低功耗设计论文范文
低功耗设计论文范文第1篇
论文摘要：本文介绍了线损理论计算的原理，对农村电网进行了全面的线损理论计算在分析计算结果的基础上，有针对性地拟定了降损方案。根据拟定的降损方案对电网的各类参数进行了修改，重新进行了线损理论计算。通过对两次线损理论计算结果的比较，验证了降损方案的可行性和 经济 性。和传统的线损分析相比，本文方法具有更为科学、精确、针对性强的特点，为农村电网进行降损改造和电网规划提供了很好的参考依据。
ABSTRACT：This paper introduces the theories about theoretical calculation of the line losses, discusses calculation of the line losses for school district poe of reducing losses for nee of reducing losses, through modifying respective parameters of this poparison of the ty of the scheme is validated. Compared e in this paper has of many advantages, such as mathematical soundness exactness pertinence and so on, can provide good reference for reducing line losses and the planning of power network.
KEY WORDS: school district power network ;line losses; theoretical calculation and analysis.
第一章 概论
1.1 电能损耗 管理 的目的和意义
电力 网的电能损耗（俗称线损），是电网经营企业在电能传输和 营销 过程中从发电厂出线起至用户电能表止所产生的电能损耗。而电能损耗率是衡量电力在传输过程中损耗高低的指标，它反映和体现了电力系统的规则、设计、运行和经营管理的水平，是电网经营企业的一项重要经济、技术指标。降低电能损耗是贯彻“生产与节约并重”能源政策的一个组成部分，应加强管理。而前些年电网的发展却滞后于国民经济的高速发展，特别是作为电网不可分割的组成部分—农村电网，更是到了非改造不可的时候，它直接制约了农村经济的发展。由于农村电网负荷分散、接线杂乱、规格不一、管理薄弱等原因，造成农村电网电能损耗偏高的现象。究其原因，主要是网络布局不合理，供电路径过长，导线截面过小，功率因数低，设备利用率低，计量设备不全，导致管理不善，加之农电 管理体制 不顺，多家管电，导致农村电价远远高于城市电价的情况，增加了农民的负担。
为此，国家投入巨资，提出了改革农村用电管理体制、改造城乡电网、实施城乡同价等措施，以提高电网送电能力，降低电能损耗，降低农村电价，减轻农民用电负担，开拓农村电力 市场 ，繁荣农村经济。经过持续三年多时间的城乡电网建设和改造，一个改善的电力网络已呈现在人们面前，全方位的供用电管理工作正在紧张有序地进行。为了达到电网安全、经济地运行，巩固同网同价成果，加强线损管理，降低电能损耗，便是摆在电网经营企业面前的一项长期艰巨的任务。
（1）降损就是效益。例如，某县电网经营企业年供电量5亿kWh，原电能损耗率降到13%，通过电网改造，加强电能损耗管理，使电能损耗降到10%，一年可节约电能损耗电量1500万kWh，按每千瓦·时电价0.56元计算，一年可节约资金840万元。这个帐人人会算，但是怎样去加强电能损耗管理，便是一个大家值得讨论、研究的课题。要把电能损耗降到国家规定的范围之内，尤其是农村电网经过全面的建设和改造，调整了网络布局，新建和改造了各级电压等级的一大批输配电线路和变电所，将老式变压器更换为节能型变压器，增强了调度、 通信 功能和计量、测量手段，因此，开展一次全面的电能损耗组成状况，找出薄弱环节，从而明确主攻方向，狠抓措施落实，为制定降损措施和提高科学管理水平提供理论依据。
（2） 电能损耗理论计算。在计算方法上，力求取值方便，计算简单，实用性强，并能达到较高的准确度。
1.2 电能损耗形成及组成
1.2.1 电能损耗形成
电能的输送过程，如图1-1所示。
图1-1 电能输送过程
电力的传输过程，要通过电力网中的导线和电压器等输、配电设备到用户，由于导线和变压器都具有电阻和电抗，因此电流在电网中流动时，将会产生有功和无功的电能损耗。
电力损耗的大小与流过导线电流的平方成正比。对同一部分无功功率。这些无功功率除靠发电厂的发电机发出无功外，调相机、电力电容器也向电网输送无功。
1.2.2 电能损耗组成
电能损耗（线损）是输电网络、配电网络损耗电量的总称，它包括技术电能损耗和管理电能损耗两部分，主要计算公式如下
电能损耗电量=供电量（输入电量）—售电量（输出电量）
线损率（％）＝线损电量/供电量×100％
线路损失电量，一般可分为可变损失、固定损失和不明损失三部分。
可变损失。随线路、设备上通过的电流变化而变化，既与电流平方成正比，电流越大，损耗也越大。
固定损失。不随负荷电流的变化而变化，只要设备上接上电源，就要消耗电能，它与电压成正比。在实际运行中，一般电压变化不大，为了计算方便，这个损失作为一个固定值。
不明损失。理论计算损失电量与实际损失电量的差值，它包括漏电及电损失电量在内。
（一） 可变损失
1、 线路上产生的可变损失。
（1） 输电线路上产生的负荷损失。
（2） 配电线路上产生的负荷损失。
（3） 低压线路上产生的负荷损失。
（4） 接户线路产生的负荷损失。
2、 变压器上产生的可变损失
（1） 主变压器的负荷损耗。
（2） 配电变压器的负荷损耗。
在变压器上产生负荷损耗的原因如下。
（1） 由负荷电流在变压器绕组导线内流动造成的电能损失。
（2） 由励磁电流在变压器绕组导线内造成的电能损失。
（3） 杂散电流在变压器绕组导线内造成的电能损失。
（4） 由于泄漏电流对导体影响所引起的涡流损失。
3、 调相机的负荷损耗
由于调相机发出无功功率，因此原动机需要消耗一些有功功率。
（二） 固定损失
（1） 主变压器的空载损耗。
（2） 配电变压器的空载损耗。
（3） 电缆、电容器的介质损耗。
（4） 调相机的空载损耗。
（5） 电能表电压线圈的损耗。
（6） 35kV及以上线路的电晕损耗。
变压器空载损耗，主要包括以下三方面。
（1） 铁心的涡流损耗。
（2） 铁心的磁带损耗。
（3） 夹紧螺丝的杂散损耗。
（三） 不明损失
造成不明损失的原因是多方面的，供电企业必须加强 管理 ，密切各部门之间的联系；加强电能计量监督和营业工作中的抄核收制度、月末抄表制度，和用电检查制度等。
产生不明损失的原因大致有以下几方面。
（1） 仪用互感器配电套不合理，变比错误。
（2） 电能表接线错误或故障。
（3） 电流互感器二次阻抗超过允许值；电压互感器二次压降超过规定值引起的计量误差。
（4） 在互感器二次回路上临时工作，如退出电压互感器，短接电流互感器二次侧末作纪录，未向用户追补电量。
（5） 在营业工作中，因漏抄、漏计、错算及倍率差错等。
（6） 对供电区因馈电总表与用户分表时间不对引起的误差（抄表时间不固定并不会损失电量，只影响线损计算）。
