下智能电能表在线监测系统,包括智能电能表、系统硬件设计及系统软件设计。系统硬件设计包括多路升压器、脉冲时钟电路、信号源、功率源部分,系统软件设计包括按键中断程序、串行中断服务程序部分。搭建低温环境智能电能表在线监测系统,对试验样表计量情况进行远程采集、实时控制。本文提出保障低温环境下智能电能表在线监测系统运维准确的技术措施,包括对智能电能表进行检定、对在线监测系统进行校准和不确定度评定。对采集到的样表数据进行分析,研究不同负荷下低温环境和智能电能表计量误差之间的关系。在此基础上,提出采用多项式回归的方法得到以环境温度为自变量,以智能电能表计量误差为因变量的多项式函数。最后通过智能电能表在线监测数据分析表明,低温环境下智能电能表计量误差在-0.5%~+0.5%之间;相比于小负荷工况,大负荷工况下的智能电能表受环境温度影响的程度降低。

张春龙[3](2019)在《电气设备多功能电能仪表设计》文中认为人们的生产生活离不开电能,随着石化能源的日益枯竭以及环境污染的逐渐加剧,人们对电能的消耗越来越多,这也导致电能计量仪表的使用越来越多。当前各类电气设备层出不穷,电能仪表的应用场合更加广泛,因此对电能仪表提出了各种新的使用要求。本文主要研究针对电气设备使用的三相多功能电能仪表,要求仪表具备较高的测量精度,具有较低的成本,具备多样化的通信方式,以满足不同客户的使用要求。论文首先介绍了课题的选题背景和研究意义,在此基础分析了当前电气设备电能仪表发展存在的相关问题。其次讨论了电能仪表设计所需的关键技术,包括ADC模拟数字转化技术和电气参数测量的基本算法,对比分析了不同通信方式的特点以及其适用场景。在对新型电能仪表功能需求分析的基础上,讨论了电能仪表的总体设计。将电能仪表分为强电单元、信号处理单元和显示通信单元,分析了模块化设计的优势。对比分析不同类型控制器的优缺点,选定ADSP-BF531作为核心控制器,选定AD73360芯片作为ADC转换芯片。在总体设计的基础上,重点分析了电能仪表硬件单元的设计。介绍了BF531控制器部分的时钟系统设计,详细分析了系统时钟分频设计方案。研究人机接口单元部分设计,选择LCD12864液晶显示器作为显示单元,采用SPI接口与DSP控制器进行通信。详细讨论了电源管理单元的设计。仪表提供交流和直流两种供电方式,电源缺相时仪表正常工作,交流断电时仪表可以继续运行。重点介绍了通信接口电路设计,研究了各个接口的具体实现方式以及电路实现方式。分析了电能信息采样处理电路设计和DSP最小系统电路设计,给出了详细的电路设计方案。分析了电能仪表的软件系统设计,并对电能仪表进行性能测试。将电能仪表按照不同的功能单元设计不同的子程序,并重点分析了ADC采样子程序的设计。最后从功能测试和性能测试两个角度验证电能仪表的功能和性能。本设计中电能仪表具备常规的RS-232、RS-485和红外通信,同时根据客户的需求可以选配CAN总线通信和4G无线通信方式。该三相电能表满足0.2S级的精度要求,工作稳定可靠。

曹昭祺[4](2019)在《电能计量芯片的数据采集模块设计》文中提出随着环境问题的日益凸显,电能因清洁、方便等优点得到广泛使用,用电量的增加引起了电能计量的快速发展。如何科学、准确地对消耗的电能进行计量成为一个不可忽视的问题。目前,电能计量芯片的主要工作原理为对互感器采集的电压、电流进行模数转换,并通过内部数字信号处理单元完成计算。电流因为与负载大小相关而波动范围较大,这对电能计量芯片的精确计量带来一定的影响。为了解决在负载变化情况下的计量精度问题,设计了一款用于宽电流量程电能计量芯片的数据采集模块,该模块采用TSMC 0.J18μm CMOS工艺实现。该系统由低通滤波器,自动增益控制放大电路,以及Sigma Delta调制器电路组成。其中低通滤波器采用有源二阶低通滤波电路,自动增益控制放大电路由8位逐次逼近型模数转换器、可编程增益放大器、幅度检测模块和增益控制模块组成,Sigma Delta调制器采用四阶反馈式级联积分结构。根据电表的精度等级确定了能满足精度要求的调制器阶数以及量化器位数等重要参数,完成了调制器各级的参数设计,并在Simulink中对加入了各种非理想因素的调制器模型进行仿真验证。其次在Simulink中建立自动增益控制电路模型,验证了自动增益控制系统的功能和稳定性。根据模型中各个模块的性能要求,完成了低通滤波电路、带隙基准电路、自动增益控制放大电路和四阶调制器电路的设计与仿真。最终的仿真结果表明低通滤波电路截止频率为2kHz,自动增益放大电路实现了在差分输入信号幅值在0~lV之间时,将差分信号幅值稳定在250mV~500mV之间。在时钟频率为1.28 MHz,过采样率为128,带宽2 kHz下,Sigma Delta调制器电路信噪比达到101.8dB,满足0.1级电能计量芯片采集精度要求。完成了电路的版图设计,其模拟部分版图面积为800μm×700μm。

