基本电荷电量

2024-05-20

基本电荷电量（精选9篇）

基本电荷电量篇1

电价对电力资源优化配置起着重要的杠杆作用。为了充分发挥电价的杠杆作用, 2003年, 国家发展和改革委员会决定推行峰谷分时电价政策。

对于发电企业而言, 峰谷分时电价机制是一把“双刃剑”。它给发电企业带来了提高单位电量效益的机遇, 同时也加剧了发电企业之间的竞争。目前, 发电企业尤其是火力发电企业的发电成本急剧上升, 而基本电上网电价却仍由政府控制且难以调整。发电企业面临前所未有的经营压力, 其利润空间越来越少。[1]从这一角度来讲, 研究电量峰谷比变动对基本电售电收入的影响程度, 以至如何利用好峰谷分时电价政策, 对于发电企业提高经济效益具有十分重要的现实意义。

1 关于峰谷分时电价的理论概述

1.1 电量峰谷比、基本电售电收入的定义、假设与计算公式

电量峰谷比是指在基本电电量中高峰、平、低谷各时段电量的比例关系。为研究问题方便, 本文假设平时段电量在基本电电量中所占比例不变, 只研究基本电电量中高峰时段电量与低谷时段电量之间的比例关系。其计算公式如下:

电量峰谷比=高峰时段电量/低谷时段电量

基本电售电收入是指高峰、平、低谷各时段售电收入之和。其计算公式如下:

基本电售电收入=高峰时段电价×高峰时段电量+平时段电价×平时段电量+低谷时段电价×低谷时段电量

1.2 电量峰谷比变动对基本电售电收入贡献率的定义与计算公式

电量峰谷比变动对基本电售电收入的贡献率与基本电售电收入变动对电量峰谷比变动的弹性系数都是相对值, 都是反映电量峰谷比变动对基本电售电收入影响程度的指标。电量峰谷比变动对基本电售电收入的贡献率, 即由电量峰谷比变动引起的基本电售电收入变动率, 是以一个相对值来反映电量峰谷比发生变动后基本电售电收入的变动情况。基本电售电收入变动对电量峰谷比变动的弹性系数可以定义为基本电售电收入变动率与电量峰谷比变动率之比。

设:电量峰谷比变动前:

电量峰谷比为k1, 基本电售电收入为R1;

电量峰谷比变动后:

电量峰谷比为k2, 基本电售电收入为R2;

电量峰谷比变动量为△k, 电量峰谷比变动率为δ1;

由于电量峰谷比变动引起的基本电售电收入变动额为△R, 由于电量峰谷比变动引起的基本电售电收入变动率 (即电量峰谷比变动对基本电售电收入的贡献率) 为δ2;

基本电售电收入变动对电量峰谷比变动的弹性系数为φ。

根据上述定义可得:

△k=k2-k1

△R=R2-R1

δ1=△k/k1= (k2-k1) /k1

δ2=△R/R1= (R2-R1) /R1

2 YM发电公司电量峰谷比变动对基本电售电收入贡献率的数学推导

2.1 YM发电公司200X年1月份电量峰谷比变动对基本电售电收入贡献率的测算

YM发电公司200X年1月份基本电电量、电价、电量峰谷比与售电收入如表1所示。

我们先假设基本电电量合计不变, 平时段电量不变, 电量峰谷比合计上调10%, 分析电量峰谷比变动对基本电售电收入的影响程度。

设:电量峰谷比变动前:

高峰时段电量为x1千千瓦时, 平时段电量为y1千千瓦时, 低谷时段电量为z1千千瓦时, 电量峰谷比为k1, 基本电售电收入为R1元;

电量峰谷比变动后:

高峰时段电量为x2千千瓦时, 平时段电量为y2千千瓦时, 低谷时段电量为z2千千瓦时, 电量峰谷比为k2, 基本电售电收入为R2元;

∵平时段电量保持不变

∴y1=y2=181832.50 (千千瓦时)

由已知条件可得:

x1/z1即为变动前的电量峰谷比k1

k1=x1/z1=1.405627382

电量峰谷比变动后:

变动后的电量峰谷比为:

解得:

∵假设电量峰谷比合计上调10%

电量峰谷比变动前的基本电售电收入 (增值税税率为17%) :

电量峰谷比变动后的基本电售电收入 (增值税税率为17%) :

由于电量峰谷比变动引起的基本电售电收入变动额:

由于电量峰谷比变动引起的基本电售电收入变动率 (即电量峰谷比变动对基本电售电收入的贡献率) :

基本电售电收入变动对电量峰谷比变动的弹性系数:

我们从计算结果可以看出:若YM发电公司200X年1月份的电量峰谷比变动10%, 它引起的基本电售电收入变动率 (即对基本电售电收入的贡献率) 为1.141014884%;基本电售电收入变动对电量峰谷比变动的弹性系数为0.114101488。这说明基本电售电收入变动对电量峰谷比变动是缺乏弹性的。

我们再假设电量峰谷比变动20%、30%、40%、50%, 并分别计算各种情况下电量峰谷比变动对基本电售电收入的贡献率与基本电售电收入变动对电量峰谷比变动的弹性系数。计算结果如表2所示。

根据以上计算结果, 我们可以绘制出下列统计图 (图1) :

2.2 YM发电公司200X年2—6月份电量峰谷比变动对基本电售电收入影响程度的测算

YM发电公司200X年2—6月份基本电电量、电价、电量峰谷比与售电收入如表3所示。

我们仿照上述计算程序, 分别计算YM发电公司200X年1—6月份电量峰谷比变动对基本电售电收入的影响程度。计算结果如表4-表9所示。

根据以上计算结果, 可以绘制出下列统计图 (图2-图6) 。

2.3 YM发电公司基本电售电收入变动率与电量峰谷比变动率之间的函数关系

2.3.1 YM发电公司基本电售电收入变动率与电量峰谷比变动率之间的函数表达式

我们从以上统计表和统计图中可以看出:YM发电公司基本电售电收入的变动与电量峰谷比的变动存在一定的规律, 基本电售电收入变动对电量峰谷比变动的弹性系数约等于0.1。这也就是说, YM发电公司电量峰谷比每变动10%, 基本电售电收入变动1%左右。我们从而可以得出这样的结论:YM发电公司基本电售电收入变动率与电量峰谷比变动率之间近似地存在线性关系;在一定区间内, 我们可以认为其函数表达式为:y=0.1x。该函数的一阶导数就是基本电售电收入变动对电量峰谷比变动的弹性系数, 其几何意义是该直线的斜率。

我们从以上统计表和统计图中还可以看出:当YM发电公司电量峰谷比变动率变动相同的幅度时, 基本电售电收入变动率的变动幅度呈递减趋势, 即电量峰谷比变动对基本电售电收入的贡献率的变动幅度呈递减趋势, 基本电售电收入变动对电量峰谷比变动的弹性系数的变动幅度呈递减趋势。这符合西方经济学中的边际收益递减规律。