（7） 用户违章窃电。
1.3 影响电能损耗主要因数
作为一个供电企业，电能损耗（线损）管理可以说是一个系统工程。它不仅涉及规划、设计、运行与检修的各个方面，还与线路、变电、用电等部门联系密切，电能损耗率的大小与网络结构、传统运行方式、负荷大小、工 农业 用电比重、检修质量、用电管理、表记管理、抄标周期、无功补偿等因素有关。
一、运行方式
电网结构不合理，近电远送；迂回供电；供电半径超过规定，导线截面过细；检修质量不高，裸导线触碰树枝，绝缘子破裂或有放电闪络现象；负荷分配不合理。
二、设备因素
无功补偿度低，造成功率因素低；主变压器、配电变压器容量配置过大，使变压器空载损耗比率增加；电流互感器二次阻抗超过允许阻值，电压互感器二次压降超过规定值，引起计量误差；电能表校前合格率、准确率、轮换率达不到规定要求。
三、管理方法
没有成立企业电能损耗管理组织、无电能损耗管理专职人员，制度不健全；未全面开展线损理论计算，降损措施不落实；没有按月召开电能损耗分析会议对电能损耗进行分析或分片、分线对电能损耗进行承包等办法。
四、 环境 因素
线路、设备检修无计划，用电检查人员没有经常到用户处检查电气设备、检查电能计量装置以及用户违章用电等情况。
五、人员因素
抄表应定人员、定时间、定线路，月末抄见电量比重越大，线损率越准确。造成电能损耗率不稳的原因，如农业负荷随天气、随季节影响变化大；每年二月是28天，而售电量为30天，造成电能损耗率虚降；用上月下半月电量和本月上半月电量之和代替本月电量的办法，也是造成电能损耗率虚增、虚降的原因。
抄表差错，主要指电能表底码电量和倍率差错、抄核收及大用户电能表出现问题，也有可能运行方式改变、电流互感器变比更换，电能表更换后的漏登记，造成电量不准等。
用逐条输配电线路及逐座变电所计算电能损耗的办法，可减少上述误差。
终上所述，影响电能损耗的因素很多，但关键的一条是领导重视、措施得力。充分调动企业职工的降损积极性和主观能动性，发挥职工的主人翁意识，上下一心，共同努力，通过各种降损手段，把线损率降低到最低限度。
六、建立小指标制度
为了便于检查和考核电能损耗 管理 工作，电网经营企业应建立小指标内部 统计 与考核制度，具体如下。
（1）关口电能表所在的母线电量不平衡率。
（2）10kV及一下电网综合电能损耗率。
（3）变电所所用电指标。
（4）变电所高峰、低谷负荷时的功率因数。
（5）月末日24时抄见售电量的比重。
（6）电压合格率。
1.4 本文的主要工作
本文以 农村 电网线损理论计算分析为研究课题，主要进行如下工作：
1、介绍农村电网线损的现状和线损理论计算的原理。
3、从不同角度分析农村线损理论计算结果。
4、根据对计算结果的分析，制定有针对性的降损措施。
5、按降损措施修改电网参数后再次进行线损理论计算，对两次线损理论计算的结果进行比较，分析降损措施的效果，验证其可行性和 经济 性。
第二章 线损理论计算的原理和和常用方法
2.1 线损的分类和构成
整个电网的电能损耗计算建立在每一电网元件的电能损耗计算的基础上，电网的电能损耗是电网同一时段内个元件电能损耗总和。电能损耗按能否进行理论计算可以分为两类：第一类是可以计算的技术损耗，这类损耗可以通过理论计算求得其数值，所以也称为理论线损，它主要包括电阻发热损耗，还包括介质磁化损耗和不明损耗，后者如线路绝缘不良引起的泄漏损耗、设备接地或短路故障的电能损耗。
2.2 理论线损的概念
1、理论线损电量
理论线损电量由下列损耗电量构成：
= 1 * GB3 ①变压器的损耗电能；
= 2 * GB3 ②架空及电缆线路的导线损耗电能；
= 3 * GB3 ③电容器、电抗器、调相机中的有功损耗电能、调相机辅机的损耗电能；
= 4 * GB3 ④电流互感器、电压互感器、电能表、测量仪表、保护及远动装置的损耗电能；
= 5 * GB3 ⑤电晕损耗电能；
= 6 * GB3 ⑥绝缘子的泄漏损耗电能（数量较小，可以估计或忽略不计）；
= 7 * GB3 ⑦变电所的所用电能。
2、理论线损率
理论线损率是地区供电局对所属输、变、配电设备根据设备参数、负荷潮流、特性计算得出的线损率。
线损率（％）＝线损电量/供电量×100％
式中：供电量=输入电量+购入电量
2.3 线损理论计算所需的资料和参数
1、 线损理论计算时应收集下列资料：
= 1 * GB3 ①变电所和电网的运行接线图；
= 2 * GB3 ②变压器、线路、调相机、电容器、电抗器等的参数；
= 3 * GB3 ③ 电力 网中各元件的负荷、电压等参数。
2、代表日的选取方法
各元件的负荷及运行电压参数是从代表日实际测录取得的，即每一个元件电网的潮流和电压是已知的。代表日一般按下列原则选定：
= 1 * GB3 ①电网的运行方式、潮流分布正常，能代表计算期的正常情况；
= 2 * GB3 ②代表日的供电量接近计算期的平均日供电量；
= 3 * GB3 ③绝大部分用户的用电情况正常；
代表日负荷纪录应完整，能够足计算需要，应有变电所、线路等24小时的供电、输入、输入的电流，有功功率和无功功率，电压以及全天电量纪录。根据代表日正点抄录的负荷，可以为每小时内负荷不变。
2.4 线损理论计算方法
1、线路等元件的电能损耗，应按元件的日负荷情况，可使均方根电流法为基本方法；
代表日的损耗电能A可以用以下公式计算
A=3 ·R·T 10 （kW·h）
式中：R——元件的电阻，Ω；
T——运行时间，对于代表日T=24，h；
——均方根电流，A。
均方根电流 由24小时电流求得：
式中： ——各正点时通过元件的负荷电流，A。
当负荷曲线以三相有功功率、无功功率表示时I可由下式计算：
式中： ——正点时通过元件的三相有功功率，kW；
——正点时通过元件的三相无功功率，kvar；
——与 、 同一测量端同一时间的线电压值，kV。
2、双绕组变压器损耗电能的计算
(1)空载损耗电能
式中： ——铁芯的损耗电能，kW·h；
——变压器空载损耗功率，kW；
T——变压器运行小时数，h；
——变压器的分接头电压，kV；
——平均电压，kV。
用潮流方法计算时采取接地支路等值的方法。
(2)负载损耗电能
式中： ——负载损耗电能，kW·h；
——变压器的短路损耗功率，kW；
——变压器的额定电流，应取与负荷电流同一电压侧的数值，A。
因I= ，所式可以改写为
式中： ——变压器代表日负荷（视在功率）的均方根值，KVA；
——变压器额定容量，KVA。
(3)变压器的损耗电能
2.5 10kV电网（配网）线损理论计算的方法
2.5.1 配网线损计算方法
配电网络的电能损耗，包括高压配电线损耗、配电变压器损耗、低压配电线（包括接户线）损耗和测量表计损耗等。其计算方法和输电网络一样，但由于配电网络点多面广、线路长、导线型号不一，各台配电变压器及各条线段的负荷资料难以准确掌握等特点，如采用输电网络的计算方法，不仅十分复杂，而且往往无法实现，为此只能采取简化近似的计算方法。
1、高压配电线电能损耗的计算
高压配电线电能损耗的计算采用逐点计算法。逐点计算法就是将配电线路全线按每个负荷点进行分段，求出各段最大电流和全线等值电阻，最后根据均方根电流和等值电阻求出全线的电能损耗。
(1)根据高压配电线路的导线型号，算出各段导线的电阻。
(2)确定代表日变电站出口处的电流值。
根据变电站的负荷记录，查出代表日最大负荷电流 ，计算出均方根电流 、平均电流 、修正系数 ；