梁联晖[5](2019)在《动态负荷环境下电能计量与误差校正方法研究》文中研究表明在现代电力系统中,电气化铁路、变频装置、电动汽车充电桩、电力电子大功率拖动设备等大量随机波动性、非线性和冲击性负荷的接入,导致当前电网电能质量日趋恶化,不仅给电力系统中自动化控制设备、通讯装置等电气化设备的正常稳定工作带来严重影响,还引起电网信号波形发生严重畸变,给电能计量装置的准确性和合理性带来严重挑战。动态负荷环境下电能的准确计量,可为提供发电电厂、输变电单位和用电用户之间进行经济结算提供依据,如何快速、准确的进行电能计量决定了供用电多方的直接经济利益,因此,如何实现对动态负荷环境下电能的准确计量,是电力供需双方共同的迫切需求。本文首先阐述动态负荷环境下电能计量的研究背景和意义,介绍动态负荷复杂电网下稳态信号和非稳态信号的基本概念及其分类指标,分别分析稳态信号和非稳态信号条件下现有电能计量方法和计量装置的研究现状,给出现有动态负荷环境下电能计量技术的计量原理及其优缺点。针对动态负荷环境下电能计量问题,分析动态负荷环境下畸变信号的组成与影响规律,分别构建稳态条件下和非稳态条件下的电网信号简化模型,推导动态负荷下的功率计量数学模型,在研究IEEE Std1459-2010电能计量标准的适应性的基础上,对现有的电能计量方法进行深入研究和比较。为实现动态负荷环境下电能的准确计量,本文采用移频滤波方法实现电网频率测量,通过分析信号非同步采样的时间偏差的原因,推导非同步采样引起的时间偏差计算式,提出非同步采样下时间偏差的校正方法,推导改进二阶复化Newton-Cotes积分算法的计量式,据此建立动态负荷下的改进复化Newton-Cotes电能计量方法。最后分别采用稳态和非稳态下的动态负荷测试信号对所提算法仿真验证,仿真结果表明,本文提出方法可准确有效的实现动态负荷环境下的电能计量。针对动态负荷下电能计量的误差校正问题,深入分析误差产生的规律,推导电压电流信号通道的直流偏置补偿和比差修正方法,建立基于线性插值的角差校正方法,给出误差校正公式;并分析不同温度下对电能计量的影响规律,提出基于三次样条插值的动态负荷下电能计量的比差角差补偿算法。为验证本文提出的动态负荷环境下的电能计量和误差校正方法的准确性和有效性,构建基于新型ADC+DSP+ARM架构的动态负荷环境下的电能计量试验装置,详细阐述以ADS1278为核心的系统信号采集单元、以TMS320C6745为核心的数据处理单元、以MK66FN2MOVLQ18为核心的管理单元的硬件电路设计,给出系统各模块的软件设计流程,建立动态负荷环境下电能计量试验平台。最后通过大量的实测试验与分析,验证本文所提出的电能计量和误差校正方法的有效性和准确性。

徐洋[6](2019)在《基于NB-IoT和LoRa的智能电表设计》文中提出针对智能电表现有各种抄表方式存在抄表范围小、抗干扰能力差、成本高或施工难度大的问题,本论文进行了新型智能电表的设计。本设计能够更好地满足客户需求,降低生产成本,增大抄表范围,提高抄表可靠性。本设计中智能电表以R8CL36C单片机为控制核心,通过ATT7028A高精度电能计量芯片实现对电压和电流信号的快速处理,通过LoRa技术和窄带物联网(NB-IoT)技术实现远程抄表功能。智能电表的主要电能数据通过FFT算法计算获得,该算法通过ATT7028A内部集成的DSP数字信号处理电路实现。校表台通过对ATT7028A电能计量芯片内部寄存器进行参数设置使电能表的计量精度达到1级表的要求。本设计利用利尔达N30模块设计了 LoRa通信模块,从而将LoRa技术应用到智能电表的抄表系统中。LoRa技术融合了数字扩频、前向纠错编码和数字信号处理等多种技术,解决了数据远距离传输与设备低功耗性能之间的矛盾。本设计利用NB05-01模块设计了 NB-IoT通信模块。NB05-01模块采用了 PSM、eDRX等创新技术。PSM技术使通信模块能够进入PSM模式来关闭数据处理、射频等功能从而显着降低模块功耗。eDRX技术延长了设备的寻呼周期,减少了设备的寻呼次数,进一步降低了设备的功耗。两种通信技术的结合应用不仅降低了施工难度,扩大了抄表范围,提高了抄表操作的可靠性而且降低了生产成本和维护费用。本课题在完成智能电表系统软件和硬件设计的前提下,根据国家电子式交流电能表检定规程进行设备校正调试。经过校表调试,本设计中的电能表符合国家标准GB/T17215.321-2008对1级交流有功电能表的要求。

