基于32位ARM芯片的電力負荷管理終端設計方案

　　1、電力負荷管理終端設計方案的技術(shù)背景

　　根據(jù)國家電網(wǎng)公司關(guān)于電力負荷管理終端的最新要求和南方電網(wǎng)廣電集團對電力負荷管理終端的技術(shù)要求，以及廣東、重慶、四川等各省電網(wǎng)公司招標技術(shù)條件的要求，電力系統(tǒng)用戶現(xiàn)在為了保證對電力負荷管理終端的技術(shù)先進性和可擴展性，對裝置的系統(tǒng)平臺提出了明確的技術(shù)要求：

　　“要求采用主流32處理器加嵌入式操作系統(tǒng)設計方案，以保證現(xiàn)場終端網(wǎng)絡通信、負荷管理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)加密和壓縮等復雜功能要求。投標方應詳細應答投標產(chǎn)品的系統(tǒng)平臺、架構(gòu)及工作原理，并提供主處理器的有關(guān)技術(shù)資料作為參考。系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲容量不小于2MByte。投標方應答投標產(chǎn)品的系統(tǒng)存儲容量、數(shù)據(jù)存儲容量以及操作系統(tǒng)及應用程序的存儲容量，并說明其存儲介質(zhì)形式及生產(chǎn)廠商。”(來自廣東、四川省電網(wǎng)公司的招標要求)

　　2、產(chǎn)品方案

　　我們采用模塊式設計方式，將整個電力負荷管理終端分為三個獨立部分：

　　主CPU模塊

　　電表模塊

　　GPRS通訊模塊，230M無線通訊模塊，寬帶通訊模塊

　　主CPU模塊通過串行接口和電表模塊、GPRS/230M/寬帶通訊模塊交換數(shù)據(jù)，3個模塊均為相對獨立功能模塊，通過模塊式的結(jié)構(gòu)首先可以對原來產(chǎn)品的成熟軟、硬件部件有很好的繼承，比如成熟的電表模塊和GPRS/230M通訊模塊。另一方面可以根據(jù)用戶的不同需求靈活組成不同類型的產(chǎn)品：

　　帶交流采樣功能的GPRS終端

　　不帶交流采樣功能的GPRS終端

　　帶交流采樣功能的230M終端

　　不帶交流采樣功能的230M終端

　　具備較強控制功能的配變終端

　　在設計過程中三部分可以同步進行，加快產(chǎn)品開發(fā)進度。另一方面彼此相對獨立的模塊便于質(zhì)量檢驗，容易保證產(chǎn)品設計質(zhì)量、生產(chǎn)質(zhì)量以及產(chǎn)品升級的速度和質(zhì)量。

　　3.主CPU選型

　　主CPU我們原先考慮選用ATMEL公司的AT91系列ARM芯片AT91FR40008，主要是內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲空間足夠大(256K BYTE RAM)，外擴8M BYTE存儲體，可以滿足1~8塊表的抄表需求。CPU考慮大容量存儲空間，存儲空間一部分用來存儲應用程序，應用程序要考慮程序遠程下載，存儲空間就要加倍考慮。存儲空間的另一部分用來存儲數(shù)據(jù)。

　　開入/開出/LED/KEY

　　I/O總線

　　串行時鐘

　　(時鐘電池不在板上)

　　AT91FR40008+

　　AT49BV6416

　　COM1

　　COM2

　　TLC16C550

　　點陣液晶接口

　　COM3

　　圖1

　　CPU模塊示意圖

　　4、模板主要技術(shù)指標：

　　·AT91FR40008(不外接RAM)，F(xiàn)LASH存儲體AT49BV6416

　　·3個串口(TTL電平)，加一片16C550

　　·一片串行時鐘(電池由板外引入)。

　　·點陣液晶顯示接口

　　·一個可指示運行狀態(tài)的LED。

　　·未定義的IO端口全部連接到插針引腳上。

　　·配套底層驅(qū)動軟件，定時器、中斷服務程序、FLASH的讀、寫、擦除軟件包，時鐘讀寫程序。軟件在線下載程序。

　　·外接電源3。3V。

　　·工作溫度：-40℃至70℃;工作濕度：5%-95%

　　5、產(chǎn)品成本

　　采用本技術(shù)方案設計的終端產(chǎn)品，其中CPU部分硬件成本約400元(CPU、FLASH、CLOCK、16C550、LCD、開入、開出)，量產(chǎn)后可以下降5%。