式中： ——代表日供电量，k——相同相别，相同变压器容量供电的低压台区数；
N——低压导线根数；
——低压线路首端的最大电流，A；
——相同相别，相同变压器容量供电的各个低压台区的平均电阻值，Ω；
——相同相别，相同变压器容量供电的各个低压台区的负荷分散因数的平均值；
——相同相别，相同变压器容量供电的各个低压台区的损失因数平均值。
4、低压接户线电能损耗的计算
低压接户线涉及到千家万户，不但数量很多，而且导线型号、长度及负荷电流不相同，计算起来比较困难，但考虑到接户线的损耗所占比重很小（一般不超过整个配电网络的1%），可按每一百米低压接户线每月0.5 kW·h进行 统计 。
5、电度表电能损耗的计算
3.2.2 变压器电能损耗的计算
查表得，变压器空载损耗功率 和负载损耗功率 P 为：
=2.1kw
P =1.5kw
变压器额定电流
I = = =1806.4（A）
实测最大电流I 为2500（A）。
查得：照、动合一的三相变压器损失系数为0.4，单项照明变压器为0.2。
1. 变压器有功电能损耗计算如下
（1）变压器空载电能损失 A
A = t 10
式中： A ——变压器空载电能损失 A (KWh)
——变压器空载损耗功率（w）；
t——变压去运行时间（h）。
（2）变压器负荷电能损失 A
A = K 10
= K10
= P （ 10
式中： A ——变压器负荷电能损失（KWh）；
——变压器负荷时的功率损耗（w）；
——三相变压器损耗系数，取0.4；
（3）变压器的总电能损耗 A
A = A + A （KWh）
2.变压器无功电损耗计算
（1）变压器空载无功电损耗
= t
(2) 变压器负荷无功电能损失
= （ K t
(3)变压器的无功电能损耗
= +
式中：I ——变压器空载电流酚数；
U %——变压器阻抗电压酚数；
S ——变压器额定容量（KVA）；
S——变压器实际使用容量（KVA）。 S=
式中：cos ——功率因数，取0.7；
则有：（1）求变压器空载时的有功，无功电能损耗
= = =36(Kvarh)
(2) 求变压器负荷时的的有功，无功电能损耗
A = ） t 10
=72.83（KWh）
=
其中， S= = =559（KVA）；
代入公式得 = =80.496（kvarh）
（3）变压器总的无功、有功损耗
= + =36+80.496=116.5（kvarh）
因此，变压器年总的无功、有功损耗为：
第四章 提高电能质量降低电能损耗
4.1 线路的无功补偿
首先 电力 系统中无功平衡与电压水平有着密切关系。如果发电机有足够的无功备用,系统的无功电源比较充足,就能满足较高电压下的无功平衡的需要,系统就有较高的运行电压水平。反之,无功不足,系统只能在较低的电压水平下运行。在电力系统中应力求做到在额定电压下的系统无功平衡,并根据实现额定电压下的无功平衡要求装设必要的无功补偿设备。其次无功是影响电压质量的一个重要因素。电压是电能质量的主要指标之一。保证电压质量,即保证端电压的偏移和波动都在规定的范围内,是电力网运行的主要任务之一。从电压损耗的公式 U=(PR+QX)/U可见,在电网结构(R,X)确定的情况下,电压损耗与输送的有功功率和无功功率都有关。而在输送的有功功率一定的情况下,电压损耗主要取决于输送的无功功率。造成电压波动的主要因素,一是用户无功负荷的变化,二是电力网内无功潮流的变化。如果电力网中没有足够的无功补偿设备和调压装置,就会产生大的电压波动和偏移,甚至出现不允许的低电压或高电压运行状态。保证电力网的电压质量,与无功的平衡之间存在着不可分割的关系。而且，无功是影响线路损耗的一个重要因素。
电压质量对电力系统稳定运行,降低线路损耗和保证工 农业 的安全生产都有着重要意义。因为，如果大量的无功不能就地供应,而靠长途输送,流经各级输变电设备的话,就会产生较大的电能损耗和电压降落。若无适当的调压手段,便会造成电网低电压运行。相反,当电力网有足够的无功电源,用户所需的无功又大大减少时,输送中的无功损耗也相应减少,用户端电压便会显著上升,甚至出现电网高电压运行。如果无功过补偿，过剩的无功反向流向电网也会造成电能损失。
4.2 配电网的主要无功负荷
输电线路与变压器对对供电性能的影响有一定的特殊性。所以在下面首先对系统的负荷特性进行深入的分析。变压器是个大感性负载，有功功率损耗一般可以忽略不计，容量越大其无功功率的消耗就越大，无功功率本身并不损耗能量，它仅完成电磁能量的相互转换，但是在电网传输过程中会造成相应的有功损耗，其产生的电压降也影响电网质量，对用户来说无功电量的增加，会提高用电 成本 [30]。变压器的无功功率损耗包括励磁无功损耗和漏抗无功损耗两部分，励磁无功损耗与运行电压平方成正比，但过电压运行会大幅度增加，过压百分之五励磁无功损耗增加一倍，过压百分之十励磁无功损耗增加倍数难以想象，增加电网对无功补偿的需求。额定电压下励磁功率为变压器额定功率的百分之二。对容量小，空载电流大，负荷率低，运行电压偏高的 农村 电力 网，变压器的励磁功率在电力网无功负荷中所占比重很大，该无功负荷可认为基本不变，且运行时间最长，对其补偿的 经济 性最好，所以无功补偿的首要任务就是补偿变压器的励磁功率。变压器视在功率不变时，漏抗中损耗的无功功率与运行电压平方成反比。
第五章 理论线损降损措施分析
5.1 电力变压器节能
（1）变压器降耗改造。变压器数量多、容量大，总损耗不容忽视。因此降低变压器损耗是势在必行的节能措施。若采用非晶合金铁芯变压器，具有低噪音、低损耗等特点，其空载损耗仅为常规产品的五分之一，且全密封免维护，运行费用极低。S11系统是目前推广应用的低损耗变压器，空载损耗较S9系列低75％左右，其负载损耗与S9系列变压器相等。因此，应在输配电项目建设环节中推广使用低损耗变压器。
（2）变压器经济运行。变压器经济运行指在传输电量相同的条件下，通过择优选取最佳运行方式和调整负载，使变压器电能损失最低。变压器经济运行无需 投资 ，只要加强供、用电科学 管理 ，即可达到节电和提高功率因数的目的。每台变压器都存在有功功率的空载损失和短路损失，无功功率的空载消耗和额定负载消耗。变压器的容量、电压等级、铁芯材质不同，故上述参数各不相同。因此变压器经济运行就是选择参数好的变压器和最佳组合参数的变压器运行。选择变压器的参数和优化变压器运行方式可以从分析变压器有功功率损失和损失率的负载特性入手。
5.2 电网无功配置优化
大量无功电流在电网中会导致线路损耗增大，变压器利用率降低，用户电压跌落。无功补偿是利用技术措施降低线损的重要措施之一，在有功功率合理分配的同时，做到无功功率的合理分布。
无功优化的目的是通过调整无功潮流的分布降低网络的有功功率损耗，并保持最好的电压水平。无功优化补偿一般有变电所无功负荷的最优补偿、配电线路最优补偿以及配电变压器低压侧最优补偿。由电能损耗公式可知，当线路或变压器输送的有功功率和电压不变时，线损与功率因数的平方成反比。功率因数越低电网所需无功就越多，线损就越大。因此，在受电端安装无功补偿装置，可减少负荷的无功功率损耗，提高功率因数，提高电气设备的有功出力。随着电力 电子 技术的发展，应积极开展有源滤波装置（Active Po）的试点应用。
开展电力需求侧管理能带来直接经济效益和良好的 社会 效益，有效的技术手段是实施需求侧管理的基础，研究掌握好能效技术、负荷管理技术，采用先进技术来提高终端用电效率，对实现电力需求侧管理的目标起到保障作用。