2.3.2 YM发电公司基本电售电收入变动率与电量峰谷比变动率之间的函数定义域

基本电售电收入变动率与电量峰谷比变动率之间的函数定义域就是电量峰谷比变动率的变化范围。我们依据YM发电公司四台机组在各种运行方式和各种工况下的最高负荷与最低负荷 (如表4) , 求出电量峰谷比的最大值与最小值, 就可以确定电量峰谷比变动率的取值范围。

为研究问题方便, 我们假设YM发电公司在所研究的月份内机组运行方式不发生改变。YM发电公司四台机组在各种运行方式和各种工况下的最高负荷与最低负荷、电量峰谷比及其差值如下表所示。

我们从以上测算结果可以看出, 当#1机组运行, #2、#3、#4机组同时停运, 且机组处于最优工况 (即高峰时段带最高负荷, 低谷时段带最低负荷) 时, 电量峰谷比取得最大值1.722 222 222;当#1机组运行, #2、#3、#4机组同时停运, 且机组处于最差工况 (即高峰时段带最低负荷, 低谷时段带最高负荷) 时, 电量峰谷比取得最小值0.580 645 161。我们由此可得:

从最优工况到最差工况的过程中, YM发电公司电量峰谷比最大变动量为:

从最优工况到最差工况的过程中, YM发电公司电量峰谷比变动率的最大值为:

从最差工况到最优工况的过程中, YM发电公司电量峰谷比最大变动量为:

从最差工况到最优工况的过程中, YM发电公司电量峰谷比变动率的最大值为:

我们由此可以确定基本电售电收入变动率与电量峰谷比变动率之间的函数定义域为:[-66.285119 7%, 196.604 938 3%]。

3 YM发电公司电量峰谷比变动对基本电售电收入贡献率的数学证明

3.1 YM发电公司峰谷分时电价盈亏平衡点的数学推导与分析

已知:高峰时段基本电电价为415.45元/千千瓦时 (含税, 增值税税率为17%, 下同) ;

平时段基本电电价为311.20元/千千瓦时;

低谷时段基本电电价为171.16元/千千瓦时。

设:高峰时段基本电电量为x千千瓦时;

平时段基本电电量为y千千瓦时;

低谷时段基本电电量为z千千瓦时。

当执行峰谷分时电价时的基本电售电收入合计等于执行平时段电价时的基本电售电收入合计时, 发电企业在执行峰谷分时电价上实现盈亏平衡;此时的电量峰谷比即为峰谷分时电价盈亏平衡条件下的电量峰谷比。据此可得下列等式:

解得:x/z=1.343309353

当电量峰谷比等于1.343 309 353时, YM发电公司在执行峰谷分时电价上实现盈亏平衡;此时的电量峰谷比即为峰谷分时电价盈亏平衡条件下的电量峰谷比。电量峰谷比等于1.343 309 353与YM发电公司实现峰谷分时电价盈亏平衡互为充分必要条件。当电量峰谷比高于1.343 309 353时, YM发电公司的基本电售电收入高于峰谷分时电价盈亏平衡条件下的基本电售电收入;当电量峰谷比低于1.343 309 353时, YM发电公司的基本电售电收入低于峰谷分时电价盈亏平衡条件下的基本电售电收入。由于发电企业的基本电售电收入与电量峰谷比之间存在正相关关系, 所以, 当基本电售电量一定时, 电量峰谷比越大, 发电企业的基本电售电收入就越多。

3.2 YM发电公司电量峰谷比变动对基本电售电收入贡献率的数学证明

以下是根据YM发电公司200X年1月份峰谷分时电价执行情况, 利用实现峰谷分时电价盈亏平衡条件下的电量峰谷比与基本电售电收入, 证明YM发电公司基本电售电收入变动率与电量峰谷比变动率之间的函数关系, 以说明上述推导过程与结果的正确性与合理性。

设:1.YM发电公司实现峰谷分时电价盈亏平衡的状态:

电量峰谷比为k1, 基本电售电收入为R1元;

2.YM发电公司200X年1月份实际执行峰谷分时电价的状态:

电量峰谷比为k2, 基本电售电收入为R2元;

3.YM发电公司200X年1月份电量峰谷比上调10%的状态:

电量峰谷比为k3, 基本电售电收入为R3元;

4.YM发电公司由实现峰谷分时电价盈亏平衡的状态变化到200X年1月份实际执行峰谷分时电价的状态:

电量峰谷比变动量为△k1,

电量峰谷比变动率为δ1,

由于电量峰谷比变动引起的基本电售电收入变动额为△R1,

由于电量峰谷比变动引起的基本电售电收入变动率 (即电量峰谷比变动对基本电售电收入的贡献率) 为δ2,

基本电售电收入变动对电量峰谷比变动的弹性系数为φ1;

5.YM发电公司由200X年1月份实际执行峰谷分时电价的状态变化到电量峰谷比上调10%的状态:

电量峰谷比变动量为△k2,

电量峰谷比变动率为δ3,

由于电量峰谷比变动引起的基本电售电收入变动额为△R2,

由于电量峰谷比变动引起的基本电售电收入变动率 (即电量峰谷比变动对基本电售电收入的贡献率) 为δ4,

基本电售收入对电量峰谷比变动的弹性系数为φ2。

根据前面的推导结果可知:

我们从以上计算结果可以看出:1与2很接近。这足以说明:YM发电公司基本电售电收入变动率与电量峰谷比变动率之间近似地存在线性关系;在一定区间内, 我们可以认为其函数表达式为:y=0.1x。该函数的一阶导数就是基本电售电收入变动对电量峰谷比变动的弹性系数;其几何意义是该直线的斜率。我们从而证明了这一推导过程与结果的正确性与合理性。

4 结论

对于发电企业来说, 充分利用好峰谷分时电价政策, 使单位电量效益最大化, 是一项复杂而系统的工作。尽量增加高峰时段上网电量, 厂用电尽量安排在低谷时段, 是发电企业积极利用峰谷分时电价政策的原则。[1]

我们坚持“从实践中来, 到实践中去”的研究路线, 将西方经济学中的弹性理论同YM发电公司峰谷分时电价执行情况的具体实际相结合, 找出了该发电公司电量峰谷比变动对基本电售电收入影响程度的一般规律, 并利用该发电公司实现峰谷分时电价盈亏平衡条件下的电量峰谷比与基本电售电收入, 对上述规律进行了数学证明。这不但具有一定的理论价值, 而且对于发电企业的生产管理和经营管理工作都具有现实的指导意义。

参考文献

[1]胡辉明.电厂如何利用峰谷、丰枯电价掘金[N].中国电力报, 2004-11-30 (7) .

[2]用好峰谷分时电价政策[EB/OL]. (2005-07-19) .http://www.sp.com.cn/rdzl/rdzt/djgg/200507/t20050719_15863.htm.