　　Atmel ARM代理商聯(lián)系方式:

　　百特集團深圳分公司

　　深圳富來喜電子有限公司

　　地址

篇2：看待冷負荷計算問題

　　如何看待冷負荷計算問題

　　設計冷負荷是選擇設備的主要依據(jù)，所以正確地計算建筑冷負荷對整個系統(tǒng)的設計十分重要。然而，目前國內(nèi)的空調(diào)設計造成大量的設備閑置，對此設計冷負荷取值過大是其中主要原因。傳統(tǒng)的教科書及設計手冊中給出的空調(diào)負荷計算方法，不論是求圍護結(jié)構(gòu)的墻壁或門窗負荷，其計算結(jié)果均是針對某一具體房間而言，而空調(diào)系統(tǒng)設備容量依據(jù)的是整個建筑的冷負荷。由于各房間朝向、位置、功能及其內(nèi)部熱源等情況的不同造成的最大冷負荷出現(xiàn)的時間并不相同，因此建筑冷負荷的最大值應為每個房間逐時負荷疊加的最大值。據(jù)調(diào)查，我國部分設計人員在計算建筑冷負荷時，只是簡單地將每個房間的最大冷負荷進行疊加，這種錯誤計算方法在很多單位都存在。令人遺憾的是，一些暖通空調(diào)設計計算軟件也存在著如此方法上的錯誤，使設計人員犯了錯誤還不知道，實在是害人不淺。所以我們必須對此給予足夠的重視，使設計負荷的確定更加合理正確。

　　《設計深度規(guī)定》對暖通空調(diào)設計計算書應包括的內(nèi)容作了詳細的規(guī)定。然而，相當一部分工程設計沒有暖通空調(diào)設計計算書。有些供暖空調(diào)設計雖有計算書，但內(nèi)容殘缺不全。有的供暖設計，僅有耗熱量計算，而無水力平衡計算和散熱器選擇計算；有的高層建筑集中空調(diào)和防排煙設計，僅有夏季冷負荷計算，而無空調(diào)風系統(tǒng)及水系統(tǒng)水力計算，無制冷空調(diào)設備選擇計算，無防排煙計算。有的空調(diào)設計，不管房間大小、朝向、層次、所處位置(中間或端頭)均按同一指標來估算夏季空調(diào)冷負荷與冬季空調(diào)熱負荷，并以此來配置空調(diào)設備，這是不妥當?shù)摹?/p>

　　《設計深度規(guī)定》對暖通空調(diào)設計計算書應包括的內(nèi)容作了詳細的規(guī)定。然而，有的空調(diào)設計，不管房間大小、朝向、層次、所處位置(中間或端頭)均按同一指標來估算夏季空調(diào)冷負荷與冬季空調(diào)熱負荷，并以此來配置空調(diào)設備，這是不妥當?shù)摹Ｏ喈斠徊糠止こ淘O計沒有暖通空調(diào)設計計算書。有些空調(diào)設計雖有計算書，但內(nèi)容殘缺不全。有的高層建筑集中空調(diào)和防排煙設計，僅有夏季冷負荷計算，而無空調(diào)風系統(tǒng)及水系統(tǒng)水力計算，無制冷空調(diào)設備選擇計算，無防排煙計算等。

　　根據(jù)對國內(nèi)24家五星酒店實際調(diào)查結(jié)果，沒有一家冷負荷開啟率超過104瓦/平方（按建筑面積），如廣州花園酒店冷負荷設計值為99瓦/平方（按建筑面積），實際調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)有一半酒店冷負荷設計指標超過104瓦/平方（按建筑面積），更有少數(shù)冷量嚴重超標。

　　7月1日起執(zhí)行的《公共建筑節(jié)能設計標準》（GB 50189-20**）有十條強制性條文，其中，5.1.1 明確規(guī)定"施工圖設計階段，必須進行熱負荷和逐項逐時的冷負荷計算。"會對設計正確選擇設備起到好作用。

