便利店能量管理与需量控制的研究

摘要

为构建节约型社会，研发“能量管理与需量控制系统”具有巨大的经济价值及社会意义。进行能量管理和需量控制，不仅可以帮助用电方节约用电成本、降低开支，还可以缩小电网峰谷差和降低用电设备对电网负荷冲击。目前，能量管理及需量控制的研究在国内尚属起步阶段，相关领域的文献资料也披露较少。本文以小型便利店为研究对象，针对其中涉及的多个关键理论及技术问题展开研究。
　　1)完成“便利店能量管理与需量控制系统”需求分析，从控制理论角度对系统进行建模，并定义评价指标。在实验环境下，对供电系统的转换机制以及典型被控对象需求特性进行研究，建立一种能够反映用电设备电功率需求的模拟预测模型。
　　2)设计“便利店能量管理与需量控制系统”的控制策略。将实际的生活控制系统抽象成闭环控制模型，将问题转化成为一个含有不确定性和非线性因素的闭环满意决策动态优化问题。本文设计两种控制策略方案—模型预测控制和趋势预测控制，并结合实际问题，对两者加以分析比较。
　　3)结合建立的用电设备模型，进行随机性的闭环连续MATLAB仿真，验证趋势预测控制策略的有效性及实用性。仿真结果表明，趋势预测控制方案能够取得较好最大需量峰值抑制效果。最后就决策模块对能量管理与需量控制进行分别讨论，并做出结果评价。
　　4)以OMAP3530为研究平台，结合实验仿真，设计“便利店能量管理与需量控制器”。对“便利店能量管理与需量控制系统”进行了硬件及软件设计，进行能量管理与需量控制系统的初步实验。结果表明，便利店能量管理与需量控制系统能够实现根据实测信息及时显示并发出决策信息，具有较好的工程实用性。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状及动态

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 设计目标

1．3．1 系统层次结构

1．3．2 系统总体框架设计

1．3．3 系统功能分析

1．3．4 抽象控制模型

1．4 系统预期效果

1．5 系统评价模型

1．5．1 基本概念

1．5．2 系统评价指标

1．6 本文的主要工作

第二章 便利店能量管理及需量控制分析与建模

2．1 适用对象分析

2．2 对象电功率需求特性

2．2．1 典型被控对象

2．2．2 用电设备电功率需求对象

2．3 电功率需求模拟预测数学模型

2．3．1 问题描述

2．3．2 简化与假设

2．3．3 分析与建立模型

2．3．4 模型求解

2．3．5 系统模型评价

2．4 小结

第三章 能量管理与需量控制策略

3．1 模型预测控制方案

3．1．1 总体框架

3．1．2 基本要素

3．1．3 预测模型

3．2 趋势预测控制方案

3．2．1 趋势预测总体框架

3．2．2 组成模块

3．2．3 趋势预测控制方案特点

3．3 小结

第四章 系统仿真实验

4．1 系统仿真总体框架

4．2 系统组成模块

4．3 仿真及参数设定

4．3．1 仿真架构设计

4．3．2 参数设定

4．4 仿真结果

4．5 结果评价

4．6 小结

第五章 基于OMAP3530开发平台的软硬件设计

5．1 系统硬件平台概述

5．2 系统硬件构成

5．3 OMAP3530系统平台功能模块电路设计

5．3．1 电源模块

5．3．2 存储器模块

5．3．3 LCD模块

5．3．4 以太网模块

5．3．5 OMAP3530 GPIO模块

5．4 信号采集单元电路设计

5．4．1 温度检测

5．4．2 湿度检测

5．4．3 光照检测

5．4．4 A／D转换电路

5．5 软件系统设计

5．5．1 系统软件平台的构建

5．5．2 系统程序设计

5．6 系统测试结果及分析

5．7 小结

总结与展望

参考文献

攻读学位期间发表论文

声明

致谢