基本电荷电量篇2

2015年以来，面对复杂多变的电力市场形势，大唐四川分公司始终坚持“电量为王、效益导向”营销工作总体思路，以抢发电量为重点，对内聚焦经济活动分析，强化营销措施的落实，对外加强沟通协调，争取多方支持，不断拓展发电空间，“内外联动”切实加强电量营销工作。1至4月份，该公司累积完成发电量同比增长11.41%，其中，4月份完成利润创该公司月利润历史最高水平。

今年四川省电力用电需求不旺，市场过剩，电力生产供大于求的问题短期难以缓解，并将长期持续，预计2015年弃水电量将超过150亿千瓦时，市场竞争十分激烈，电力市场营销工作面临着前所未有的新挑战。

面对挑战，该公司一方面加强营销措施的制定和落实，及时启动了季度经济活动分析会，深入研究相关政策对电量的影响，及时掌握变化情况，聚焦问题，制定灵活有效的营销策略；实施差异化管理，坚持“一厂一策”、“一时一策”，落实具体应对措施，做好相关工作，确保电量“发得出”，合同电价执行到位；另一方面，不断完善营销工作的体制机制。要求各单位要将营销工作作为生产经营工作的重中之重，一把手要亲自过问、亲自部署、亲自协调，遇到问题亲自解决；加强营销队伍建设，建立健全计划营销部门，选配优秀人员，建立一支不惧困难、主动作为、勇于担当的营销队伍；制定电量考核办法，明确营销工作职责，做好对营销工作的监督、检查和考核，对营销工作出色的单位和个人给予奖励。

同时，该公司加强与政府及电网公司相关部门的沟通，搭建沟通汇报的平台，建立起向地方政府和电网公司的沟通机制，积极反映问题，争取支持，坚持不懈地争取电量份额；加强与直购电用户和火电企业联系，保持长期的友好合作关系，积极争取直购电、水火替代电量和地方电网负荷，确保完成存量、争发增量。

油田电量集中抄表系统研究篇3

长期以来, 供电企业电能数据的抄表大都基于电能表的手工作业方式。随着电子、通信技术的发展, 人们在研究新型的抄表系统。用于抄表技术有很多种, 如人工抄表, RS485, 红外和电力线载波等。其中RS485和红外抄表的技术比较成熟, 并且被广泛采用, 但电力线载波抄表在小范围内使用, RS485抄表需要布线。这几种抄表技术在小区、办公场所、小范围可行, 但油田企业的用电用户处在较远的地理范围, 以有线的抄送方式不方便布线, 尤其对于低压分散用户重要的用电设备上, 有线方式需要大量布线, 技术上虽然可行但成本高[1,3]。本文提出一种基于GPRS网络的无线远程抄表系统, 具有布置方便、耗电低、性能稳定可靠等优点。

设计终端电量采集模块、远端处理中心主机。在分散用户安装采集终端模块, 实现电量数据抄收、处理、通信, 远端供电公司设计上位机接收程序, 经GPRS网络接收各分散用户电量信息。远程电量集中抄表系统功能是把安装在各条线路上的电能计量表及主表读数, 在同一时间或人工随机选定的时间抄录下来, 并及时准确的传送到电力销售中心的主控计算机。

2总体方案设计

油田集中抄表系统, 设计GPRS抄表处理中心和无线采集终端模块两部分。抄表处理中心设计安装高性能服务器、网络通信设备, 安装上位机通信软件, 配置WWW服务器, 用于对油田各分散用户和集中用户电量信息的采集、处理和分析, 随时处理终端模块的告警、故障等信息。通信网对于分散用户采用GPRS无线通信网络。

3终端模块硬件设计

3.1 硬件结构

无线采集终端由单片机系统、无线数传模块、通信接口模块等组成。终端包括一块电量计量专用芯片CS5460、一块SIEMENS公司生产的MC35无线数传模块、一块ATMEL公司的AT89S55单片机。计量芯片用来进行交流供电掉电检测, GSM模块用来实现无线数据接收与发送, 单片机用来进行数据采集作一些相应的控制处理2。

3.2 电量计量接口

CS5460是具有能量计算引擎的CMOS单片功率测量芯片。输入电流信号经过一个可编程增益放大器, 进入Δ∑调制器和高速数字滤波器, 电压信号则经过固定增益放大器进入Δ∑调制器和数字滤波器, 两个滤波器的字输出速率可程控, 其输出速率为 (MCLK/K) /1024[4,5]。经过滤波器输出的即是电流、电压的瞬时值, 相乘就得到功率的瞬时值, 每得到一次瞬时值就是完成一次转换。电流、电压的瞬时值经过高通滤波器滤掉直流成分后, 运算得到IRMS、VRMS和电能值。每个IRMS、VRMS和电能值的计算周期需要经过N次转换, 因此电能的计算周期为 (MCLK/K) /1024×N。即有效值采样周期是瞬时值采样周期的N倍。所有这些数据由串行接口和单片机进行数据交换。

3.3 GPRS通信模块

系统为了实现GPRS通信, 完成油田分散用户电量信息采集功能, 设计采用MC35i模块, 完成相应的电路。MC35i是Siemens公司推出的新一代无线通信GPRS模块, 可以实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务。模块支持AT命令集, 文本和PDU模式的短消息。

4软件系统

系统设计下位机即采集模块的软件以及上位机即主站系统软件。采集模块完成电量信息采集、转换与传输功能。主站系统主要实现远程读表、告警、数据维护以及存储等功能。以下几部分组成:主程序模块、数据采集及计算模块、显示模块及通讯模块。主程序首先完成系统的初始化, 包括系统的自检、CS5460工作方式的设置、时钟芯片的设置及主菜单显示等工作, 然后进入系统主循环程序段。主站系统软件主要包括数据处理、查询统计两大部分组成。数据处理有:远程读取模块、数据存储模块、告警存储模块及组态配置模块;查询统计模块包括数据查询模块、统计分析模块、数据维护模块及用户维护模块。

5结论

系统运行在辽河油田远程电量采集环境中, GPRS通信方式具有更高的实时性和可靠性。采用GPRS方式, 布线工作量小, 数据采集、传递迅速从现场的实际运行情况可以看出, 利用GPRS网络进行电力大客户服自动抄表有着良好的市场前景。

参考文献

[1]卢伟, 潘炼.智能楼宇无线抄表系统的设计[J].计算机测量与控制.2012, 20 (5) :1439～1441

[2]雷学丽.GPRS技术在集中式自动抄表系统中的应用[J].电力系统保护与控制.2009, 37 (24) :184～187

[3]高强, 张保航.用户端电能管理系统的研究现状与发展趋势[J].电力系统保护与控制.2012, 40 (7) :148～152

[4]兰少华, 杨余旺, 吕建勇.TCP/IP网络与协议[M].北京:清华大学出版社, 2006

汽车电量平衡计算及验证篇4

介绍汽车电器电量平衡的.评定方法和整车电量理论计算方法,阐述车辆在各种工况下的电量平衡验证方法.