改变用户用电方式。主要指负荷整形管理技术，包括削峰、填谷和移峰填谷3种。根据电力系统的负荷特性，以某种方式将用户的电力需求从电网的高峰负荷期削减、转移或增加电网负荷低谷期的用电，以达到改变电力需求在时序上的分布，减少日或季节性的电网峰荷，提高系统运行的可靠性和经济性，还能减少新增装机容量、节省电力建设投资，降低预期的供电成本。主要在终端用户中采用蓄冷蓄热技术、能源替代运行技术和改变作业程序、调整轮休制度。
提高终端用电效率。主要有选用高效用电设备、实行节电运行、采用能源替代、实现余能余热回收和应用高效节电 材料 、作业合理调度、改变消费行为等。
推广高效节能电冰箱、空调器、 电视 机、洗衣机、电脑等家用及办公电器，降低待机能耗，实施能效标准和标识，规范节能产品 市场 。引导企业采用无功补偿、智能控制技术、变频调速和高效变压器、电动机等节电控制技术和产品，有利于电网削峰填谷、优化电网运行方式、改善用能结构、降低 环境 污染，提高终端电能利用率。
5.3 电气设备节能
（1）电气布置及接线优化。从电气设备布置而言，尽量将需要散热的设备放在通风良好的场所，以最大限度地减少 机械 通风，降低 建筑 物内的能耗；将变压器室等产生大量热量的设备房间与需要配置空调的设备房间的隔墙采取隔热措施。
（2）选用环保节能型设备。a.变压器是主要的耗能设备，降低变压器的损耗是变电站节能的关键。b.尽量利用自然采光，特别是人员巡视、设备 运输 的楼梯间和走廊应尽可能采用自然采光；所有的照明光源全部采用发光二极管。c.选用配置有变频器的风机及空调设备，即采用智能化产品，可根据环境状况自动启动和自动关闭，即仅在设备运行或事故处理的时候才启动，以达到节约用电的目的。
（1）利用自然采光。尽量利用自然采光，特别是人员巡视、设备运输的楼梯间和走廊应尽可能采用自然采光。
（2）选用高效、节能的电光源。光源的节能主要取决于它的发光效率。照明光源的选择，除根据使用场所的需求外，还应根据电光源的显色指数、使用寿命、调光性能、点燃特性等综合考虑。原则是根据不同需求情况积极选用新一代的节能光源，如用电子节能灯替换白炽灯，用高压钠灯、金卤灯替换高压汞灯。
（3）采用高效、光通维持率高的灯具。灯具是对光源发出的光进行再分配的装置。衡量灯具的节能指标是光输出比（LOR）（灯具效率）。选用优质高效、光通维持率高的灯具对照明节能具有重要的意义。
（4）采用先进控制系统和策略。采用先进控制系统和策略的节能潜力基于2个方面：a.通常晚间电网电压高于标准电压，至使灯具超功率运行，不仅亮度超标，而且缩短了灯具寿命。b.由于23:00以后的照明需求（特别是路灯照明）急剧减小，可以适当降低亮度水平（符合照明标准规定和要求的亮度），通过对路灯电路进行适当的稳压调压控制，可以节约更多的能源，同时延长灯具寿命。
5.4 照明节能
（1）利用自然采光。尽量利用自然采光，特别是人员巡视、设备运输的楼梯间和走廊应尽可能采用自然采光。
（2）选用高效、节能的电光源。光源的节能主要取决于它的发光效率。照明光源的选择，除根据使用场所的需求外，还应根据电光源的显色指数、使用寿命、调光性能、点燃特性等综合考虑。原则是根据不同需求情况积极选用新一代的节能光源，如用电子节能灯替换白炽灯，用高压钠灯、金卤灯替换高压汞灯。
（3）采用高效、光通维持率高的灯具。灯具是对光源发出的光进行再分配的装置。衡量灯具的节能指标是光输出比（LOR）（灯具效率）。选用优质高效、光通维持率高的灯具对照明节能具有重要的意义。
（4）采用先进控制系统和策略。采用先进控制系统和策略的节能潜力基于2个方面：a.通常晚间电网电压高于标准电压，至使灯具超功率运行，不仅亮度超标，而且缩短了灯具寿命。b.由于23:00以后的照明需求（特别是路灯照明）急剧减小，可以适当降低亮度水平（符合照明标准规定和要求的亮度），通过对路灯电路进行适当的稳压调压控制，可以节约更多的能源，同时延长灯具寿命。
第六章 结论
配电网线损的计算分析是一个繁杂的课题，本文以电力网电能损耗计算原理为依据，详细研究了校区地区配电网理论线损计算、线损分析和降损方案，得到如下结论：
1、针对洛阳理 工学 院东区配电网线损分析计算的现状及其存在的问题，从线损计算所需数据的收集整理、线损计算的简化算法以及降损措施等方面作了比较全面的分析，特别是在降损措施方面，提出技术降损是基础，管理降损是关键。在技术方面要加强电网结构的合理性、要注重电网运行的经济性；在管理方面要加强抄核收、计量方面的基础管理，确保企业的经济效益。
2、根据配电网网络复杂、运行数据较多且不易收集的特点，以等值电阻法为模型开发了理论线损的计算程序，并利用该分析配电网理论线损进行了计算与分析，实际算例表明该算法具有一定的有效性。
3、通过典型代表日负荷实测对全网线损情况进行了分析和计算，确定出技术线损和管理线损所占的比例，为电网节能降损的制订奠定了基础。配电网通过典型线路和典型台区的实测和计算分析，反映出配网线损存在的问题，用电结构和一单位一表改造对配电线损的影响。
4、本文对洛阳理工学院东区配电网理论线损率进行了深入的剖析，从理论上形成了较为科学的降损方案，由于通过计算获得了确实的降损效果，各项措施的效果并不模糊，其可行性和经济性有了定量的分析。
5、与以前定性的线损分析不同，本文克服了以往线损分析简单、模糊的弱点，提出了较为准确、可行的降损方案，为电网发展和科学规划提供了参考依据。
通过对洛阳理工学院东区配电网理论线损计算、线损分析和降损方案研究，建议：
1、在线损理论计算方面要结合地区的实际情况，选择合适的、可行的计算方案，确保算法的有效性。
2、由于配电网具有网络复杂、运行数据较多的特点，在电力企业的配网运行中要加大自动化建设资金的投入，使运行数据的收集工作不再是配电网线损计算的瓶颈，也使配电网的线损理论计算和分析更加准确、可靠。
3、在电力企业降损措施的制定中要充分考虑投入与效益的比较分析。
参考文献
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电网技术，24（10）：
低功耗设计论文范文第2篇
关键词：低功耗设计；等价性验证；隔离单元；CPF
中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)27-6615-05
Logic Equivalence Check Strategy of Low-power Design
QIN Ling
(Micro-electronics School, Xidian University, Xi’an 710071, China)
Abstract: This paper introduces some implementation strategies for low-power designs, especially the significance of correlative CPF low power design strategy. Finally summarize the logic equivalence check method and emphasize the check method of isola? tion cell.
