智慧能耗和諧波監(jiān)測設(shè)計

時間：2024-03-15作者：安科瑞電子商務(wù)(上海)有限公司瀏覽：14

摘要： 根據(jù)數(shù)據(jù)降低功耗、提高用電效率提供參數(shù)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)；能耗；諧波監(jiān)測

1能耗和諧波監(jiān)測需求分析

信息時代的到來，大數(shù)據(jù)的能耗管理包括機房環(huán)境監(jiān)測和能耗設(shè)備的監(jiān)測，通過實時采集掌握能耗狀態(tài)，從而實現(xiàn)能耗管理的優(yōu)化。由于諧波具有不確定性和隨機性，要針對諧波這些特性研究出能夠?qū)χC波實時追蹤和特性識別的方法，目前，在電力系統(tǒng)中穩(wěn)態(tài)諧波檢測中大多采用FFT及其改進算法。

針對上述存在的問題，基于ZigBee設(shè)計了數(shù)據(jù)智慧能耗和諧波監(jiān)測節(jié)點。對用電設(shè)備所產(chǎn)生的能耗進行監(jiān)測，實現(xiàn)電流、電壓測量和異常報警，針對電能質(zhì)量監(jiān)測與管理平臺中十分重要的諧波問題，進行了諧波檢測、諧波能耗的計算，進而為降低功耗、提高用電效率提供參數(shù)依據(jù)。

2監(jiān)測節(jié)點系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

數(shù)據(jù)無線功耗與諧波監(jiān)測節(jié)點，數(shù)據(jù)采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)模塊進行信號傳輸?；赯igBee技術(shù)的多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)實現(xiàn)大數(shù)據(jù)監(jiān)測，確保得到完整的數(shù)據(jù)，并且具有布點靈活、安裝方便等特點。

監(jiān)測節(jié)點電路（如圖1所示）主要由數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊和ZigBee網(wǎng)絡(luò)模塊組成，前者通過電壓、電流互感器實現(xiàn)信號的檢測；后者完成信號的無線傳輸，接收遠程數(shù)據(jù)配置控制命令，同時將測量數(shù)據(jù)進行無線到控制用電設(shè)備所產(chǎn)生的能耗進行監(jiān)測。數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊將數(shù)字信息傳輸給單片機處理，單片機進行能耗計算和諧波電流分析，監(jiān)測結(jié)果經(jīng)由LCD供現(xiàn)場數(shù)據(jù)監(jiān)控。




DRF1607HCC2530ZigBee封裝芯片協(xié)調(diào)器（Coordinator）從串口收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給所在無線局域網(wǎng)內(nèi)所有的路由(Router)節(jié)點。這樣協(xié)調(diào)器節(jié)點和路由節(jié)點之間就建立起了一條一對多的數(shù)據(jù)透明傳輸通道。設(shè)計選用Mesh網(wǎng)絡(luò)，能夠減少消息時延，增強通信的性。

3.2諧波分析

電流互感器將大信號轉(zhuǎn)化為小信號傳輸進單片機中，單片機每38us采集三個周期的電壓波形，將其轉(zhuǎn)化成AD信號共有768個點，然后對這些諧波數(shù)據(jù)進行分析，先分析其*大值的大小，其值的大小是在0-4096當中；接這對其位置進行分析，一個周期為256個點，所以*大值的位置是在0-768之間。

FFT算法由法國數(shù)學家傅立葉(M．Fourier)提出，一切的波形都是基波和諧波組成的。因為半波對稱的特性，則偶次諧波相互抵消。因為半波對稱波形中不含直流分量和偶次諧波分量，所以在編程的時候，將前N/2點數(shù)據(jù)賦值0，而后面N/2點就為奇次諧波分量。運用FFT計算所測電壓波的基波和奇次諧波系數(shù)。DFT變換的表達式

4硬件及測試結(jié)果分析

實驗將在線監(jiān)測節(jié)點依次接入ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，測試選擇透傳模式，兩個節(jié)點之間的傳輸距離在60～100m，且可根據(jù)覆蓋面積增加協(xié)調(diào)器的數(shù)量，實現(xiàn)對監(jiān)測區(qū)域的覆蓋。監(jiān)測節(jié)點可實現(xiàn)對設(shè)備能耗以及溫度的準確測量和性傳輸；FFT諧波算法合理、軟件功能完善。

5安科瑞能耗統(tǒng)計分析（能源管理）解決方案

5.1概述

建立的能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)，對各類耗能設(shè)備能耗數(shù)據(jù)進行實時測量，對采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。能夠合理的確定各區(qū)域建筑能耗經(jīng)濟指標及績效考核指標，發(fā)現(xiàn)能源使用規(guī)律和能源浪費情況，提高人員主動節(jié)能的意識。

①搭建數(shù)據(jù)智慧能源管理系統(tǒng)的基本框架，對各個用能環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測；

②排碳數(shù)據(jù)化：通過系統(tǒng)可實現(xiàn)建筑單位內(nèi)人均能耗分析（包括水、電、能量），實現(xiàn)低碳辦公數(shù)據(jù)化；