作者：谢志华葛高杰 XIE Zhi-hua GE Gao-jie 作者单位：谢志华,XIE Zhi-hua(上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心,上海,38)

葛高杰,GE Gao-jie(江铃汽车股份有限公司,江西,南昌,330001)

电量计费自动化系统设计篇5

随着我国加入世界贸易组织以后, 我国经济迅速起飞, GDP总量连年保持10%左右的增长速度, 中国电力需求的增长需要保持较快的发展速度。根据中国经济发展与电力需求增长的关系分析, 未来20年中国的电力发展预计年均增长速度为7.0%左右, 其中前10年增长速度预计为10%左右, 后10年预计为5%左右。电力工业在国民经济和社会发展中的地位越来越重要, 已经成为经济社会发展中不可或缺的重要生产资料和生活资料。加快电力发展, 关系到我国经济和社会发展全局。

1 城市配电网络现状

当国家电网公司为贯彻党中央和国务院的“十一五”发展纲要而拟定了国家电网发展的大方向时, 城市配电网络的建设却显得杂乱无章, 居民用电情况混乱, 窃电行为屡禁不止。“一户一表”的城市电网改造还没有完成, 却又赶上了中国房地产的大变革, 城市化的步伐突飞猛进, 大大小小的新楼盘如雨后春笋般遍布在城市的新、老城区, 这使得城市配电网络发展压力重重。

2“数字化电网”革命

当“数字化电网”这个概念浮出水面的时候, 中国电网的发展目标从此迈上了一个全新的而又极富挑战的台阶。

“数字化电网”不仅仅是一个概念, 它是一场革命, 电网未来的发展将在这场革命后跨入一个新时代。到那时, 整个电网运行无需人来控制, 所有设备的运行参数以及购、售电信息都将由计算机网络采集、汇总至中央电脑, 所有的操作只需在中央电脑上就可以完成, 而且所有的购、售电信息的发送、反馈都将由中央电脑自动完成 (见图1) 。到那时, 整个电网非常坚强、稳定, 供电可靠性将大大提高。

当然, 这场革命将会淘汰整个电网中大部分现有设备, 因为这些设备在功能上无法达到全数字化, 在供电可靠性上也仍然存在大量的缺陷。在此, 仅对未来“数字化电网”的终端设备——电量计费装置发表一些自己的看法。

3 电量计费自动化系统

电网对用户供电的终端设备就是电量计费装置, 俗称“电表”。

目前我国大量使用的电表还是电子式和机电一体式电表, 少数地区已经开始更换成感应式的数字电表。

这些电表有以下几个缺点: (1) 每个用户需要配置1台独立的电表, 增加了电网企业的生产成本; (2) 容易发生窃电情况, 因为现在的电表是靠人为加设封签防止用户偷电, 这种方式很容易造成用户与电力企业内部职工勾结的情况, 加大了用电监管的难度; (3) 每台电表都需派人员查抄, 这需要花费大量的人力物力, 大大增加了电网企业的生产成本; (4) 这样的电表完全没有信息采集、发送的数字模块, 无法与未来的“数字化电网”相匹配。

为了配合“数字化电网”的建设, 解决现阶段的用户电表存在的问题, 这里设计了一种数字化电量计费系统。

调度所设计的电量计费自动化系统, 具有以下特点: (1) 在客户端采用综合型电量计费装置, 1栋楼或1个单元使用1台综合型电表, 共用1个微电脑处理芯片, 能够同时实现对所有用户的电量信息分别采集、归类、存储、处理功能, 降低电表的生产成本; (2) 在电网企业端设置服务器, 能够自动接收所有电量计费装置的信息, 然后将信息存储并送入中央计算机系统计算、存档, 然后进入电费缴纳系统。整个过程由计算机系统自动完成, 减少了人力抄表的环节, 能大大节省电力企业的人力成本; (3) 当客户端电量计费装置发生异常或窃电情况, 用户电表中装设的报警装置将会立即动作, 并向中央计算机系统发送警告信息, 告知电网企业在哪个终端计费装置出现问题, 需要检查, 这样能大大降低因电表故障或窃电而产生的电量损失。同时, 这个过程不需要人为干预, 杜绝了用户与企业职工勾结窃电现象的发生, 降低了用电监察的难度; (4) 在客户端电量计费装置中可以设置显示屏及欠费提醒告警灯, 以便客户能够随时查询电量使用情况, 了解欠费情况, 方便用户及时交费; (5) 在服务器端设置电费自动服务系统, 定期通过手机短信、互联网或者电话向客户发送电费信息, 无需再指派专人派发电费清单, 节省了电网企业的人力成本; (6) 在服务器端和客户端的数字模块中嵌入远程控制系统, 能够远方遥控每个用户的停送电, 以达到停电催费的目的。

电量计费自动化系统设计:

(1) 客户端综合型电量计费装置。客户端综合型电量计费装置 (如图2所示) 工作流程:电能输入计费装置首先经过一个总的数字计量模块A0, 然后通过电表总开关B0后分别接入每个客户的支线计量模块A1、A2……以及支线开关B1、B2……。每个数字计量模块采集电量数据后自动传送至综合数字模块, 并且存储在微型硬盘里, 这些电量数据随时向服务器端发送。在每个客户端装设欠费告警灯, 通过在综合数字模块中预设的欠费额度将之分为绿、黄、红三级告警。当客户缴清电费或欠费不到最低额时, 绿灯亮;当客户欠费到达一定额度时, 黄灯亮, 提醒客户缴费, 此时供电企业也将通过网络或发短信等方式通知客户缴费;当客户欠费越限时, 红灯亮, 提醒客户若不及时缴费将会停电, 此时供电企业同样会通过网络或发短信等方式通知客户及时缴费, 若用户拒不缴纳电费, 供电企业服务器端就能通过每个客户端开关上设置的数据线, 将每个开关变位信息传送给综合数字模块, 能够实现远方遥控开关的功能, 达到停电催费的效果。

(2) 电量计费自动化系统网络布置。电量计费自动化系统网络布置 (见图3) 采用树状结构, 每个小区或楼盘设置1台小区总电量计费装置, 这台总电表将自动采集小区内所有电表的数据, 并将数据发送至城市中的分区域电量计费装置或是变电站单条出线计费装置, 最后汇总至电网企业的服务器。

(3) 电量计费自动化系统如何实现。电量数据的传输需要依靠数据网, 如果重新投资建立数据网必定耗资巨大, 因此, 可以通过互联网得以实现数据的传输。当然, 将所有设备都接入互联网其费用不菲, 因此只需花费少量资金铺设小区内部数据网, 并将每台客户端综合性电量计费装置数据传输至小区总电量计费装置中, 然后将小区总电量计费装置和区域电量计费装置通过网络运营服务商接入互联网将数据传输到电网企业的服务器即可。

建立一个电费自动服务系统, 每个客户的电量信息都被传输并存储在服务器中, 然后通过电费自动服务系统定期向客户发送电费清单, 发送途径可以通过免费的互联网或是与通信服务商合作, 建立手机短信发送平台以及自动电话服务系统。当出现欠费情况, 电费自动服务系统能够及时提醒客户缴费, 如果客户逾期不缴, 服务器将自动远程断开客户开关, 以此达到全自动化电力服务系统。

电量计费自动化系统在发现、处理窃电情况时将更加及时、有效。

可以在电量计费装置中设置防窃电装置, 当用户窃电打开计费装置时, 服务器将会得到信号, 得知该装置在何时被打开过。当窃电发生以后, 客户端电量计费装置的数据与小区电量计费装置中的数据总加将产生差值, 服务器发现这种情况时, 立刻会发出告警信息, 通知稽查人员到现场检查该装置。

4 未来展望

对于未来的“数字化电网”构想, 仅仅对客户端电量计费系统展示了自己的想法与设计。其实在整个“数字化电网”中, 还有太多太多的技术要改革创新。比如无人值守变电站技术就是为“数字化电网”作准备的, 但是现在的无人值守变电站并没有实现全数字化, 设备的运行可靠性也没有达到一个相对较高的水平, 在这里还需要不断改进, 提高技术水平。

如今最大的发展障碍, 就是没有一个统一的“数字化电网”规划与技术规范, 这种现状大大影响了电网的数字化进程。但是, 仍然期待在不久的将来, 我国的电力网能够成为世界上最坚强的数字化电网。

参考文献

[1]王明俊, 于尔铿, 刘广一.配电系统自动化及其发展[M].北京:中国电力出版社, 1998.