李恺[7](2019)在《电动汽车充电设施计量方案的技术与经济性评价研究》文中指出电动汽车是全球目前最热门的绿色能源发展领域之一,从美国的特斯拉到中国的比亚迪、北汽、奇瑞等品牌系列车型均已推入市场,并获得了良好的市场反响。根据国家工信部推出的《汽车与新能源汽车产业发展规划》,到2020年,我国新能源汽车保有量达到500万辆,以混合动力汽车为代表的节能汽车达到1500万辆以上。按照国务院颁布的《政府机关和公共机构购买新能源汽车实施方案》规定,车辆充电接口与新能源汽车数量比例不低于1∶1,充电设施的建设正处于井喷期。与电动汽车及充电领域磅礴发展不对称的是,充电电能计量方案没有统一明确的规范,计量装置的配置五花八门,计量性能参差不齐。这给充电运营商和用户的经济利益带来了不良影响,严重制约着充电领域的有序发展。本文以充电设施计量方案的技术和经济性评价为目的,提出基于模糊数学和专家系统的多源多层次评价体系,涵盖4个评价面,包含14个基本评价要素。14个评价要素中按照评价策略分为经验性评价要素和量化性评价要素。在经验性评价过程中,采用专家系统结合模糊评价的方法,设计语义规则库,将专家们的语义评价信息转化为相应的模糊状态集。在量化性评价过程中,设计针对每个因素的模糊隶属函数,将已有量化指标转化为模糊映射集。将经验性评价状态集和量化性评价状态集进行融合,设计语势语义加权规则,将专家们的评价通过加权系数体现,完成14个基本评价要素的融合,综合考虑每个要素的重要程度。为了获取量化性评价要素的基本数据,采用市场调查、理论分析、仿真计算、实验室检测、现场检测等多种方式得到计量装置配置成本、标定准确度、周期校验成本、周期轮换成本、充电损耗成本、多因素影响下计量准确度偏移等8类基本数据。归纳总结出7种计量方案、5种计量装置配置模式,适用于市场上现有的充电运营网络,并在此基础上开展具体的计量方案经济性量化评价,得到最适性计量方案。本文的计量方案经济性评价方法和评价结果从多源分析出发,比较全面地揭示了影响计量运营经济性的诸多要素,为充电站设计、设备采购、建设、运维工作提供了理论和实践参考。

李天培[8](2018)在《高精度智能电力仪表的研究与开发》文中进行了进一步梳理电能是现代社会重要的能源形式,电力产业已然成为整个社会的基础产业。电力系统的安全可靠运行至关重要,而电力系统的谐波污染是影响其稳定运行的重要因素。而且在太阳能和风能等新能源的蓬勃发展下,如何实现规模化发展下新能源的高效安全合理的利用,将是未来智能电网建设的核心内容和重要目标。智能电力仪表作为连接用户和智能电网之间的关键节点,能够实现对电网运行状态和电能质量的监控,将是未来智能电网发展的客观需求,同时也是智能电网实现对新能源合理分配和利用的关键设备。在此背景下,本课题研究并设计了一款高精度的智能电力仪表,实现对电网运行状态和电能质量的监测。首先,本文根据智能电力仪表的检测原理,详细分析各个基本电参量的计算原理及其数字实现方式。针对电能质量分析功能,讨论了交流信号离散采样下的FFT谐波分析方法,介绍了傅里叶变换的基本原理。针对使用FFT进行谐波分析导致的频谱泄露和栅栏效应等问题,讨论了各种窗函数特点及其在FFT算法中运用,提出了基于Nuttall窗插值的FFT谐波分析方法和各个电能质量参数的实现方式,提高了电能质量分析的精度。其次,根据智能电力仪表的功能需求,完成了系统的硬件设计和软件设计。系统的硬件部分给出基于ATT7022E和MK02FN128VLH10的硬件解决方案,详细介绍了系统电源模块、主控制器、实时时钟、外部扩展的FRAM存储器、RS485通讯以及人机交互模块的电路设计。系统软件采用模块化的设计思想,完成了系统主程序、数据采集、数据的远程通讯、液晶显示、外部事件报警记录、基本电参量计算以及基于加窗插值FFT算法的电能质量分析程序的设计。同时本文还分析了在硬件设计和软件设计时引入的误差及其原因,并且给出了相应的减小或消除误差的措施,设计了智能电力仪表详细的软件校表流程。最后对系统进行模块功能和整机的测试。实验结果表明所设计的智能电力仪表能够对电网的运行状态和电能质量进行监控,通过对实验数据的误差分析,智能电力仪表对电压电流有效值、2-31次谐波、有功测量的测量误差达到0.2%,对于无功测量的误差达到1%,并且具有较好的温度特性。

马文秀[9](2017)在《智能电能多功能测量仪的研究》文中研究指明随着电力行业的迅速发展,电能紧缺已经成了亟待解决的问题,在总发电量一定的前提下,如何提高电能的利用率,实时在线对电量参数的准确监测,已成为当务之急。本课题着眼国内外电表的发展现状和实际需求,设计了一款智能电能多功能测量仪。其主要功能包括电力参数监测、数据存储、故障告警、显示、远程通信、多路开关量和模拟量输入输出等。灵活应用于各种常用低压(100V/220V/380V)供配电系统。本课题主要研究内容有:1、电量采集方法的选择。针对国内外电量采集技术的发展历史和研究现状,进行对比筛选,本设计采用电阻分压和PT隔离相结合的方法,即避免了LC采样带来的相位移动,又使输入输出隔离,提高检测精度和可靠性。2、智能控制系统的设计。本课题选用STM32系列单片机作为主控器件,采用测量误差小于1‰的ADE7878三相电量计量芯片,不仅达到了电能参数的采集速度,而且能够提高整个系统的测量精度,使运行速度大大提升。3、输入/输出控制设计。本课题设计了多路开关量输入、输出和多路模拟量输出接口。并将开关量输入分为有源输入和无源输入两种方式,来满足客户不同的需求。4、人机交互界面的设计。本课题采用两路电气隔离RS-485的通讯方式,提高了系统“四遥”通讯的可靠性。设计了可视化人机交互界面,可以方便的对三相电量参数进行监测和存储,并绘制出实时曲线,直观的观察到参数的变化趋势,及时做出反馈。本课题设计的智能电能多功能测量仪,能够实时、可靠的对三相电力系统的电量参数进行测量,经过实验验证,测量精度可以达到2‰,远远高于传统三相电表;可视化人机界面方便快捷,能够实时监测电网参数;超大数据存储空间,可以存储历史数据,方便用户快速调用,预测电网用电趋势。