③區(qū)域能效比：實現(xiàn)建筑單位內(nèi)區(qū)域能耗對比，方便能耗考核；

④同期能效比：實現(xiàn)同年、同期、同一區(qū)域能耗對比，方便節(jié)能數(shù)據(jù)分析；

⑤能耗評估管理：按照能源消耗定額標準約束值、標準值、引導值進行分析單位面積能耗和人均能耗指標；

⑥能耗競爭排名：各個功能區(qū)能耗對比，實現(xiàn)能耗排名，增強工作人員的節(jié)能意識；

⑦對能耗的使用數(shù)據(jù)進行綜合的分析、統(tǒng)計、打印和查詢等功能，并根據(jù)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)的需要可選擇不同樣式報表的打印。為能耗運營管理部門提供的依據(jù)；

⑧能耗數(shù)據(jù)采集，隨時查詢，并根據(jù)采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，監(jiān)測異常能源用量，對能源智能儀表故障進行報警，提高系統(tǒng)信息化、自動化水平。

結(jié)語

本文介紹了一種基于ZigBee技術(shù)的數(shù)據(jù)即可實時了解到用電設(shè)備的工作狀態(tài)和能耗，可廣泛應(yīng)用于能源能耗監(jiān)測領(lǐng)域。

【參考文獻】

[1]姜鴻羽.數(shù)據(jù)智慧能耗和諧波監(jiān)測節(jié)點設(shè)計.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2020.5；

[2]李康,李欣,張子凡,等.基于電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的數(shù)據(jù)能耗管理研究[J].上海電力大學學報,2021,37(3):241-246+283.

[3]王堅.大型數(shù)據(jù)能耗監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].科技風,2020(4):93.

[4]趙艷啟.基于ZigBee技術(shù)的機場環(huán)境多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J].電子設(shè)計工程,2020,28(15):61-64+69.

[5]崔鳳新.基于ZigBee的電力多變量無線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2018,36(09):174-175+177.

[6]湯天浩,鄭慧.一類半波對稱FFT改進算法與電網(wǎng)諧波分析[J].電源學報,2011(2):80-85.

[7]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.5版.





安科瑞電子商務(wù)(上海)有限公司專注于餐飲油煙智能在線監(jiān)測系統(tǒng),電動機智能保護裝置,電瓶車智能充電管理系統(tǒng),工業(yè)能耗監(jiān)測系統(tǒng),弧光保護裝置,數(shù)顯溫濕度控制器等

• 詞條

  詞條說明

• 蘇州三星學校地塊電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

  【摘要】：電力供應(yīng)是整個社會生產(chǎn)、人民生活的基本保證之一，也是全世界普遍的能源形式，而且多數(shù)資源都被人類運用各種方式轉(zhuǎn)換為電能而加以利用，經(jīng)濟的高速運行也使各領(lǐng)域的用電負荷急速上升，各種疏漏和故障層出不窮,電力監(jiān)控系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)涉及千萬用戶的各項用電疏漏。我司提供的電力監(jiān)控系統(tǒng)方案具有成熟化、模塊化、監(jiān)控軟件和**聯(lián)網(wǎng)采集產(chǎn)品*的特點，易于實施和擴展，易于根據(jù)客戶的需求定制化調(diào)整，并具有很強的

• 德志汽車零部件（日照）有限公司 電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

  摘要：介紹德志汽車零部件（日照）有限公司電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控和電能管理。關(guān)鍵詞：商業(yè)項目;德志汽車零部件（日照）有限公司;變電所;智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng)??0? 概述

• 儲能逆變器防逆流檢測解決方案

  Application目前，電網(wǎng)公司通常要求光伏并網(wǎng)系統(tǒng)為不可逆流發(fā)電系統(tǒng)，即光伏并網(wǎng)系統(tǒng)所發(fā)的電由本地負荷消耗，多余的電不允許通過低壓配電變壓器向上級電網(wǎng)逆向送電。在并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，由于外部環(huán)境是不斷變化的，為了防止光伏并網(wǎng)系統(tǒng)逆向發(fā)電，系統(tǒng)需要進行逆流檢測，通過實時監(jiān)測配電變壓器低壓出口側(cè)的電壓、電流信號來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)電功率，從而達到光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的防逆流功能。StructureMain Fun

• 淺談智能照明系統(tǒng)在民用建筑電氣中的應(yīng)用

  摘要：智能照明技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來了便利，合理地選擇和應(yīng)用這一技術(shù)，可以滿足節(jié)能環(huán)保需求，不斷提升工程建設(shè)的整體水平和效果?；诖耍恼路治隽酥悄苷彰骺刂葡到y(tǒng)的應(yīng)用特點及優(yōu)勢，闡述智能照明控制系統(tǒng)在住宅、商業(yè)綜合體建筑中的應(yīng)用及其在未來的發(fā)展趨勢，以期為相關(guān)研究提供參考。關(guān)鍵詞：智能照明控制系統(tǒng)；民用建筑；電氣系統(tǒng)0、引言智能照明系統(tǒng)通常由信號輸入及控制單元等組成。在實際的工程開展階段，智能