Key words: low-power design; logic equivalence check; isolation cell; CPF
随着SoC(片上系统)集成度和时钟频率的提高，及便携式应用对功耗和面积需求的提高。低功耗设计已经成为集成电路领域中最重要的需求之一。CPF（common format file）作为芯片电源设计约束文件格式之一，其发展和标准化也成为了焦点。CPF文件用于描述功耗分布，并且对芯片RTL层次设计进行控制。这样在RTL级进行功能性形式化等价性检查成为可能，显著减小设计的验证周期。等价性验证采用自动机理论与数字逻辑方法形式化地证明电路设计过程任意两个相邻抽象层次模型间及同一抽象层次优化前后的两个模型间的等价性，保证设计的全局正确性。
功耗管理已成为设计最关键问题之一，低功耗管理从架构设计开始实施，同时低功耗技术也必须在芯片设计的每个阶段（从RTL阶段到GDSII阶段）得到体现。在RTL设计阶段主要分为三个方面[2]：
电源管理架构设计：包括将系统划分为单独的电源控制域，由逻辑单元控制、调节区域间的交互行为。
电源管理行为设计：包括设计电源域的操作，例如有效地管理电源域的关断和开启，以及设计用于实现系统功能的电源域间的动态交互。
电源控制逻辑设计：控制驱动电源管理架构的输入信号，由硬件、软件或两者组合来实现。所有这三个方面需要进行核实，确保设计在有效电源管理下正常工作。
1 CPF相关低功耗设计的特点
1.1 CPF的特点
低功耗设计流程中需要指定每个设计步骤所需的电源架构。复杂的低功耗结构给设计带来了一定的挑战和风险，低功耗设计中常见的类型有电源连接错误，无效电源领域跨越，低功耗单元属性检查失败等。通用功率格式(Common Power Format，CPF)，在设计过程中用于指定功耗节约技术，使得能够共享和复用低功耗设计，同时涉及设计需求和与目标工艺绑定的技术能力。
在设计流程中采用CPF，能够有效利用低功耗设计的解决方案[3]。例如：RTL功能验证过程中实现功耗相关操作；更高的设计质量和更少的功能故障；先进、低功耗设计降低设计风险；提高生产率、降低使用低功耗方法的成本。
随着设计环境基础设置的鸿沟被CPF文件填补后，设计者可以用最小代价和风险来配置最先进的低功耗技术。在芯片设计中CPF支持与功耗相关行为的功能验证。CPF文件连接了实现电源结构设计和电源控制信号设计的分离现象。CPF可以有效地描述出整个芯片的电源设计。CPF文件包含的低功耗设计策略及相关单元如表1所示。
1.2 CPF的低功耗设计单元[4]
1）门控时钟：时钟信号持续地开关在每个时钟周期并驱动很大的电容负载。若通过识别寄存器禁用同时关断时钟将能节省大
图7电源转换
8）电源转换单元——状态保留单元：在模块掉电之前将其状态保持，如锁存器、触发器等存储元素。下图中，当在时钟低电平时（此时VDD被关断）声明Sleep=Ret。当VDD被唤醒时，Ret会在时钟低电平期间被撤销。图8状态保留单元
9）多电源电压（Multi-source Multi-voltage）：有效的降低动态功耗。所谓多电源是指不同逻辑模块处于不同电源域由不同电源供电。不同电压域之间信号交互需要电平转换单元（level shifter）。这些单元位于源和接收器之间，接收器由不同电源供电，并且保护接收器电压过高或者过低。电平转换单元正常工作时需要电压。
图9多电源电压
低功耗设计论文范文第3篇
一、引言
当前，随着我国电子计算机和半导体技术的发展，基于单片机系统的集成电子产品进入了大规模的产业化生产阶段，人们日常生活中，也越来越多的使用集成化的单片机系统产品。与此同时，人们对单片机系统的低功耗要求也逐渐被设计者重视，究其原因，主要有以下点：人们对单片机系统低功耗的要求与当今社会节约能源资源，提高能源资源利用率的主题相吻合；采用低功耗设计的单片机系统，其使用寿命更长，大大减少能源资源的浪费，有利于环境保护；低功耗系统单片机的市场竞争能力更强，更容易受到人们的青睐，经济效益可观。目前，我国正在大力实施科技技术创新，单片机系统的低功耗设计也越来越受到人们的重视，低功耗设计理念得到了大力推广与应用。本文从理论和实践两个角度出发，对单片机系统低功耗设计做出了详细的阐述，以供同行业者参考。
二、单片机低功耗系统的概念和理论依据
（一）低功耗单片机系统的概念：所谓的单片机低功耗系统是指以单片机系统的能量消耗为主要的技术指标，考察不同单片机系统在单位时间内所消耗的能量，以此作为衡量单片机系统的性能优劣。
（二）理论根据：在集成电路中，常用的两种逻辑电路类型分别是TIL电路和CMOS电路。不论设计者采用何种电路，只要电路中有电路流过，即会产生电路功耗。对一般的集成电路来说，电路功耗分为静态功耗和动态功耗，静态功耗是当电路状态未发生翻转时的电路功耗。动态功耗是当电路状态值发生翻转时所产生的功耗，TTL电路和CMOS电路的根本差异在于由于构成二者电路的器件本质不同，它们的动态和静态功耗有很大不同。具体来说，CMOS电路为电压控制型，在静态时其功耗为电路泄露电流，而且只在动态时才出现功耗，一般为10μW，而TIL电路的的功耗在动态时可以达到10mW，此外，CMOS电路的工作电压范围宽，可以在3～18V电压范围内正常工作，而TTL电路的工作电压固定为5V。
CMOS电路的功耗可以由由下式描述：
总功耗：P=PD+PA
静态功耗：PD=VDD×IDD
动态功耗：PA=VDD×ITC+VDD×fCL
公式中VDD-工作电源电压
IDD-静态时电源流向电路的内部电流
ITC-脉冲电路的时间平均值
f-工作频率CL-电路输出端的负载电容
可以看出，CMOS的静态功耗基本可以忽略不计，而动态功耗由瞬时导通功耗和电容充放电功耗两部分构成，从上述公式可以看出，要降低CMOS电路的功耗，主要从降低电路工作频率、工作电压角度人手，使电路尽可能的处于静态工作状态。
（三）降耗的主要措施：降压降耗法：在单片机系统工作过程中，根据负载实际情况，采用数字电路和模拟电路的混合控制法，调节系统或其中某些部件的工作电压，使工作电压连续变化，从而达到降低能耗的目的。降频降耗法：在单片机系统工作过程中，根据负载实际情况，采用倍比变化，调节整个系统或其中某些部件的工作频率，从而达到降低能耗的目的。
（四）低功耗设计的总体原则：在对单片机系统进行低功耗系统设计时，需要明确的是首先需要将那些功耗大、使用次数少的器件停止，通过使用I/0端口的断电功能实现，然后才考虑进行低功耗的设计。
三、单片机系统低功耗的硬件设计
从上述理论角度分析人手，可以进行单片机系统低功耗的硬件与软件设计。
（一）CMOS电路的设计：CMOS电路的低功耗设计是指在具体电子器件的选择上，尽量选择CMOS电路，可以使整个系统的功耗大大降低，此外还可以增强系统的抗干扰能力。在选择CMOS器件时，应该选择那些电压较低的、频率较慢的元器件，整个系统最好更多的处于静态工作状况。另一方面，还应尽量选取集成度高的集成芯片来代替多个单一功能芯片。需要注意的是，在使用CMOS器件时，没有使用的输入端，不能悬空处理，因为悬空时的高输入阻抗会给电路产生感应电荷，当感应电荷积累可能击穿CMOS器件，造成CPU不断唤醒，无法进入掉电模式，因此，不使用的电路输入端应该进行接地处理或者将其接到VCC端，决不能悬空。