如何提高电量预测准确率篇6

1.1 预测技术

目前, 没有专门的电量预测软件或系统用来指导预测工作, 主要通过历年的工作经验及对历史数据的比对分析、到用户侧调研等方法进行预测, 预测技术受限。

1.2 预测准确率

2012年海东公司年度电量预测准确率为97.42%, 处于同业对标C标段位, 预测准确率离98%指标相差0.58个百分点, 准确率有提升空间。

1.3 预测人员预测水平

预测人员预测水平偏低, 业务素质参差不齐, 尤其是个别人员工作责任心不强, 工作粗放, 缺乏对用电需求、电网情况、用户生产经营状况等的分析, 不能适应“三集五大”高标准的要求。

2 影响电量预测准确率的因素

2.1 电量结构

影响预测准确率的主要因素为电网负荷结构, 不同地区的电网负荷结构不同, 有些地区以商业为主, 有些地区以一般工业为主, 负荷结构决定一个地区电量增减变化, 海东地区售电量以大工业为主, 大工业售电量占公司总售电量的93%以上, 大工业售电量受市场、国内外环境、国家宏观政策等影响较大, 负荷运行不稳定, 日电量较大, 修停炉或故障停炉对电量预测准确率影响较大, 因此电量预测具有很大的不确定性。而以居民、非居民、一般工商业等为主的地区, 负荷运行较稳定, 电量预测具有一定的规律可循, 预测准确率也就不会有太大的波动。

2.2 对大用户用电缺乏了解

电量预测人员不能按期到用户侧了解生产经营状况、开停炉情况及生产经营中存在的问题, 尤其是缺乏对大客户检修停炉、故障停炉等情况的了解, 会直接影响电力预测准确率。

2.3 缺乏对历史数据的分析

对于居民、非居民、一般工商业等行业, 电量增长有规律可循, 缺乏对历史数据的分析研究, 会导致此部分电量预测失准。

2.4 缺少对计划检修的分析及评估

电量预测人员是否对电网检修情况进行分析评估对预测准确率的提高较为重要, 尤其是牵扯到大客户所在线路计划检修、临时检修时, 预测人员如不及时掌握信息, 准确率偏差会较大。

2.5 气候

气温对电量的影响十分重大, 例如遇低温天气会造成采暖负荷增加, 采暖负荷大幅增加后, 会造成电网供应不足、企业限电、电网结构被打破等情况发生。海东地区气候四季分明, 春夏气温适中, 最高气温33℃, 基本无空调降温负荷, 冬季气温最低为-20℃, 用户冬季取暖基本以燃气燃煤为主, 电锅炉售电量仅占公司总售电量的0.11%, 气候因素对电量预测准确率的影响甚小。

3 提高电量预测准确率的措施

3.1 建立预测“数据库”

首先需要建立一个详实的基础数据库, 通过对历史数据的分析, 找出客观规律, 才能提高电量预测准确率。需要收集的资料, 主要有历年总售电量, 月季年售电量同比增长率等, 并对月季年售电量同比增长率进行分析, 可以提高居民、非普、一般工商业及农业用电电量预测准确率。同时, 通过电量增长趋势的分析, 可以判断出市场、国内外环境、政策等因素影响对高载能行业电量增长情况的影响。

3.2 走访大客户, 深入了解生产经营情况

成立电力市场巩固开拓小组, 全面开展市场调研工作, 逐个走访高载能用电客户, 了解客户产品销售、积压情况、资金流转情况等, 掌握客户生产经营中存在的困难与需求, 有针对性的提出解决措施, 形成“一厂一策”的服务手册, 重点了解客户故障停炉、计划检修、计划恢复或计划新投容量、时间等, 加强分析与评估, 则可提高大工业电量预测准确率。

3.3 大力开展需求侧分析

要正确进行电量预测, 首先要清楚负荷增长点在哪里, 做好与政府部门的沟通, 通过市、县规划建设部门取得本地区同一时期的国民经济发展规划, 是预测的重要参考依据。其次, 根据所掌握的规划期内的大型用电项目深入调查该项目所属企业装接容量、生产能力、产品前景等作出客观判断分析。准确评估新装、增容负荷密集的平安县临空开发区、民和县下川工业园区、乐都汤阿及互助沙塘川工业园区电网供电能力, 保证客户用电项目与电网建设同期进行。

3.4 严格执行高载能用户停开炉报告和审批制度

设置专人监控本地区高载能运行情况, 严格执行停开炉审批制度, 建立停开炉日报制度, 每日按时上报本地区开停炉情况, 特殊情况通过电话及时上报归口管理部门, 为电量预测提供参考依据。通过预测数据库的建立, 可以掌握未来几年一般工商业、农业及居民照明售电量增长规律, 从而得出一个自然增长率, 进而较为准确的预测以上几个行业的售电量;通过走访大客户, 深入了解生产经营情况, 开展需求侧分析、严格执行停开炉报告和审批制度等可以掌握大工业售电量变化情况, 提高大工业电量预测准确性。

4 适合本地区的电量预测方法

通过对影响电量预测准确率的因素分析可以得出, 海东公司大工业售电量占公司总售电量的92.77%, 而大工业售电量中高载能行业售电量占公司总售电量的91%左右, 高载能行业售电量则因市场、炉体运行状况等因素因影响, 具有很大的不确定性。一般工商业、居民及农业生产售电量增减情况具有一定的规律可循。因此经过近一年的实践, 适合本地区的电量预测分两部分:一是大工业售电量预测根据国家宏观政策、市场等情况, 分别对电解铝、铁合金、碳化硅、电石、水泥、钢铁六大行业存量负荷开炉情况、新增负荷投运进度进行分析来预测;二是居民生活、一般工商业、农业用电预测由于这部分用电量占总用电量比重较小, 且有增长规律可循, 根据历史数据来预测。

居民生活、一般工商业、农业用电预测时分别列出历史增长率 (一般为5年以上) 和近期各类电量同比增长率, 结合本地区发展规划等因素确定被预测期内以上用电类别的增长率来进行预测。