　　但是，也應看到，設計冷負荷中建筑冷負荷、照明負荷、辦公樓的人員負荷和設備負荷，可以有比較可靠的數(shù)據(jù)和方法進行。而對許多公共建筑如：文化娛樂、商場、餐飲等建筑，也包括旅館等，人員負荷和設備負荷，應當說不好界定，實際設計缺乏足夠的設計數(shù)據(jù)，給設計人員帶來來因人而異的不確定性，即隱含加大設備選型的可能性。就是建筑冷負荷，在實際工程設計中，往往是建筑專業(yè)因業(yè)主要求而修改不停，當建筑確認后，給予暖通人員設計時間少之又少，由于缺乏足夠的設計周期，導致套指標的現(xiàn)象大量存在。其三，有的項目，尤其是開發(fā)商的項目和招商項目，對建筑的內(nèi)部功能不能明確，僅要求設計人員要給予充分的具有適應性的考慮。

　　因此，個人認為空調(diào)節(jié)能還不僅僅是暖通專業(yè)人員的事情。還需做好以下工作：

　　1.由權(quán)威部門發(fā)布空調(diào)設計的最短設計周期，確保暖通人員有足夠時間做好設計，防止受到設計院領(lǐng)導和業(yè)主的無理指責。

　　2.由權(quán)威部門發(fā)布空調(diào)設計工日參考數(shù)據(jù)，以指導設計院的工作量考核。因為，上世紀建設部頒發(fā)的工日定額，已經(jīng)左右了設計院領(lǐng)導數(shù)十年，暖通專業(yè)人員的投入產(chǎn)出，已經(jīng)很不合理。

　　3.由權(quán)威部門組織必要的調(diào)研測定（設計與實際之差異和有關(guān)取值的推薦值），提出供設計作為依據(jù)的數(shù)據(jù)，須知我國公共建筑已經(jīng)是數(shù)十億平米啊。

　　根據(jù)對國內(nèi)24家五星酒店實際調(diào)查結(jié)果，沒有一家冷負荷開啟率超過104瓦/平方（按建筑面積），如廣州花園酒店冷負荷設計值為99瓦/平方（按建筑面積），實際調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)有一半酒店冷負荷設計指標超過104瓦/平方（按建筑面積），更有少數(shù)冷量嚴重超標。

　　說得是，偶們現(xiàn)做一工程，平均負荷就只有80w/m2。

　　好的計算軟件，正確的設計參數(shù)，較多實際經(jīng)驗是解決負荷計算問題的有效辦法。最好用一些時間對本地區(qū)的氣象條件和計算編成程序，不過基礎數(shù)據(jù)是個問題，量會很大，很浪費精力。

　　空調(diào)設計工日還不如以前，空調(diào)設計師被要求這要求哪？？？？想法是好的，但誰體諒空調(diào)設計師的苦衷，只有提高空調(diào)設計工日，節(jié)能等其它問題皆可解決。但現(xiàn)實是很殘酷，空調(diào)在土建中是輔助工種，自己給自己增加工作量，活該！！！！！

　　設計冷負荷中建筑冷負荷，在實際工程設計中，往往是建筑專業(yè)因業(yè)主要求而修改不停，當建筑確認后，給予暖通人員設計時間少之又少，由于缺乏足夠的設計周期，導致套指標的現(xiàn)象大量存在。有的項目，尤其是開發(fā)商的項目和招商項目，對建筑的內(nèi)部功能不能明確，僅要求設計人員要給予充分的具有適應性的考慮。

　　因此，個人認為空調(diào)節(jié)能還不僅僅是暖通專業(yè)人員的事情。還需做好以下工作：

　　1.由權(quán)威部門發(fā)布空調(diào)設計的最短設計周期，確保暖通人員有足夠時間做好設計，防止受到設計院領(lǐng)導和業(yè)主的無理指責。