（二）门控时钟的设计
单片机电路中的时钟是唯一单片机系统器件在所有工作时间内都充放电的信号，因此，降低时钟的开关频率将对整个系统的功耗产生明显影响。门控寄存器的原理是当寄存器保持数据时，关闭寄存器时钟，从而降低功率消耗。图1是时钟控制电路的逻辑图。
四、单片机系统低功耗的软件设计
低功耗设计论文范文第4篇
[关键词]注聚站；设备节点；单耗测试；测算方法
中图分类号：TU111.2+3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）05-0006-01
1 注聚节点单耗测试办法研究
以山东力创科技有限公司生产的DJ-33Ⅲ型电参数动态平衡测试仪为测试仪器，配合使用钳形电流表，测试计算确定注聚系统主要不同泵型、不同注聚区域，以及各注聚站及站内各节点的用电单耗。
为了保证注聚节点单耗数据的准确性和可操作性，调查某一时点所有注聚设备消耗的功率，同步调查所有正注聚井的瞬时功率。对间歇运行的设备则根据全天运行的时间，折算到1小时所消耗的能量，对所有设备都要进行折算。注聚井管汇和井口油压为聚合物母液和污水混注共同作用形成的，但污水流量、压力没有发生明显的变化，因此调查注聚地面系统效率时只调查母液流量，污水量不计算在内。
2 注聚站节点单耗测试计算方法
2.1 注聚用电单耗节点的确定
工作原理：清水泵从清水罐吸取清水增压后与聚合物干粉在分散装置初步混合溶解，然后输送至熟化罐搅拌熟化，经喂入泵（或外输泵）增压后再通过注聚泵加压计量后与高压污水计量混合后进入注入井。
分散系统、熟化系统，喂入系统、注聚泵升压系统、管网系统等均为影响注聚用电单耗的因素。因此，我们确定注聚节点为：分散装置、喂入泵、外输泵、清水罐（清水泵和管道泵）和熟化罐（搅拌机）折算单体设备消耗的瞬时功率，并汇总注聚站消耗的总功率。
2.2 计算方法
注聚节点单耗的计算方法：
单井设备消耗的功率Ni：
Ni=I・U・cosΦ/1000 （1）
式中：
I―――电流，A
U―――电压，V
cosΦ―――电机功率因数，小数，一般取0.85，对单体设备，功率因素随着负载变化而不断变化
Qi―――聚合物母液流量，
Ni―――单井设备消耗的功率，kw
注入1立方米聚合物母液消耗的电量称为注聚用电单耗，用Xi表示，kwh/m3。
Xi=∑Ni/∑Qi （2）
单体设备、母液配制单耗计算方法与上述方法类似。用公式（2）分析影响注聚用电单耗的主要因素。
3 注聚节点单耗测试结果
3.1 注聚泵测试结果
经过一系列现场测试，得出结论：
注聚泵单耗为4.18kWh/m3，占76.1%；分散装置为0.132kWh/m3，占2.4%；清水泵单耗为0.343kWh/m3，占6.2%；搅拌机单耗为0.386kWh/m3，占7.0%；管道泵单耗为0.158kWh/m3，占2.9%；喂入泵0.122kWh/m3，占2.2%；外输泵单耗为1.173kWh/m3，占3.2%；孤东油田六区西北部整体注聚用电单耗为5.494kWh/m3。
3.2 注聚泵节点
根据现场检测数据作出不同泵容积效率曲线（图1）、系统单耗曲线（图1）。从容积效率曲线可看出，低频运行时，注聚泵的容积效率较低，而且随着运行频率的增加，容积效率上升，在35-45Hz范围内容积效率最高。一般在20Hz及以下时，频率低则容积效率低。因为在注聚泵设计运行频率为50Hz，低频率运行时，注聚泵的吸液阀和排液阀因泵运转的过于缓慢，导致吸排打开的程度变小，造成容积效率降低。
南殖〔馐允据看，容积效率高，则系统单耗低。反之亦然。虽然两者不是线性关系，但直接相关。容积效率高，实际排量接近理论排量，注聚泵做的有用功多，显然单耗和系统单耗较低。从系统单耗曲线看出：变频器在不同频率运行中，注聚泵系统单耗随着频率的升高而降低，25-45Hz范围内系统单耗较低，并在35-45Hz范围内系统单耗最低，为最佳运行工况区间，当频率进一步上调时，系统单耗则呈上升趋势，与容积效率下降相对应（图2）。
电机运行频率过高时，电机皮带传动效率下降，磨损增加，造成运行效率下降，体现为系统单耗上升。
我们对孤东油田六区西北部94口井进行了测试，计算出加权平均值，得出孤东油田六区西北部注聚泵节点单耗是4.18kWh/m3。通过测试结果计算得出：注聚泵单耗占总单耗的76.08%。
分散装置共4台，测试结果如下（表1）：
分别对4台分散装置进行测试，将流量和用电量进行求和后再计算出单耗为0.132kWh/m3，占总单耗的2.4%。
4 结果与讨论
（1）测试节点结果如下：注聚泵单耗为4.18kWh/m3，占76.1%；分散装置为0.132kWh/m3，占2.4%；清水泵单耗为0.343kWh/m3，占6.2%；搅拌机单耗为0.386kWh/m3，占7.0%；管道泵单耗为0.158kWh/m3，占2.9%；喂入泵0.122kWh/m3，占2.2%；外输泵单耗为1.173kWh/m3，占3.2%；得出六区西北部整体注聚用电单耗为5.494kWh/m3。
（2）从注聚节点单耗测试结果看，影响因素主要有分散、熟化、喂入外输、注聚泵和单井等各节点的运行状况，尤以注聚泵对单耗、系统单耗影响最大。
（3）辅助设备如清水泵、排污泵等，采取自控运行，保证设备最佳运行状态，降低单耗。
（4）通过注聚节点单耗分家，掌握注聚站单耗分布规律，当单耗变化可作为分析的重要依据，及时采取必要的措施。
低功耗设计论文范文第5篇
[关键词]10kV配电网；改进前推法；线损率
中图分类号：TM744 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）08-0162-01
供配电网线损管理一直是电力企业各项线损管理中的重难点，而其中10KV的供配电网线损占据主要部分，成为供配电网降损措施研究的重点难题。有效地降低供配电网电能损耗现已成为电力企业的工作目标，线损率代表着电力企业电力系统规划的完美程度、生产经营的合理性以及其经济效益水平，成为检验电力企业综合发展水平的重要指标。
一、线损的分类与构成
（一）按线损的特点分类
此方法能够将线损分为可变损耗、不变损耗和不明损耗三大类，可变损耗：导电线路的损耗、变压器铜损、其他电器设备铜损；不变损耗：变压器铁损、电抗器、互感器、消弧线圈等设备的铁损、电缆和电容器介质损失以及电晕损失；不明损耗：计量装置误差、电表的抄录错漏及时间误差、供用电过程中的跑电、漏电、违章用电（窃电）等。可变损耗为电流通过该电阻单元中引起（正比于电流二次方，损耗随电流增大而增大。不变损耗值的大小不与电流变化有关，只要设备带有电压就会有电能的消耗。一般工作在某一电压下，这个损失就固定了。
（二）按线损的性质分类
此方法能够将线损分为技术线损、统计线损和管理线损三大类：技术线损：不变线损与可变线损；统计线损：电能表指数计算、总供电量与总售电量之间的差值；管理线损：管理不善和失误等原因造成的线损、设备误差和抄表时间不一。
二、改进前推法
用实时数据计算，准确度高，以线路实际情况为基础条件，无假设条件。
（一）总体设计思路