对大工业售电量预测时根据已知的每一个用电类别预测期内的负荷增长点, 按照现有负荷运行情况及调研得到的开停炉情况进行预测, 最后再考虑检修停炉等情况进行修正。

将以上两部分相加, 可较为准确的预测出总售电量。用这种方法预测电量, 准确率一般在97.5%~99.5%之间。总体来说月度售电量预测准确率波动幅度较大, 预测误差主要来源于不可预知负荷的波动, 不可预知负荷的波动也是困扰月度售电量预测准确率的一个难题。解决这一难题的关键在于加强负荷监控、实时掌握高载能用户生产经营情况和开停炉情况, 通过与调度部门的沟通配合, 应用调度实时监控系统, 时刻掌握负荷变动情况, 可以很好的规避负荷波动对电量预测的影响, 从而提高电量预测准确率。

5 结束语

海东地区的负荷特性决定了大工业售电量占比较大, 通过重点掌握大工业用户生成经营情况、开停炉情况及牵扯大工业的计划检修情况, 进行综合考虑, 分析评估, 可以大大提高大工业电量预测的准确性;通过对历史数据的分析, 找出自然增长率, 可以提高一般工商业、居民等其他行业的电量预测准确率, 从而提高总体电量预测准确率。

参考文献

[1]刘晨晖.电力系统负荷预报理论与方法[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 1987.

[2]牛东晓.电力负荷预测技术及其应用[M].北京:中国电力出版社, 1998.

关于提高余热发电量的实践篇7

随着节能降耗、低碳经济及电价上调等因素影响,提高余热发电量对企业经济效益及成本控制有着深远意义。

我公司1条5000t/d熟料生产线,2008年3月投产,配套9MW余热发电系统2009年5月投入运行。运行初期,余热发电量偏低,平均140000kW/d,而当时同类型的生产线发电量平均在7000kW/h以上。窑头余热取风点为篦冷机中温段与煤磨热风为同一出口,在设计熟料线时已预留好。余热发电系统工艺流程见图1。

1 存在的问题

(1)熟料煤耗有所增加,发电量只达到6000kW/h左右

(2)窑内通风变化,窑头负压增大,窑况不稳,操作员在操作上比较谨慎,窑头负压发电前-20～-50 Pa之间,发电后-50Pa～-120Pa。

(3)熟料破碎机冒尘正压,粉尘大,对环境卫生带来影响。

(4)发电量偏低主要是窑头AQC炉影响较大,窑尾炉因出一级筒气体温度及系统拉风稳定,波动较小且相对稳定,发电量能达到设计范围,造成发电量低主要是由于窑头炉发电量低所致。

2 对风管的改造及效果

基于篦冷机三段废气温度偏低,影响入炉温度及熟料破碎机处冒尘正压较重的考虑,在2009年底检修时对通风管道进行了技改:

(1)在原冷风阀处连接一上升管道在阀门上方,形成旁路。

(2)在冷风阀北侧加装一根入煤磨热风管道,把出篦冷机三段低温废气风引入煤磨入磨管道处,供煤磨作烘干热源使用,这样也使入窑头炉的温度得到了提高,破碎机处负压增大,不再出现冒尘正压现象。

使用后,余热发电有所增加,但还有些偏低,而且发电量不稳定,落后于同类型余热。改造后的旁路风实际上形成了一种废气浪费,虽然解决了冒尘问题。

余热发电的两个基本条件是温度和风量,二者缺一都会较大影响发电量。温度是受窑况和篦冷机操作限制;风量则受窑内通风大小及篦冷机废气排出量的影响。生产上出现的问题是,有时窑温较高,二次风温入窑头余热锅炉温度都高,但由于废气量不足,发电量也不高,而窑头排风机拉大风后,因为低温段热风用量少,所以窑头负压就高。窑头负压偏高,窑内二次风量减少,又会影响火焰形状,造成烧成带温度下降。

在2011年年初大修时,对旁路风管进行了拆除,去掉旁路,只保持原来的冷风阀,改入煤磨的热源管道保持不变。同时把一段挡风墙高度由900mm降至800mm。

3 操作上采取的措施

在检修结束投料生产后,又在操作上重点对以下几个方面进行了加强:

(1)加强篦冷机操作,控制适当偏厚的料层厚度,一室篦下压力控制在6000～6500Pa,过薄过厚都会使温度下降且波动大。

(2)增大篦下风机阀门开度,确保热回收效率提高,同时增加了热风量。

(3)提高头排风机阀门开度,电收尘入口压力由-700Pa提高到1200Pa,窑头负压在-30～-120Pa之间。

(4)由于设计上煤磨用热风与窑头余热热风是同一出口,在满足出磨温度的情况下,煤磨用风尽量多用三段低温风,以平衡窑头负压过大的情况。

4 小结

经过采取以上措施,余热发电量上升明显。入窑头炉废气温度平均在400℃以上,每小时发电量平均达到8500k W/h左右,较以前提高4～5万kWh/d,年增加发电量1000多万kWh以上,经济效益达700多万元,极大的降低了单位电耗,公司经济效益显著提高。

平行导轨中的感应电量问题篇8

金属棒在平行导轨上切割磁感线时, 会产生感应电动势, 如果回路闭合, 回路中就会有感应电流, 一段时间内就有电量通过金属棒.笔者把在这个物理过程中产生的电量称为感应电量.本文总结了求解感应电量的两种常见思路, 并以相应的例题说明, 供同学们在学习中参考.

一、利用磁通量的变化求电量

当金属棒在平行导轨上切割磁感线时, 通过回路某横截面积的电量 $q = \bar{Ι} \cdot Δ t = \frac{\bar{E}}{R_{总}} \cdot Δ t = Ν \frac{Δ φ}{R_{总} Δ t} \cdot Δ t = Ν \frac{Δ φ}{R_{总}}$ , 其中R总为回路中的总电阻, N为线圈匝数, 对于平行导轨, 一般取N=1.

例1 (2004年江苏理综) 如图1所示, U形导线框MNQP水平放置在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中, 磁感线方向与导线框所在平面垂直, 导线MN和PQ足够长, 间距为0.5 m, 横跨在导线框上的导体棒 ab 的电阻 r=1.0Ω, 接在NQ间的电阻R=4.0Ω, 电压表为理想电表, 其余电阻不计.若导体棒在水平外力作用下以速度 v=2.0 m/s 向左做匀速直线运动, 不计导体棒与导线框间的摩擦.

(1) 通过电阻的电流方向如何?

(2) 电压表的示数为多少?

(3) 若某一时刻撤去水平外力, 则从该时刻起, 在导体棒运动1.0 m 的过程中, 通过导体棒的电荷量为多少?

解析: (1) 导体棒 ab 向左运动, 由右手定则知, 通过导体棒的电流方向为 b→a, 则通过电阻的电流方向为N→Q.