　　2.由權(quán)威部門發(fā)布空調(diào)設計工日參考數(shù)據(jù)，以指導設計院的工作量考核。因為，上世紀建設部頒發(fā)的工日定額，已經(jīng)左右了設計院領(lǐng)導數(shù)十年，即是2000年新設計工日出臺，建筑方案設計工日大幅提高，空調(diào)設計工日還不如以前，暖通專業(yè)人員的投入產(chǎn)出，已經(jīng)很不合理。 暖通專業(yè)人員的定額、獎金與土建比，少之又少，需提高定額、獎金比俐。

　　3.由權(quán)威部門組織必要的調(diào)研測定（設計與實際之差異和有關(guān)取值的推薦值），提出供設計作為依據(jù)的數(shù)據(jù)，須知我國地域富廣、南北差別大啊。

　　不要光看設計總負荷除以建筑面積的空調(diào)冷負荷指標啊！空調(diào)總冷負荷還有部分負荷是為將來建筑面積增加的預留呢！要是真的按照現(xiàn)有房間的逐時冷負荷疊加，將來建筑面積增加，建筑功能改變，空調(diào)專業(yè)如何采取對策啊？再增加一臺小容量的主機？不現(xiàn)實吧！－－－－－－再說一個比較現(xiàn)實的問題：如果設計院沒有空調(diào)設計軟件，光是靠手算筆算，在為數(shù)不多的設計期限內(nèi)（恕我駑鈍，這個"設計期限"是不是大俠們剛剛說過的"設計工作日"？）有多少精力和時間用在空調(diào)負荷的計算上啊？還有，好多節(jié)能建筑采用新的圍護結(jié)構(gòu)，延時系數(shù)等一系列參數(shù)無從查取，怎么計算（精確計算）空調(diào)冷負荷呢？－－－當然，對于節(jié)能標準還是有必要的。但是，事情比較復雜，不能一刀切啊！

　　舒適空調(diào)有個舒適區(qū)的概念，是一個范圍，首先就應該允許有一定變動范圍，一些經(jīng)驗數(shù)值如果仔細研究，會發(fā)現(xiàn)比詳細計算更符合實際。如

果按辦公夏天室內(nèi)設計溫度26度，人員呆一段時間，適應了這個溫度后還會覺得熱，很多是心理上的，如果是分體開到22度 甚至更低。所以我覺得把注意里放在軟件精確計算上本身就是不合適的，軟件計算結(jié)果只是多一個計算依據(jù)，實際工程噪聲計算往往還更重要，反而被忽視。而且一些外企和酒店有要求備份是很正常的事，實際的運行收入和增加的工程造價比少得多。我畢業(yè)時參觀天津一家星級酒店外方就要求備份一臺開利的離心機。所以我認為各種軟件用來鞏固對空調(diào)概念的理解是很有幫助，但具體的工程更多只能作為參考，設計是綜合多方面的考慮結(jié)果！

　　我認為軟件宣傳有些誤導，使多數(shù)設計人員或是學生傾向于強調(diào)軟件計算的精確性而忽略了多數(shù)舒適性空調(diào)本身就是一個一定范圍的不定解，就和建筑方案一樣，考慮的角度和思路不同，結(jié)果肯定不同，計算軟件不應該成為滿足審查或者內(nèi)部校對一些面上的需要，有一個比較出色的計算書，而應該引導設計人員把軟件作為一個工具，一個輔助手段的全面考慮解決問題的思路和方法！一些機電公司對水泵風機選型的做法我認為比較合理:1.機電施工根據(jù)現(xiàn)場計算2.現(xiàn)場條件提交設計院復核.

篇3：住宅電氣負荷計算中需要系數(shù)之確定其它

　　住宅電氣負荷計算中需要系數(shù)之確定與其它

　　目前，我國住宅業(yè)蓬勃發(fā)展，日新月異。進行住宅電氣設計時，對于負荷計算，尤其是其中的需要系數(shù)如何確定，每個電氣設計人員都不可回避。

　　需要系數(shù)是一個至關(guān)重要的數(shù)據(jù)，直接影響到負荷計算結(jié)果。而恰恰就是這個關(guān)鍵系數(shù)，在現(xiàn)行電氣設計手冊中，表述得較為籠統(tǒng)、模糊。如一些手冊中推薦，住宅需要系數(shù)（K值）選取方法為，“20戶以下，取0.6以上；20戶~50戶，取0.5~0.6；50戶~100戶，取0.4~0.5；100戶以上，取0.4以下”。該方法有以下不足之處：a. 不確定性過強。如95戶、200戶時，K值分別應為多大？無從得知。b. 可能導致反常結(jié)果。例如，按上述方法，95戶、100戶時K值分別可取0.43、0.4，每戶安裝功率取6kW，則95戶時的Pjs=95?6?0.43=245.1kW；而100戶時的Pjs=100?6?0.4=240kW。即95戶計算功率反而大于100戶計算功率！這顯然是不合常規(guī)的，而其根源就在于需要系數(shù)（K值）的不確定性。