本方案根据配电网现有的数据采集条件，以各末端负荷节点实际负荷情况已知为前提，提出一种结合实测数据进行理论线损计算的方法。本方法计算条件为末端负荷点功率及电压已知，进一步对上一级节点进行计算。经过计算获得了与末端节点同类型的负荷数据，并且得出两点之间线路的电能损耗。按照相似的计算过程，依次前推对配电网各节段逐个求解。
（二）算法的基本原理
配电网线路的各节段中远离电源的一端，若该点的详细功率情况及电压为已知，并且有该节段的阻抗参数，则根据改进前推法可以精确计算出近电源端的负荷数据，同时得到该节段上的线损值。
（三）算法的理论基础
回代过程：起初时，整个配电网各段线路电压保持相等，忽略线路压降。由最末端负荷功率开始向线路始端计算，整个过程，只要求分别计算出各个节段的功率损耗与电流情况，最终获得母线出口处功率；
前推过程：以上一步计算结果为条件，结合母线始端电压，开始朝配网末端依次求出各个节点的电压。
将以上两步多次计算，以规定的各负荷点功率数值偏差为停止信号。用经典的前推回代法进行线损计算，有多次前推回代过程，计算量大而且必然要考虑收敛性问题，这给线损计算带来了不便。为了解决这些问题，需要对该方法进行改进。
我国配电网一般为闭环设计、开环运行结构，节点多、分支多、网络结构复杂。从电源点到各供电节点在拓扑结构上为辐射状结构。改进前推法针对这样的配电网结构，在已知最末端负荷节点的有功功率、无功功率、电压有效值的前提下，由末端节点向上一层节点推算功率损耗和电压变化，以此向始端逐段计算。这样一次前推计算就可以得到各段线路的功率损耗和各节点电压，避免了重复计算。
（四）变压器损耗
配电变压器电能损耗由固定损耗和可变损耗两个计算部分组成。固定电能损耗的计算公式是：
其中：，第配电变压器额定空载损耗（）；运行时间（h）；配电变压器台数。
可变电能损耗的计算公式是：
式中：、…分别为1、2、…n台配电变压器的额定短路损耗，KW。、、…分别为第1、2、…m台配电变压器的负荷率；T，运行时间（h）。
需要的数据：
线路阻抗参数，负荷节点的有功功率、无功、电压有效值，低压母线侧的电流实测值，变压器的参数。
三、10kV电网损耗分析
以某地10kV电网为例，由于10kV配电网节点、分支线和元件较多，并且一些元件不具备测录运行参数的条件，因此精确计算10kV电网线损困难，以满足实际计算精度为前提，该次理论计算10kV电网采用了改进前推法进行计算。该次线损理论计算中10kV电网线损率为3.01%，分压损失占比达到了34.12%，在各电压等级中最高，说明该电压等级是重损层。造成这种现象的原因较多，如高损耗设备多、供电半径大、线径小、无功补偿不足等，10kV是需要重点考虑降损的电压等级。对线路进行改造升级，优化电源布点是降低损耗的有效手段。
该次理论计算中，损失电量占比均随供电量占比变化，趋势相同。10kV供电量与同期相比下降了2.71%，各地区农网低压负荷主要为居民负荷、一般工商业负荷、农业排灌负荷等。居民负荷比重大的台区由于电量较小，表计损耗占比高，相对线损率偏高；一般工商业负荷比重大的台区由于电量大，配电变压器利用率高，所以线损率相对较低，但如果三相平衡调整不好，也会抬高台区线损率；农业排灌负荷比重大的台区，一般用户较少，台区的三相不平衡度低，台区线损率一般较低。
四、措施及建议
10kV电网为重损电压等级，10kV线路重损原因：一是线路投运时间长，出现老化现象，二是导线线径配合不合理，存在“卡脖子”现象，三是线路走径不合理，供电半径大，存在迂回供电情况。建议更换老旧设备，对重损线路升级改造，优化配电结构。
理论线损可以按照物理特性和逻辑关系分析一个电网的线损状况，可以分析电网线损的变化趋势和重损原因，通过应用改进前推法对某地电网理论线损计算结果的分析，挖掘降损空间，提出具有针对性的改造、升级建议，可以对电网的发展建设提供重要理论支撑。
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低功耗设计论文范文第6篇
关键词：化无线温度传感器，电子闹钟
1 引言
集成化智能传感器概念的提出仅仅十余年,但近年发展很快,国外刊物上关于新型集成化智能传感器研制的报道很多,国内一些著名高校和研究所也在开展此类工作。和经典的传感器相比,集成化智能传感器具有体积小、成本低、功耗小、速度快、可靠性高、精度高以及功能强大等优点。集成化智能传感器的优点使它成为目前传感器研究的热点和传感器发展的主要方向,必将主宰下个世纪的传感器市场。
本文的数字化无线温度传感器具有集成化、智能化的特点，它由温度测量（发射部分）、温度处理（接收部分）和温度值显示（上位机）三部分构成。温度测量采用一线制数字温度传感器DS18B20，其体积小，集成度高，自带A/D，功耗低。。处理器选用低功耗单片机PIC16F74。温度传输采用超低功耗发射接收模块PTR4000，以方式与处理器通讯。PTR4000在测量点接收传感器的数据并把数据以无线方式传输出去，接收部分通过接受模块（PTR4000）接收数据，并进行数字滤波，同时将接收到的数据以异步串行通信方式传给上位机。
2 系统硬件设计
2.1 PIC16F74单片机
带8位A/D转换输入
高驱动电流，I/O脚可直接驱动数码管（LED）显示
双向可独立编程设置I/O引脚
8位定时器/计数器TMR0，带8位预分频
有1～2路捕抓输入/比较输出/PWM输出（CCP）
16位定时器/计数器TMR1，睡眠中仍可计数
8位定时器/计数器TMR2，带有8位的周期寄存器及预分频和后分频
并行口操作
同步串行口I2C/SPI总线操作
同步通讯接口SCI/USART操作
2.2 温度传感器DS18B20
DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。
2.3无线模块PTR4000
PTR4000具有全球开放的2.4GHz频段，125个频道，能满足多频及跳频需要，其最高速率为1Mbps,，具有高数据吞吐量，内置硬件CRC纠检错，发射功率、工作频率等所有工作参数全部通过软件设置完成，其供电压为1.9~3.6V，能满足低功耗的设计要求。
2.4串行接口
为实现系统与上位机之间的串行通信，在硬件结构上采用了单电源转换芯片ICL232，ICL232是一个双组驱动/接收器，它内含一个电容性电压发生器，可在单5V电源供电时提供EIA/TIA-232-E电平。。
3.系统实现
3.1低功耗技术
本设计的低功耗设计贯穿整个设计的方方面面。首先是CPU的选择上，PIC系列的CPU具有较宽的操作电压（2.0～5.5V），四种可选振荡方式：低成本阻容（RC），标准晶体/陶瓷（XT），高速晶体/陶瓷（HS），低频晶体（LP）。，在选择合适的电压和晶振的情况下，其功耗可以降到微安级（如SLEEP模式下，功耗只为 1μA，工作电压为3.0V，工作频率为32kHz时，功耗为15μA[1]）；其器件减少，功耗自然可以降低；即使使用了较高的晶振频率，由于CPU内部有一个特殊功能寄存器DIVM可以对时钟分频，从而达到节电目的。PIC系列单片机有睡眠方式，在空闲时可以设置为低功耗工作方式，非空闲时，用看门狗、中断等方式唤醒。
在其他元器件的选用上，尽量采用低功耗器件，如无线收发模块选用超低功耗无线收发模块PTR4000，其最大工作电流仅为18mA，在掉电模式下仅为1uA.