(2) 电压表示数就是电阻R两端的电压, 则

$U_{V} = U_{R} = \frac{B L v}{R + r} R = 0.16 V .$

(3) 撤去水平外力后, 导体棒将在安培力的作用下, 做减速运动.设在导体棒运动 x=1.0 m 的过程中, 导体棒中产生的感应电动势的平均值为 $\bar{E} .$

由法拉第电磁感应定律得

$\bar{E} = \frac{Δ φ}{Δ t} = \frac{B Δ S}{Δ t} = \frac{B L x}{Δ t} .$

由闭合电路欧姆定律得

$\bar{Ι} = \frac{\bar{E}}{R + r} .$

设通过导体棒的电荷量为 q, 则有

$q = \bar{Ι} Δ t .$

由以上三式得 $q = \frac{B L x}{R + x} .$

代入数据得 q=2.0×10-2C.

引申:注意观察例1中 $q = \frac{B L x}{R + x}$ , 题目中给出了 x 的数值, 如果没有给出 x 的数值, 而是告诉了与 x 相关的能量关系, 那又如何求解呢?

例2 如图2所示, 宽度L=0.4 m 的足够长金属导轨水平固定在磁感强度B=0.5T范围足够大的匀强磁场中, 磁场方向垂直导轨平面向上.现用一平行于导轨的牵引力F牵引一根质量 m=0.2 kg, 电阻R=0.2Ω的金属棒 ab 由静止开始沿导轨向右运动.金属棒 ab 始终与导轨接触良好且垂直, 不计导轨电阻.若金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.1, 金属棒在运动中达到某一速度v=3 m/s 时, 突然撤去牵引力, 从撤去牵引力到棒的速度为零时止, 金属棒产生的焦耳热为0.8J, 则该过程中通过金属棒的电量为多少? (g=10 m/s2)

解析:设金属棒从撤去牵引力到棒的速度为零时止, 单棒沿平行导轨运动的位移为 x, 对回路, 由能量守恒有

$\frac{1}{2} m v^{2} = Q + μ m g x$ ,

解得, $x = \frac{m v^{2} - 2 Q}{2 μ m g} = 0.5 m .$

设这一过程中通过金属棒的电量为 q, 有

点评:如果没有给出 x 的数值, 而是告诉了与x相关的能量关系, 可以利用能量守恒找到 x, 由 $q = \frac{B L x}{R_{总}}$ 找到电量;反过来, 可以通过电量求 x, 为求解电磁感应中变加速直线运动问题的位移提供了一条重要通道.

二、利用动量定理求电量

例3 把例1第 (3) 问变化为:若导体棒质量 m=0.01 kg, 若某一时刻撤去水平外力, 直到静止, 求:

(1) 该过程中通过导体棒的电荷量为多少?

(2) 导体棒还能滑行多远?

解析: (1) 设导体棒经过Δt 静止, 对导体棒, 由动量定理得,

$- B \bar{Ι} L Δ t = 0 - m v .$

设通过导体棒的电荷量为 q, 则有

$q = \bar{Ι} Δ t .$

由以上两式得 $q = \frac{m v}{B L} = 0.2 C .$

(2) 由 $q = \frac{B L x}{R + r}$ 得, 导体棒还能滑行的距离

$x = \frac{q (R + r)}{B L} = 10 m .$

引申:将例2变化一下, 从撤去牵引力到棒的速度为零时止, 所花时间 t=2 s, 则该过程中通过金属棒的电量为多少? (g=10 m/s2)

解析:设导体棒经过 t 静止, 对导体棒, 由动量定理得,

$- B \bar{Ι} L t - μ m g t = 0 - m v .$

设通过导体棒的电荷量为 q, 则有

$q = \bar{Ι} t = \frac{m v - μ m g t}{B L} = 1 C .$

点评:如果没有给出 v 的数值, 而是告诉了力学关系 (如导体棒匀速运动) , 可以利用力学关系找到 v, 从而利用动量定理找到电量;反过来, 可以通过电量求 v, 又为求解电磁感应中变加速直线运动问题的速度提供了一条重要通道.

三、电量是联系电磁感应中速度和位移的桥梁

解电磁感应中变加速运动的位移和速度时, 先分别用磁通量的变化和动量定理求出电量的表达式, 然后联立这两个表达式, 就可以找到位移和速度的关系.在这个过程中, 电量把力学 (动量定理) 和电学 (电磁感应) 联系起来了, 起到连接速度和位移的桥梁作用.

例4 如图3所示, 在方向竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中有两条光滑固定的平行金属导轨MN、PQ, 导轨足够长, 间距为L, 其电阻不计, 导轨平面与磁场垂直, ab、cd 为两根垂直于导轨水平放置的金属棒, 其接入回路中的电阻分别为R, 质量分别为 m, 与金属导轨平行的水平细线一端固定, 另一端与 cd 棒的中点连接, 细线能承受的最大拉力为T, 一开始细线处于伸直状态, ab 棒在平行导轨的水平拉力F的作用下以加速度 a 向右做匀加速直线运动, 两根金属棒运动时始终与导轨接触良好且与导轨相垂直.

(1) 求经多长时间细线被拉断?

(2) 若在细线被拉断瞬间撤去拉力F, 求两根金属棒之间距离增量△x的最大值是多少?

解析: (1) ab 棒以加速度 a 向右运动, 经 t 时间细线被拉断, 当细线断时, ab 棒运动的速度为 v, 产生的感应电动势为

E=BLv, v=at.

回路中的感应电流为 $Ι = \frac{E}{2 R} ‚$

cd 棒受到的安培力为T=BIL,

联立解得 $t = \frac{2 R Τ}{B^{2} L^{2} a} .$

(2) 当细线断时, ab 棒运动的速度为 v, 细线断后, ab 棒做减速运动, cd 棒做加速运动, 两棒之间的距离增大, 当两棒达相同速度 v′而稳定运动时, 两棒之间的距离增量Δx 达到最大值, 整个过程回路中磁通量的变化量为

Δφ=BLΔx.

通过该回路的电量

$q = \bar{Ι} \cdot Δ t = \frac{Δ φ}{R_{总}} = \frac{B L Δ x}{2 R} .$

由动量守恒定律得

mv=2mv′.

对于 cd 棒, 由动量定理得

$B \bar{Ι} L Δ t = m v^{'}$ ,

故通过该回路的电量

$q = \frac{m v^{'}}{B L} .$

联立解得 $Δ x = \frac{2 m R^{2} Τ}{B^{4} L^{4}} .$

例5 如图4所示, 水平光滑的平行金属导轨, 左端接有电阻R, 匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内, 质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度 v0 向右运动, 当其通过位置 a、b 时, 速度分别为 va、vb 到位置 c 时棒刚好静止.设导轨与棒的电阻均不计, a 与 b 、b 与 c 的间距相等, 则金属棒通过 a、b 两位置时 ( )

(A) va>2vb (B) va=2vb

解析:对棒, a→c, 由动量定理有

$B \bar{Ι}_{1} L Δ t = m v_{a}$ ,

通过回路的电量

$q_{1} = \frac{m v_{a}}{B L} ①$

对棒, b→c, 由动量定理有

$B \bar{Ι}_{2} L Δ t = m v_{b}$ ,

通过回路的电量

$q_{2} = \frac{m v_{b}}{B L} ②$

对棒, a→c, 通过该回路的电量

$q_{1} = \frac{B L s_{a c}}{R} ③$

对棒, b→c, 通过该回路的电量

$q_{2} = \frac{B L s_{b c}}{R} ④$

又 a、b 与 b、c 的间距相等, 有

sac=2sbc ⑤

由③④⑤得, q1=2q2 ⑥

由①②⑥得, va=2vb, 故正确选项为 (B) .