姜延战[10](2015)在《三相本地费控智能电能表的设计》文中指出随着电子技术和通信技术的飞速发展,电力设备逐渐实现了智能化、数字化、网络化,为智能电网的发展奠定了技术基础。智能电网的发展对电能表的相关技术提出了新的要求,在功能及智能化方面提出了更高的目标,除了具备基本的计量功能之外,还要实现分时计量功能、预付费功能、结算功能、负荷监控、用电管理及相关控制功能。本设计从电能表实际应用的角度出发,结合相关电能表的设计要求,针对本地及远程预付费相关功能设计了一款三相智能电能表,本设计的主要特点是能够实现本地充值、扣费及拉合闸控制功能。设计过程整体上采用模块化的设计思路和面向对象的设计思想,通过对电能表系统设计要求进行分析,将系统设计分解为的若干子模块,先针对模块进行开发及测试,最后进行系统联调与验证。在硬件设计方面,采用基于ARM Cortex-M3内核的CP3268为主控芯片,ADE7878为计量芯片,此外,本设计主要针对CPU卡模块、ESAM模块及继电器控制模块进行设计,同时对CPU卡模块与ESAM模块之间的数据交互进行分析和设计,在对继电器控制模块电路设计中增加了容错方面的处理;软件设计方面,采用C++语言进行分层次、分模块的设计开发,对模块功能进行抽象,建立相应的模型,降低模块之间的耦合度,提高了系统的开发效率及可维护性。通过对电能表的设计进行全面的调试和测试,验证了本地费控智能电能表设计的各项功能及性能指标。三相本地费控智能电能表的设计具有计量精确、功能完善、性能可靠等特点,达到了既定的设计要求。

二、ADI公司推出电能表行业首款数字校准多功能三相电能计量IC(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、ADI公司推出电能表行业首款数字校准多功能三相电能计量IC(论文提纲范文)

(1)智能用电监测系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 智能用电技术研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 系统总体方案设计
    2.1 智能用电监测系统功能需求
    2.2 智能用电监测系统基本设计要求
    2.3 智能用电监测系统总体架构
        2.3.1 智能用电系统技术指标
        2.3.2 智能用电监测系统组成
        2.3.3 智能用电监测系统工作机制
        2.3.4 无线通信方案
    2.4 本章小结
第3章 智能用电监测前端设计
    3.1 硬件整体架构
    3.2 信号输入单元设计
    3.3 测量单元设计
        3.3.1 专用测量芯片选型
        3.3.2 测量单元硬件电路设计
    3.4 主控单元设计
        3.4.1 主控MCU选型
        3.4.2 STM32 最小系统设计
        3.4.3 存储模块电路设计
        3.4.4 通信模块电路设计
        3.4.5 温度检测模块电路设计
        3.4.6 报警模块电路设计
        3.4.7 按键电路设计
        3.4.8 显示模块电路设计
        3.4.9 主控单元PCB设计
    3.5 软件整体架构
    3.6 软件开发平台及开发流程
        3.6.1 开发平台
        3.6.2 开发流程
    3.7 SPI通信程序设计
        3.7.1 SPI概述
        3.7.2 SPI通信原理
        3.7.3 SPI读写操作
    3.8 智能用电监测前端测量功能实现
        3.8.1 测量操作流程
        3.8.2 基本电力参数测量
        3.8.3 电能质量参数测算
        3.8.4 异常用电报警
    3.9 本章小结
第4章 基于Modbus协议的LoRa无线通信设计
    4.1 无线通信整体结构设计
    4.2 无线通信模块选型
    4.3 Modbus协议程序设计
        4.3.1 Modbus协议概述
        4.3.2 Modbus通信原理
        4.3.3 Modbus RTU程序实现
    4.4 本章小结
第5章 智能用电远程监测平台设计
    5.1 相关技术概要
        5.1.1 C#语言
        5.1.2 WinForm
        5.1.3 SQL Server
    5.2 基本架构
    5.3 软件界面
    5.4 谐波分析方法及程序实现
        5.4.1 谐波的产生和危害
        5.4.2 谐波的分析方法
        5.4.3 基于FFT的谐波分析原理
        5.4.4 FFT算法实现
    5.5 本章小结
第6章 智能用电监测系统测试
    6.1 性能测试
        6.1.1 交流电压、电流有效值测量准确度测试
        6.1.2 相位测量准确度测试
        6.1.3 频率测量准确度测试
    6.2 通信测试
    6.3 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
在学期间发表的学术论文及其他成果
在学期间参加专业实践及工程项目研究工作
致谢