　　到底如何確定需要系數(shù)？能否實現(xiàn)住宅戶數(shù)與需要系數(shù)一一對應？下文將著重解決這一問題，并對負荷計算中的住戶安裝功率、進戶開關(guān)選擇等問題亦作簡單探討。

　　2 模擬公式推導

　　眾所周知，建立住宅戶數(shù)與需要系數(shù)之間的數(shù)學關(guān)系式，實際上只能是推想的模擬公式。下述推導，雖屬“經(jīng)驗型”與“數(shù)學型”之結(jié)合，卻較客觀地虛擬了實際工程情況，提供了較高的模擬精度，因而必將大大地方便工程設計，值得向大家推薦。

　　探索模擬公式之前，有三點規(guī)律值得注意：a. 戶數(shù)（N）較少時，需要系數(shù)（K）為1；b. 需要系數(shù)（K）隨著N值增大而逐漸減小，即KN≤KN-1（KN系N所對應的K值）; 而且減小速率先急后緩；c. 每戶安裝功率P相同時，小戶數(shù)總計算負荷恒小于大戶數(shù)總計算負荷，即（N-1）?P?KN-1<N?P?KN，或KN>KN-1?[(N-1)/N]。

　　基于以上分析，本文認定，戶數(shù)N≤6時，K0=1；其后，每遞增3戶，K值作一次調(diào)整。調(diào)整后之K值，等于調(diào)整系數(shù)乘以調(diào)整前之K值。而調(diào)整系數(shù)如何選取呢？令N為3的整數(shù)倍，且N≥9，則因KN>KN-1?[(N-1)/N]，故有KN-2>KN-3?[(N-3)/(N-2)]; 又根據(jù)約定可知，KN-2=KN-1=KN,故有KN>KN-3?[(N-3)/(N-2)]。因（N-1)/N>(N-3)/(N-2),故不妨令KN=KN-3?[(N-1)/N)],亦即調(diào)整系數(shù)取為(N-1)/N。（注意，KN與下述的Kn意義有所不同）。

　　舉例說明。當N=7、8、9時，K值均相同，且此時K1=K0?（9-1）/9=1?(8/9)=8/9；當N=10、11、12時，K2=K1?（12-1）/12=（8/9）?（11/12）；當N=13、14、15時，K3=K2?（15-1）/15=（8/9）?（11/12）?（14/15）；……；當N=3n+4、3n+5、3n+6（n=1、2、3、4、……）時，

　　Kn=Kn-1?[(3n+5)/(3n+6)]

　　=(8/9)?(11/12)?(14/15)?……?[(3n+2)/(3n+3)]?[(3n+5)/(3n+6)]

　　=2?8?11?14?……?(3n+2)?(3n+5)/[3 ?(n+2)!] （1）

　　式（1）即為需要系數(shù)Kn的模擬計算式（由數(shù)學歸納法可證明，此處從略）。它體現(xiàn)了需要系數(shù)K與戶數(shù)N之間的一種內(nèi)在聯(lián)系。當然，在實際工程應用中，若直接套用上述公式進行手工計算，則過程極為繁瑣；即使是普通電腦運算，至N=500戶左右時，也告“結(jié)果溢出”。此時，只要巧妙利用Kn/Kn-1=(3n+5)/(3n+6)這一間接關(guān)系式，并借助于電腦編程，則諸多麻煩迎刃而解。隨后即給出由電腦編程計算出的K值。