总之, 通过导轨中的金属棒的感应电量问题能很好考察学生解决物理问题的能力.电量的求解为电磁感应中求解运动学问题 (如位移、速度等) 提供了一条重要通道.同学们在掌握求解感应电量方法的同时, 要多体会解决物理问题的三大法宝 (动力学观点、动量观点和能量观点) 的应用思路, 从而真正提高解决物理问题的能力.

基本电荷电量篇9

汽车熄火后必须减少静态电流, 这是为了让蓄电池较少放电以保证汽车长时间停放后还能正常启动。当蓄电池显露出已处于极低的充电状态时, 为了能向所有停止使用的用电器提供电能, 就得关闭舒适系统和信息娱乐系统的用电器。一个控制单元控制下的哪些用电设备被切断, 是分不同情况下确定的。我们所设计的电瓶最低启动电量保护装置切断用电设备分以下两种不同情况切断各类用电器。具体工作原理图如图1。

1.1当钥匙门打开而发动机没有运转时, 即汽车电路中的15号线处于接通状态时, 若电瓶电量低于设定值时, 切断此时工作的娱乐舒适电器如:自动空调、音响、鼓风机、脚坑照明、门内把手照明、登车/下车照明等。

1.2当钥匙门关闭而且发动机没有运转时, 即汽车电路中的15号线处于断开状态时, 此时切断汽车上能工作且能切断的汽车大灯、车内照明灯。

1.3当钥匙门打开而且发动机运转时, 恢复被切断的电器电路。

2汽车电瓶最低电量保护装置的结构组成

2.1总体机构设计组成 (见图2)

2.2信号采集单元的作用

对汽车钥匙门开关是在开启状态还是在关闭状态、汽车上发动机是否工作、各个娱乐性电器是否工作的信号进行采集分析。

2.3电瓶电量预测及控制单元的作用

准确预测电瓶电量, 看是否达到汽车的最低启动电量。判断是否切断用电器, 是否给报警单元输出报警信号。

2.4报警单元的作用

当电瓶电量达到汽车的最低启动电量时, 报警30秒提示车主。

3汽车电瓶最低电量保护装置信号采集系统设计

汽车整车电路通常由电源电路、起动电路、点火电路、照明与灯光信号装置电路、仪表信息系统电路、辅助装置电路和电子控制系统电路组成。 (1) 电源电路:也称充电电路, 是由蓄电池、发电机、调节器及充电指示装置等组成的电路, 电能分配 (配电) 及电路保护器件也可归入这一电路。 (2) 起动电路:是由起动机、起动继电器、起动开关及起动保护电路组成的电路, 也可将低温条件下起动预热的装置及其控制电路列入这一电路。 (3) 点火电路:是汽油发动机汽车特有的电路, 它由点火线圈、分电器、电子点火控制器、火花塞及点火开关等组成, 由微机控制的电子点火控制系统一般列入发动机电子控制系统电路。 (4) 照明与灯光信号装置电路:是由前照灯、雾灯、示廓灯、转向灯、制动灯、倒车灯、车内照明灯及有关控制继电器和开关组成的电路。 (5) 仪表信息系统电路:是由仪表及其传感器、各种报警指示灯及控制器组成的电路。 (6) 辅助装置电路:是由为了提高车辆的安全性、舒适性而设置的各种电器装置组成的电路。辅助电器装置的种类随车型不同而有所差异, 汽车的档次越高, 辅助电器装置越完善, 一般包括风挡玻璃刮水器及清洗装置、风挡玻璃除霜 (防雾) 装置、空调装置、音响装置等, 较高级的车型上还装有车窗电动举升装置、电控门锁、电动座椅调节装置和电动遥控后视镜等, 电子控制安全气囊归入电子控制系统电路。 (7) 电子控制系统电路:是由发动机控制系统 (包括燃油喷射控制、点火控制、排放控制等) 、自动变速器及恒速行驶控制系统、制动防抱死系统、安全气囊控制系统等组成的电路。

4单片机控制装置及报警装置的设计

单片机是一种集成在电路芯片, 是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能 (可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路) 集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。

单片机按其通用性可分为:通用型和专用型。通用型单片机的主要特点是:内部资源比较丰富, 性能全面, 而且通用性强, 可履盖多种应用要求。所谓资源丰富就是指功能强。性能全面通用性强就是指可以应用在非常广泛的领域。通用型单片机的用途很广泛, 使用不同的接口电路及编制不同的应用程序就可完成不同的功能。小到家用电器仪器仪表, 大到机器设备和整套生产线都可用单片机来实现自动化控制。专用型单片机的主要特点是:针对某一种产品或某一种控制应用而专门设计的, 设计时已使结构最简, 软硬件应用最优, 可靠性及应用成本最佳。专用型单片机用途比较专一, 出厂时程序已经一次性固化好, 不能再修该的单片机。例如电子表里的单片机就是其中的一种。其生产成本很低。

本次设计中的单片机选用通用型由Atmel公司生产的单片机AT89C51, AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器 (FPEROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory) 的低电压、高性能CMOS8位微处理器, 俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造, 与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中, ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。它的主要特性有:与MCS-51兼容、4K字节可编程FLASH存储器、寿命:1000写/擦循环、数据保留时间:30年、全静态工作:0Hz-24MHz、三级程序存储器锁定、128×8位内部RAM、32可编程I/O线、两个16位定时器/计数器、5个中断源、可编程串行通道、低功耗的闲置和掉电模式、片内振荡器和时钟电路。

5结论

本文根据汽车电瓶最低启动电量保护装置的工作原理, 分析了汽车电瓶最低电量保护装置的结构和组成。根据最小电量控制SOC算法设计了汽车电瓶最低电量保护装置信号采集系统和单片机控制装置及报警系统。通过测试, 所设计的电量保护和最低电量保护装置能够充分的保证汽车的最低启动电量。

摘要：车辆使用中, 常常会出现关闭钥匙门后未关照明系统, 或者发动机熄火后使用车载娱乐系统而造成车载电瓶电量过低, 从而出现无法启动汽车的问题。我国汽车行业的发展一日千里, 汽车的保有量增长迅速。而目前国产汽车上还没有一个装置来解决上述问题。所以说设计一个性能优越的装置来解决上述问题是非常有必要的。本论文介绍了一种汽车电瓶最低启动电量保护装置的工作原理及其结构设计。

关键词：汽车,电瓶,最低电量,启动,保护装置

参考文献

[1]张晓斌.汽车电源管理系统测试台的研究[M].杭州:浙江出版社, 2009.

【基本电荷电量】推荐阅读：

电荷测量07-13

电荷分布09-03

九年级物理全册15.1两种电荷说课稿(新版)新人教版07-24

甘肃中川地区云闪的多站同步观测及雷暴的等效电荷结构08-09