(2)低温环境下智能电能表计量特性在线监测系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 研究目的和意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 电能表与相关标准现状
        1.3.2 电能计量在线监测系统现状
    1.4 设计指标要求
    1.5 本文主要研究内容
第2章 温度对智能电能表影响关键技术分析
    2.1 智能电能表技术分析
        2.1.1 计量技术
        2.1.2 显示技术
        2.1.3 电力线载波通信技术
        2.1.4 RS-485总线通信技术
        2.1.5 芯片技术
    2.2 温度对智能电能表计量精度影响分析
    2.3 测量数据处理方法
        2.3.1 智能电能表标准
        2.3.2 测量不确定度评定与表示
        2.3.3 格拉布斯准则
    2.4 本章小结
第3章 低温环境智能电能表在线监测系统设计
    3.1 监测系统设计方案
        3.1.1 监测系统总体设计方案
        3.1.2 信号源模块
        3.1.3 功率源模块
        3.1.4 智能电能表模块
        3.1.5 误差处理模块
    3.2 低温环境智能电能表设计
        3.2.1 计量芯片
        3.2.2 火线电流采样设计
        3.2.3 零线电流采样设计
        3.2.4 电压采样电路设计
        3.2.5 信号传输
    3.3 监测系统硬件设计
        3.3.1 多路升压器
        3.3.2 脉冲时钟电路
        3.3.3 信号源设计
        3.3.4 功率源设计
    3.4 系统软件设计
        3.4.1 按键中断服务程序设计
        3.4.2 串行中断服务程序设计
        3.4.3 误差补偿程序设计
    3.5 本章小结
第4章 低温环境智能电能表在线监测系统搭建与运行
    4.1 在线监测系统搭建
        4.1.1 试验基地
        4.1.2 样本方案
        4.1.3 试验方案
        4.1.4 显示单元
    4.2 在线监测系统运行
        4.2.1 实时监测功能
        4.2.2 远程控制功能
        4.2.3 数据存储与调用功能
    4.3 运行故障分析
    4.4 本章小结
第5章 技术措施与试验结果分析
    5.1 运维保障措施
        5.1.1 电能表准确度保障措施
        5.1.2 检定装置准确度控制措施
    5.2 参数评定
        5.2.1 检定装置不确定度评定
        5.2.2 检定装置的稳定性评定
        5.2.3 检定装置的多路一致性评定
    5.3 检定装置压降处理
    5.4 试验结果分析
        5.4.1 试验数据结果
        5.4.2 低温环境对计量误差影响分析
        5.4.3 计量误差拟合分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历

(3)电气设备多功能电能仪表设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题的背景及意义
    1.2 国内外电气设备仪表研究概况及发展趋势
        1.2.1 国内外电能表的发展概况和发展趋势
        1.2.2 国内外电能计量芯片的研究状况
    1.3 目前电气设备仪表发展存在的相关问题
    1.4 本文的主要内容和结构安排
2 电气设备多功能电能仪表设计关键技术分析
    2.1 电气设备多功能电能仪表总体结构
    2.2 模拟信息采样技术
    2.3 通信技术
        2.3.1 有线通信方式分析
        2.3.2 无线通信方式分析
    2.4 电气参数测量基本算法
        2.4.1 电压和电流有效值测量
        2.4.2 有功功率测量
        2.4.3 频率测量
        2.4.4 准同步算法
    2.5 本章小结
3 多功能电能仪表的总体设计
    3.1 多功能电能仪表的需求分析
    3.2 多功能电能仪表的总体设计
        3.2.1 强电单元
        3.2.2 信号处理单元
        3.2.3 显示通信接口单元
        3.2.4 三个单元分开设计的优势分析
    3.3 关键器件的对比选择
        3.3.1 主控制器的对比选择
        3.3.2 ADC芯片的选择
    3.4 本章小结
4 多功能电能仪表各个功能单元详细设计
    4.1 BF531 控制器系统时钟设计
    4.2 人机接口单元设计
    4.3 电源管理单元设计
        4.3.1 供电单元的需求分析
        4.3.2 供电单元的具体设计
    4.4 通信接口电路设计
        4.4.1 红外通信接口电路
        4.4.2 RS-232 通信接口设计
        4.4.3 RS-485 通信接口设计
        4.4.4 4G无线通信接口设计
        4.4.5 CAN总线电路设计
    4.5 电能信息采样处理电路设计
    4.6 DSP工作最小系统电路
    4.7 本章小结
5 多功能电能仪表软件设计与性能测试
    5.1 系统软件总体结构
    5.2 ADC采样子程序设计
    5.3 多功能仪表的测试
        5.3.1 多功能仪表的功能测试
        5.3.2 多功能仪表的性能测试
    5.4 本章小结
结论
参考文献
附录A 附录内容名称
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(4)电能计量芯片的数据采集模块设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 选题的背景和意义
    1.2 国内外研究动态及发展趋势
        1.2.1 国内外研究现状
        1.2.2 国内外发展趋势
    1.3 本文的设计目标和主要工作
2 电能数据采集系统组成及原理
    2.1 电能数据采集原理
    2.2 芯片计量误差与ADC分辨率的关系
    2.3 Sigma Delta调制器的基本原理
        2.3.1 一阶Sigma Delta调制器
        2.3.2 二阶和高阶单环Sigma Delta调制器
        2.3.3 多位量化器Sigma Delta调制器
        2.3.4 系统的调制器结构
    2.4 自动增益控制原理
        2.4.1 反馈式增益控制原理
        2.4.2 前馈式增益控制原理
        2.4.3 可变增益放大器
    2.5 系统的设计方案
    2.6 本章小结
3 电能数据采集系统建模及验证
    3.1 Sigma Delta调制器建模
    3.2 调制器的非理想特性及建模
        3.2.1 运放的有限增益
        3.2.2 运放的有限增益带宽积和摆率
        3.2.3 开关的非理想特性
        3.2.4 时钟抖动
        3.2.5 加入非理想特性的Sigma Delta调制器仿真
    3.3 自动增益控制建模
        3.3.1 低通滤波器模型
        3.3.2 ADC模型
        3.3.3 信号幅度计算模块模型
        3.3.4 PGA模型
        3.3.5 PGA控制模块模型
        3.3.6 系统模型仿真
    3.4 本章小结
4 电能数据采集系统电路设计及验证
    4.1 低通滤波电路
    4.2 带隙基准电路
    4.3 模拟开关
    4.4 全差分运算放大器
    4.5 8位ADC设计
        4.5.1 动态比较器和锁存器
        4.5.2 8位DAC设计
        4.5.3 SAR控制逻辑设计
    4.6 可编程增益放大器设计
    4.7 幅度检测模块和PGA增益控制模块
    4.8 非交叠时钟设计
    4.9 4阶Sigma Delta调制器
    4.10 整体电路仿真
    4.11 本章小结
5 电能数据采集电路版图设计
    5.1 版图设计的注意事项
        5.1.1 布局
        5.1.2 电源和地线
        5.1.3 匹配
        5.1.4 屏蔽
        5.1.5 天线效应
    5.2 本课题版图设计
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录