　　3 需要系數(shù)的選取

　　需要系數(shù)可參照下表選取。

　　戶 數(shù)（N） ≤6 9 12 15 18 21 24 27

　　需要系數(shù)（K） 1 0.89 0.82 0.76 0.72 0.68 0.66 0.63

　　戶 數(shù)（N） 30 34 38 42 46 50 54 58

　　需要系數(shù)（K） 0.61 0.58 0.56 0.55 0.52 0.51 0.50 0.49

　　戶 數(shù)（N） 62 66 70 74 78 82 90 95

　　需要系數(shù)（K） 0.48 0.47 0.46 0.45 0.45 0.44 0.43 0.42

　　戶 數(shù)（N） 100 110 120 130 140 150 160 180

　　需要系數(shù)（K） 0.41 0.40 0.39 0.38 0.37 0.36 0.35 0.34

　　戶 數(shù)（N） 200 220 240 260 280 300 330 360

　　需要系數(shù)（K） 0.33 0.32 0.31 0.30 0.29 0.29 0.28 0.27

　　戶 數(shù)（N） 400 450 500 600 700 800 900 1000

　　需要系數(shù)（K） 0.26 0.25 0.24 0.23 0.22 0.21 0.20 0.19

　　說明：a. 任意戶數(shù)的K值均可由程序得知。限于篇幅，上表中僅選取了部分數(shù)據(jù)（程序中，N≤1200戶）。b. 為使負荷計算結(jié)果更切合實際，表中的N值系指單臺變壓器所負擔的住宅總戶數(shù)。例如，某住宅小區(qū)共有1000戶，擬由兩臺變壓器供電，每臺大致承擔500戶的負荷，則在負荷計算時，宜選取表中N=500、K=0.24這組數(shù)據(jù)，而不是N=1000、K=0.19。

　　4 計算需要系數(shù)的電腦源程序

　　4.1 源程序如下：</P><P>

　　4.2關(guān)于源程序的簡要說明

　　a. 程序運行于DOS中文平臺下的QBASIC環(huán)境；

　　b. 程序除著重計算K值以外，附帶給出總計算功率、視在功率及計算電流等值；所選取變壓器僅計及住戶負荷;

　　c. 補償前COSΦ=0.85; 補償后COSΦ’=0.92; 變壓器負荷率β=0.85;

　　5 住戶安裝功率的確定

　　現(xiàn)代家用電器品種繁多。每戶所有電器功率累加起來，一般從幾千瓦到幾十千瓦不等。但若簡單地以此累加值作為每戶安裝功率，顯然是不恰當?shù)摹４_定住戶安裝功率時，可遵循兩條原則：a. 遵照當?shù)毓╇姴块T的相關(guān)規(guī)定；b. 滿足若干年限（如15年）內(nèi)，該地區(qū)大多數(shù)（而不是全部）住戶最大可能達到的用電高峰需要。例如, 目前深圳地區(qū)普通用

戶的安裝功率一般取4kW~10kW/戶，具體值視戶型而定，其中尤以取值6kW最為常見。

　　6 住戶進戶開關(guān)的選擇

　　對應于安裝功率為4、6、8、10kW，戶配電箱的總開關(guān)額定電流可分別選擇為20A、32A、40A、50A（在此，均指單相值）。當然，此作法與<<民用建筑電氣設計規(guī)范>>3.3.11.2條存在部分“沖突”。該條規(guī)定:“由地區(qū)公共低壓電網(wǎng)供電的220V照明負荷，線路電流不超過30A時，可用220V單相供電，否則應以220/380V三相四線制供電”。不過，在實際設計工作中，適時“突破”（即優(yōu)先采用單相而不是三相供電）該條規(guī)定已是屢見不鮮，原因如下：

　　a. 該條規(guī)范規(guī)定的本意是為了降低三相低壓配電系統(tǒng)的不對稱度；只要設計時，保證了某個門棟乃至整幢住宅負荷就地三相平衡（不平衡度≤15%）, 則線路單相電流不超過50A時，均以220V單相供電，似仍是可行的。

　　b. 與住戶單相總開關(guān)比較，住戶三相總開關(guān)與分開關(guān)之間的整定配合較為不易，即配電靈活性較差；

　　c. 以三相電表計量單相負荷，結(jié)果不夠理想；且三相電表及三相開關(guān)的成本都顯著抬高。