通過智能電力負荷控制與監(jiān)測系統(tǒng)可對智能配電設備的數(shù)字化信息進行采集和處理，實現(xiàn)配電站少人或無人值守，為制定電力系統(tǒng)規(guī)劃設計和電力生產計劃提供決策依據(jù)。本文著重給出了一種新型的電力負荷控制與監(jiān)測系統(tǒng)的設計方法。該方法在性能可靠、高精度、低功耗、小體積的基礎上，更能適應負荷管理、電能分析、電量集抄、多種控制方式、優(yōu)化用電分析等功能需要，可滿足電力負荷側管理的各種應用需求。
l 系統(tǒng)工作原理
圖1所示是本系統(tǒng)的工作原理框圖。本系統(tǒng)采用適合于嵌入式系統(tǒng)設計的LPC2132FBD64作為主處理器；接口電路主要完成對脈沖量、開關量及模擬量的采集，主處理電路負責對其進行運算，以形成各種功率，電量，電表讀數(shù)、需量，電流、電壓等實時數(shù)據(jù)。然后由主處理電路再根據(jù)這些實時數(shù)據(jù)以及主站下發(fā)的工作參數(shù)進行閉環(huán)管理，同時將這些實時數(shù)據(jù)通過I2C總線送到顯示驅動電路，再通過LCD液晶模塊進行顯示。當主站召測信息時，系統(tǒng)再將這些數(shù)據(jù)通過GPRS發(fā)回主站，與此同時，主處理板控制相應的繼電器，以達到閉環(huán)控制和遙控的目的。本系統(tǒng)突出了模塊化設計，各部分功能相對獨立，并盡量避免了各模塊程序之間的交叉聯(lián)系。因而具有良好的伸縮性，可減少日后修改程序和維護程序的工作量，同時可提高程序的可讀性、可靠性和穩(wěn)定性，使遠程升級和維護成為可能。
2 主要模塊功能
2．1 數(shù)據(jù)采集
本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集首先是狀態(tài)量的采集。即實時采集位置狀態(tài)和其它狀態(tài)信息，在發(fā)生變位時記入內存，并將其根據(jù)需要設定為等待主站查詢或主動上報主站兩種模式。
其次就是電能表數(shù)據(jù)采集。通常終端可通過RS-485通訊接口，并按照設定的終端抄表日來采集、存儲電表的數(shù)據(jù)。每臺用電管理終端可以同時讀取多塊電度表。數(shù)據(jù)存儲則可存儲兩個抄表周期的電量(月末或抄表日零點數(shù)據(jù))，并可在主站召測時發(fā)送給主站，也可定時發(fā)送給主站。
交流模擬量采集指的是終端采用ATT7022B計量芯片來實時測量用戶側的三相電壓、電流、有功、無功、功率因數(shù)、有功電能、無功電能等瞬時值，精度通常為0．5％。
2．2 負控功能
(1)功率定值控
功率定值控可分四種控制方式，以其優(yōu)先級由低到高分別為時段控、廠休控、營業(yè)報?？?、當前功率下浮控。終端可根據(jù)主站下發(fā)的功控時段、功率定值、定值浮動系數(shù)、報警時間、控制輪次等指令進行相應的控制方式和控制參數(shù)的修改，并可通過音響告警通知客戶。在終端自動執(zhí)行過程中，可在液晶上顯示定值、控制對象、執(zhí)行結果等。
(2)電能量定值控
電能量定值閉環(huán)控制可分為月電能量控制、購電能量(費)控制、催費告警三種控制類型。
(3)遙控功能
終端接收到主站的跳閘控制命令后，將按設定的告警延遲時間和限電時間來控制被控負荷開關；同時終端應有音響告警通知客戶，并記錄跳閘時間、跳閘輪次、跳閘前功率、跳閘后2 min功率等，同時終端顯示屏應顯示執(zhí)行結果。當終端接收到主站的允許合閘控制命令后，由音響告警通知客戶，允許客戶合閘。當終端接收到主站的允許／禁止通話和允許／禁止主動上報命令時，終端將根據(jù)主站命令來控制通話并主動上報系統(tǒng)。
2．3 無線通訊功能
本系統(tǒng)采用內置GSM／GPRS模塊通訊方式(也可采用外接無線電臺通訊方式，用戶可以自行選擇)。GPRS作為一種新的通訊手段，在配電自動化應用中有很多優(yōu)點。而基于GPRS通信的配電變壓器綜合管理系統(tǒng)是一個比較有應用前景的實現(xiàn)方案。
2．4 諧波分析與報警功能
終端可根據(jù)電壓、電流諧波閥值對監(jiān)測點的電壓諧波、電流諧波進行分析，并記錄分相2～19次諧波電壓含有率及總畸變率日最大值及發(fā)生時間，同時統(tǒng)計分相諧波越限數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)包括分相總畸變電壓含有率越限日累計時間、分相2～19次諧波電壓含有率越限日累計時間、分相總畸變電流越限日累計時間、分相2～19次諧波電流越限日累計時間等。當用戶的諧波超標時，系統(tǒng)將自動報警。
2．5 事件記錄及重要事件上報功能
終端可記錄上電、掉電、編程、校時、需量清零、斷相、過壓、失壓、失流、逆相序、超負荷、三相電流不平衡、CT一次短路、CT二次短路、CT二次開路、計量箱開門等事件的發(fā)生時間、狀態(tài)、數(shù)據(jù)、事件類型及相關情況。并按照發(fā)生的時間順序分為一般事件和重要事件兩個隊列分別進行記錄，每個隊列記錄的最大長度為255條，隊列則按先進先出方式刷新。
對于主站設置的重要事件(如功控跳閘、電控跳閘、遙控跳閘、重要參數(shù)變更等)，當事件發(fā)生后，終端可實時刷新重要事件計數(shù)器的內容、作好記錄，并通過ACD置位直接主動上報事件記錄。