(5)动态负荷环境下电能计量与误差校正方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 稳态信号电能计量技术研究现状
        1.2.2 非稳态信号电能计量技术研究现状
    1.3 课题来源与研究的主要内容
第2章 动态负荷环境下电能计量方法研究
    2.1 IEEE Std 1459-2010 标准的研究分析
    2.2 动态负荷环境下电网模型建立和功率计量数学模型
        2.2.1 动态负荷环境下复杂电网信号模型的建立
        2.2.2 动态负荷环境下电网简化模型与功率计量的数学模型
    2.3 动态负荷环境下电能计量方法分析与比较
        2.3.1 动态负荷环境下现有电能计量算法
        2.3.2 电能计量新方法的选取
    2.4 本章小结
第3章 动态负荷环境下电能计量新方法研究
    3.1 电网频率测量
    3.2 移频滤波的频率测量方法
        3.2.1 移频算法
        3.2.2 Sinc滤波频率计算
    3.3 基于改进的复化Newton-Cotes算法的电能计量方法
    3.4 算法仿真实验与分析
        3.4.1 稳态信号下算法仿真实验与分析
        3.4.2 非稳态信号下算法仿真实验与分析
    3.5 本章小结
第4章 动态负荷环境下新型电能计量装置的研发
    4.1 新型电能计量装置硬件设计方案
    4.2 数据采集单元
        4.2.1 ADC器件的选型
        4.2.2 电源电路的设计
        4.2.3 信号调理电路的设计
        4.2.4 A/D数据转换电路的设计
    4.3 数据处理单元
        4.3.1 DSP主控电路的设计
        4.3.2 存储模块电路设计
    4.4 数据管理单元
    4.5 软件设计
        4.5.1 主程序模块
        4.5.2 数据处理模块
        4.5.3 数据传输模块
        4.5.4 电能脉冲输出模块
    4.6 本章小结
第5章 动态负荷环境下电能计量误差校正方法
    5.1 误差来源与分析
    5.2 误差校正
        5.2.1 直流偏置与比差校正
        5.2.2 角差校正
        5.2.3 温度与系统误差校正
        5.2.4 误差校正算法流程
    5.3 本章小结
第6章 实际测试与检验
    6.1 校表方案
    6.2 测试项目与结果分析
        6.2.1 正弦信号条件下测试
        6.2.2 非正弦信号条件下测试
    6.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间主研的科研项目
附录B 动态负荷环境下电能计量试验平台实物

(6)基于NB-IoT和LoRa的智能电表设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 课题的背景与意义
    1.2 国内外发展概况
    1.3 课题研究的主要内容
2 电能表设计方案与工作原理
    2.1 电能表设计方案
    2.2 智能电表谐波电能计量的理论基础
3 智能电表的硬件电路设计
    3.1 三相智能电表的硬件电路设计
    3.2 电能计量插座的硬件电路设计
4 智能电表的软件设计
    4.1 三相智能电表的软件设计
    4.2 电能计量插座软件设计
5 电能表校表调试与分析
    5.1 电能表校表和检测装置说明
    5.2 液晶显示、继电器检测和刷卡测试
    5.3 通信测试
    5.4 校表调试
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录
作者简历
致谢
学位论文数据集

(7)电动汽车充电设施计量方案的技术与经济性评价研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外充电运营策略研究现状
        1.2.2 充电设施计量装置适用性研究现状
        1.2.3 电力系统状态评价国内外研究现状
    1.3 论文来源
    1.4 主要研究内容
第2章 电动汽车充电设施计量方案分析
    2.1 充电站典型业务场景
        2.1.1 充电时长划分的典型业务场景
        2.1.2 充电原理划分的典型业务场景
        2.1.3 本研究针对的典型业务场景
    2.2 典型充电业务场景下的计量方案研究
        2.2.1 典型业务场景下计量模式研究
        2.2.2 典型业务下的计量方案研究
    2.3 本章小结
第3章 典型充电场景下计量装置运行准确度评价
    3.1 典型充电场景下电能质量建模分析及实测
        3.1.1 非正弦电路的谐波与功率因数分析
        3.1.2 充电机谐波理论分析
        3.1.3 充电站仿真模型搭建和谐波计算
        3.1.4 电动汽车充电站电能质量现场检测
    3.2 直流分量对电能计量装置影响的建模分析及实测
        3.2.1 直流分量对电流互感器影响
        3.2.2 直流分量对交流电能表影响
    3.3 谐波、纹波对电能计量装置影响的建模分析及实测
        3.3.1 谐波对电流互感器输出的影响分析和测试
        3.3.2 电阻分压器的频谱特征分析
        3.3.3 分流器的频谱特性分析
        3.3.4 电子式电能表的频谱特征分析
    3.4 环境温度对电能计量装置影响的建模分析及实测
        3.4.1 温度对电流互感器计量准确性影响分析及实测
        3.4.2 温度对电流分流器计量准确性影响分析及实测
        3.4.3 温度对电阻分压器计量准确性影响分析及实测
        3.4.4 温度对电子式电能表计量准确性影响分析及实测
    3.5 计量装置损耗对计量准确性的影响
        3.5.1 通用交流计量装置计量准确性受损耗影响分析
        3.5.2 通用直流计量装置计量准确性受损耗影响分析
    3.6 本章小结
第4章 充电场景下计量方案经济性评价
    4.1 多维状态评价的基本理论
    4.2 充电场景下计量方案的经济性量化评价建模
        4.2.1 计量方案经济性评价因素及层次分析
        4.2.2 充电网络运营经济性计量因素评价机制
    4.3 基于典型充电场景的计量方案经济性量化评价
        4.3.1 典型充电场景计量方案的基础性指标评价
        4.3.2 典型充电场景计量方案经济性评价结果
    4.4 实例运用
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间的论文及专利

(8)高精度智能电力仪表的研究与开发(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状及发展
        1.2.1 电力仪表的发展
        1.2.2 智能电力仪表特点
        1.2.3 国内外研究现状
    1.3 课题研究的意义及目的
    1.4 课题研究的内容
第二章 高精度智能电力仪表的理论基础
    2.1 基本电参量计算
        2.1.1 电压、电流及有功功率计算
        2.1.2 无功功率和视在功率计算
        2.1.3 四象限电度
        2.1.4 其他基本电参量计算
    2.2 电能质量分析计算
        2.2.1 傅里叶变换的理论基础
        2.2.2 离散傅里叶变换常见问题
        2.2.3 加窗插值FFT算法设计
        2.2.4 电能质量衡量指标
    2.3 本章小结
第三章 高精度智能电力仪表的硬件设计
    3.1 智能电力仪表硬件设计概述
    3.2 信号调理和数据采集模块设计
        3.2.1 专用计量芯片ATT7022E简介
        3.2.2 计量芯片ATT7022E电路设计
        3.2.3 电压电流采样电路设计
    3.3 单片机最小系统设计
        3.3.1 单片机MK02FN128VLH10简介
        3.3.2 MK02FN128VLH10最小系统设计
    3.4 电源模块设计
        3.4.1 开关电源电路设计
        3.4.2 后级稳压电路设计
    3.5 其他外部扩展电路设计
        3.5.1 数据存储单元和实时时钟电路设计
        3.5.2 人机交互界面单元电路设计
        3.5.3 远程通讯单元电路设计
        3.5.4 开关量输入和电能脉冲输出电路设计
    3.6 本章小结
第四章 高精度智能电力仪表的软件设计
    4.1 系统软件编辑环境和编译环境
    4.2 系统软件设计原则
    4.3 系统软件总体设计
        4.3.1 系统主程序模块设计
        4.3.2 数据采集及处理程序设计
        4.3.3 远程通信模块程序设计
        4.3.4 人机交互模块程序设计
    4.4 本章小结
第五章 智能电力仪表的校准和实验验证
    5.1 智能电力仪表检测误差来源
        5.1.1 硬件电路设计时引入误差
        5.1.2 硬件电路设计时引入的其他误差
        5.1.3 软件设计时引入误差
    5.2 设计中减少误差的措施
        5.2.1 硬件措施
        5.2.2 软件措施
    5.3 系统校表流程
    5.4 系统实验验证
        5.4.1 方案可行性验证
        5.4.2 测量误差分析
        5.4.3 谐波分析验证
        5.4.4 温度特性
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录
    附录1 设计实物照片
    附录2 部分液晶显示截图
        1.基本电参量
        2.电能质量分析
个人简历
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(9)智能电能多功能测量仪的研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 智能电能多功能测量仪的国内外发展现状
        1.2.1 国外电能多功能测量仪的发展现状
        1.2.2 国内电能多功能测量仪的发展现状
    1.3 课题研究的主要内容及章节安排
第二章 电能参数的计量与分析
    2.1 电压、电流有效值的理论分析
    2.2 有功功率的理论分析
    2.3 无功功率的理论分析
    2.4 视在功率的理论分析
    2.5 功率因数的理论分析
    2.6 电能的理论分析
    2.7 本章小结
第三章 系统总体设计方案
    3.1 系统的整体方案设计
    3.2 电能计量方案选择
    3.3 电能计量芯片选型
    3.4 主控制器的选择
    3.5 电压互感器和电流互感器的选型
    3.6 上位机
    3.7 本章小结
第四章 系统硬件设计
    4.1 系统硬件框架
    4.2 主控制器和人机交互界面设计
        4.2.1 STM32F429单片机最小系统设计
        4.2.2 数据存储设计
        4.2.3 JTAG接口设计
        4.2.4 ADE7878最小系统设计
        4.2.5 人机交互界面设计
        4.2.6 电源模块设计
    4.3 电能参数采集计量模块设计
        4.3.1 电压采样电路设计
        4.3.2 电流采样电路设计
    4.4 开关量输入设计
        4.4.1 无源输入电路
        4.4.2 有源输入电路
    4.5 开关量输出设计
    4.6 脉冲输出和模拟量输出设计
        4.6.1 脉冲输出电路
        4.6.2 模拟量输出电路
    4.7 RS-485 通讯设计
    4.8 本章小结
第五章 智能仪表软件设计
    5.1 系统主程序设计
    5.2 电能计量模块软件设计
        5.2.1 ADE7878初始化
        5.2.2 ADE7878校准
        5.2.3 电参数采集和计量
    5.3 通讯模块软件设计
        5.3.1 UART接收与发送模块软件设计
        5.3.2 帧格式解析与数据帧封装模块软件设计
        5.3.3 读写数据命令操作模块软件设计
    5.4 定时器中断软件设计
    5.5 模拟量零值、满值校准软件设计
    5.6 本章小结
第六章 系统测试与分析
    6.1 测试环境
    6.2 硬件调试
        6.2.1 电压采集模块调试
        6.2.2 电流采集模块调试
    6.3 软件调试
    6.4 系统整机测试
        6.4.1 电能参数的测试与分析
        6.4.2 RS-485通讯功能测试
        6.4.3 人机交互界面的测试
        6.4.4 开关量输入与输出测试
        6.4.5 模拟量输出测试
    6.5 上位机界面显示
    6.6 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 课题总结
    7.2 创新点
    7.3 课题展望
    7.4 本章小结
攻读硕士学位期间发表的学术论文
参考文献
附录1 硬件实物联调

(10)三相本地费控智能电能表的设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 智能电表研究的背景
    1.2 课题研究的目的及意义
    1.3 国内外研究现状及发展趋势
        1.3.1 国外智能电表的研究现状
        1.3.2 国内智能电表的研究现状
        1.3.3 智能表的发展趋势
    1.4 本文的主要内容及文章结构
第2章 智能电能表系统设计
    2.1 智能电能表的设计要求
        2.1.1 智能电能表功能设计要求
        2.1.2 智能电能表性能设计要求
        2.1.3 智能电能表数据安全设计要求
    2.2 本地费控智能表的系统设计方案
        2.2.1 本地费控智能电能表系统设计思想
        2.2.2 本地费控智能电能表系统设计框图
    2.3 本章小结
第3章 本地费控智能电能表的硬件设计
    3.1 硬件设计思路
    3.2 微控制器模块硬件设计
        3.2.1 微控制器介绍
        3.2.2 CP3268微控制器外围电路
    3.3 计量模块硬件设计
        3.3.1 ADE7878计量芯片功能及主要特性
        3.3.2 计量电路
    3.4 本地费控模块硬件设计
        3.4.1 安全模块
        3.4.2 卡通讯模块
    3.5 继电器控制模块硬件设计
    3.6 看门狗电路模块硬件设计
    3.7 时钟模块硬件设计
    3.8 本章小结
第4章 本地费控智能电能表的软件设计
    4.1 软件设计整体介绍
        4.1.1 软件设计思想
        4.1.2 软件开发环境介绍
    4.2 软件系统设计架构
    4.3 数据存储结构设计
    4.4 计量模块软件设计
        4.4.1 校表流程设计
        4.4.2 电能计量流程设计
    4.5 扣费流程设计
    4.6 安全认证模块软件设计
        4.6.1 7816协议介绍
        4.6.2 CPU卡与ESAM安全模块交互的设计
    4.7 通讯模块设计
    4.8 时钟模块软件设计
    4.9 继电器控制软件设计
    4.10本章小结
第5章 系统联调与试验
    5.1 电能计量误差的调试
    5.2 电能量计量组合示值误差测试
    5.3 扣费功能的调试
    5.4 读卡功能的调试
    5.5 通讯功能的调试
    5.6 本章小结
第6章 结论
    6.1 总结
    6.2 前景展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果

四、ADI公司推出电能表行业首款数字校准多功能三相电能计量IC(论文参考文献)

  • [1]智能用电监测系统设计[D]. 冯思瑄. 长春工程学院, 2020(03)
  • [2]低温环境下智能电能表计量特性在线监测系统研究[D]. 方昊. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
  • [3]电气设备多功能电能仪表设计[D]. 张春龙. 大连理工大学, 2019(08)
  • [4]电能计量芯片的数据采集模块设计[D]. 曹昭祺. 西安科技大学, 2019(01)
  • [5]动态负荷环境下电能计量与误差校正方法研究[D]. 梁联晖. 湖南大学, 2019(07)
  • [6]基于NB-IoT和LoRa的智能电表设计[D]. 徐洋. 山东科技大学, 2019(05)
  • [7]电动汽车充电设施计量方案的技术与经济性评价研究[D]. 李恺. 湖南大学, 2019
  • [8]高精度智能电力仪表的研究与开发[D]. 李天培. 福州大学, 2018(03)
  • [9]智能电能多功能测量仪的研究[D]. 马文秀. 南京林业大学, 2017(03)
  • [10]三相本地费控智能电能表的设计[D]. 姜延战. 河南科技大学, 2015(03)

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ADI公司推出电能表行业首款经过数字校准的多功能三相电能计量IC
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