总之，在以PIC单片机为核心的控制硬件电路设计上，采用及筛选低功耗的电子元件与集成电路，进行低功耗线路设计和线路板优化；在软件控制上采用降低功耗的休眠技术及采样周期优化，以期达到最大限度地降低计量仪表功耗，延长电池寿命。
3.2无线温度采集流程
系统实现无线温度采集步骤：发射模块的单片机上电复位后，配置其端口的输入输出状态，此时应是PTR处于非掉电状态，然后开始组织配置数据，设置CE=0，CS=1，将120位的配置数据传入PTR4000，传送完毕后设置CS=0，完成配置，再设置PWR=1，CE=1，调用测温子程序，测量5个温度值，温度值经组织后传入PTR4000，置CE=0，发射数据，延时100us，等待发射完毕，置PWR=0，将PTR设置为掉电模式，然后将PIC的所有I/O口设置为输入状态，最后进入SLEEP模式，等待WDT唤醒，然后重复次发射过程。。接收模块的单片机上电复位后，也是配置其端口的输入输出状态，此时应是PTR处于非掉电状态，然后开始组织配置数据，设置CE=0，CS=1，将120位的配置数据传入PTR4000，传送完毕后设置CS=0，完成PTR的配置，然后配置串口，使能串行中断和全局中断，再设置CE=1，PTR4000处于接受状态，等待DR1的电平发生变化后，接受数据及完成数据处理、数字滤波，并把采集来的温度值转换为ASCⅡ码传送给上位机。
4．结论
本设计中的数字化无线温度传感器具有性能可靠、功耗极低、构造简洁、使用安全等一系列优点。其测温范围在0℃～100℃之间，传感器采用具有12位转换精度的单线温度传感器DS18B20，测温精度可达±0.0625℃，射频模块选用PTR4000，无线传输距离大于50米，静态功耗电流小于3，这些指标大大高于设计指标的要求。
参考文献
[1].张宝.基于nRF905和DS18B20的无线温度采集系统设计[J].中国新技术新产品,2010,(02)
[2].王振,胡清,黄杰.基于nRF24L01的无线温度采集系统设计[J].电子设计工程,200,(12)
[3].李余庆,张华,刘继忠.基于DS1820的无线温度采集系统的设计[J].微计算机信息,2009,(09)
低功耗设计论文范文第7篇
关键词：输配电系统，电能损耗，输配电损耗，损耗分配
节能减排是我们国家的国策，各行各业都必须认真贯彻执行。降低电能损耗是电力部门的重要的工作，也是重要的经济指标。本文通过对配电网主要电能损耗设备的电能损耗计算，阐述了如何降低配电网的电能损耗。
1.电能损耗的计算
配电网的电能损耗主要包括配电线路和配电变压器的电能损耗两部分。对供配电系统电能损耗的理论计算是降低电能损耗、加强电能管理的重要手段。通过计算能够对降低电能损
耗工作提供理论和技术依据。
1.1输电线路电能损耗
电力线路的运行状况和线路的电能损耗随时间而变化，如一年内某一条线路的电能损耗，即是若干更短时间段内电能损耗的总和，由电能损耗计算公式可以看出线路的电能损耗与输电线路的有功功率、无功功率的平方、线路电阻成正比关系，与输电电压的平方成反比关系。
1.2变压器电能损耗
在电力传输过程中，有功功率和无功功率都造成功率损耗，因此，配电变压器的电能损耗也包括有功损耗和无功损耗两部分。变压器的电能损耗与变压器的空载损耗、负载损耗、空载电流百分比、阻抗电压百分比成正比，与功率因数的平方成正比。
2.输配电损耗分配方法
输电网损耗的分配，近年来引起了国内外学者的关注。免费论文。已有的研究综合起来可以分为以下几类：
2.1比例分配法，思想简单，是最常用的方法之一
它将输电网损耗按节点发电或负荷有功大小成正比分配。没有考虑发电和负荷在电网中的相对位置，没有考虑无功对损耗的祸合影响和交易间的相互作用，要人为指定分配给发电方和负荷方损耗的比例。
2.2 MW-MileMethod（简称MWM法）
它基于DC潮流求各交易引起的线路功率，按与被传输功率的大小和路径长度的乘积成正比分配电网损耗。它只在一定程度上弥补了比例分配法无法计及电网结构的缺陷。因此，没有考虑无功潮流对损耗的影响，也没有考虑交易之间的祸合作用。
2.3 微增损耗法（Incremental TransmissionLoss Meth-ods，简称ITL法）
由于ITL在电力系统经济运行中的应用由来已久，因此是一种被广泛接受的方法。其中基于最终潮流解的ITL以边际微增系数）求得的损耗分配结果通常会导致收益盈余口，因此需要做规范化处理以确保收支平衡，同时这种分配方法不具有唯一性。基于ITL积分给出了将损耗分配给Pool中的发电和负荷方的方法，采用分散平衡节点来消除计算结果对平衡节点的依赖性，但需要人为指定负荷分配系数与损耗供给系数，当损耗同时分配给Poof中的发电机和负荷时还需要指定两者的分配比例。
2.4功率分解法（Power DecompositionMethods，简称PD法）
基于电网总损耗表达式或支路总损耗表达式，结合阻抗或导纳矩阵方程（即按电路定理所得的方程）进行推导，以求取以交易有功或发电有功或负荷有功为变量的损耗分解表达式。注入功率着手分解有功注入，得到了有功注入的总和（总损耗）与节点阻抗矩阵及节点注入电流的关系，从而得到将各节点注入功率分解为损耗和负荷的两个分量，数学上这种分解是不唯一的。配电网损耗分配方法原则上与输电网损耗分配方法相似，但配电网有它的特殊性，对配电网损耗分配的研究，目前国内国际研究较少。归结起来，现有损耗分配研究中存在的问题有：1.分配比例问题。上面各种方法不能将输电损耗同时、自然地分配给电网中的所有电源和负荷，都必须指定电源和负荷的网损分配比例，难以适应含有Pool.和Bliateral交易的任意复杂的电力市场模式。2．基于电路方程推导的方法对平衡节点的选取具有依赖性，且平衡机不分配损耗；它们缺乏经济学意义。3．反向潮流与分配负损耗问题。在电力系统输电网络中，市场中的任何一个交易都会产生损耗，但在某些情况下，某交易的存在实际上却减少了系统总的输电损耗，原因是这一交易在系统中某些线路上所引起的潮流与这些线路的主导潮流的方向相反。反向潮流是电力系统中的一种客观存在，交易的最终输电损耗分配结果中应当反映引起反向潮流的作用。免费论文。是否真实地反应交易提供反向潮流的情况是评价输电损耗分配方法是否合理的一个重要因素，反向潮流的存在，损耗分配结果就有可能出现负值的情况，究竟是否应该给引起反向潮流的交易分配负损耗没有明确的说法。
3.减少网络电能损耗措施
减少电能损耗，就是减少线路和变压器中的电能损耗，具体措施如下：1．使无功功率合理分布，无功功率在电网中的传输，会使功率和电能的损耗都增加，导致电压下降，因此应在受电区域装设一定数量的无功功率补偿设备。目前有借助电子计算机进行无功功率计算来实现无功功率经济调度和随机补偿的，应用比较普遍。2．合理选用电力变压器和使之经济运行，电力变压器的容量不得过大。免费论文。否则，变压器空载或轻载运行，会消耗较大的无功功率。而这些无功功率是由电力系统供给的，既增加了初次投资，也使功率因数降低，电网损耗增加，因此必须合理选用电力变压器的容量。选择的原则是：（1）既要考虑变压器的额定容量足以满足全部用电负荷的需要，又不使变压器长期过载运行，同时在能耗最小的情况下使变压器经济运行。因此，变压器的容量不宜过大或过小。装有两台和两台以上变压器的变、配电所，应考虑有一台变压器发生故障时，其余变压器能满足一、二级负荷的需要；（2）选用的变压器，其容量等级应尽量少，以达到运行灵活、维修方便和减少变压器台数的目的；（3）变压器的经常负荷以大于其额定容量的60％为宜。3．减少电压变换次数每进行一次变压，大致要消耗1%～2％的有功功率，所以应尽量减少变压次数。4．合理布设线路，在输、配电线路的布局方面，应避免对负荷重复或迂回曲折布线，以减少线路中的电能损耗，变压器应尽量放在负荷中心。
4.结语
输、配电损耗分配是电力市场理论研究的一个重要内容。因为降低电能损耗也就是节约了电能，既为国家的节能减排工作做出了贡献，也为企业降低了生产成本。降低电能损耗不但是电力部门的一项工作，也成为部分拥有自己配电网络的各行业的当务之急，随着国家节能减排工作的不断推进，必须坚持降低电能损耗。不断采用新技术，利用配网自动化，数据无线远传等先进技术，提高配电网降低电能损耗的管理水平，争创企业更大效益。
参考文献：
[1] 戴彦,倪以信,文福拴,韩祯祥. 基于潮流组成分析及成本分摊的无功功率电价[J]电力系统自动化, 2000, (18) .
[2] 余志伟,谢志棠,钟志勇,黄耀光,钟德成,赵学顺. 多区域电力联营体运行下的输电成本分配[J]电力系统自动化, 2002, (06) .
低功耗设计论文范文第8篇
关键词：输配电系统，电能损耗，输配电损耗，损耗分配
节能减排是我们国家的国策，各行各业都必须认真贯彻执行。降低电能损耗是电力部门的重要的工作，也是重要的经济指标。本文通过对配电网主要电能损耗设备的电能损耗计算，阐述了如何降低配电网的电能损耗。
1.电能损耗的计算
配电网的电能损耗主要包括配电线路和配电变压器的电能损耗两部分。对供配电系统电能损耗的理论计算是降低电能损耗、加强电能管理的重要手段。通过计算能够对降低电能损
耗工作提供理论和技术依据。
1.1输电线路电能损耗
电力线路的运行状况和线路的电能损耗随时间而变化，如一年内某一条线路的电能损耗，即是若干更短时间段内电能损耗的总和，由电能损耗计算公式可以看出线路的电能损耗与输电线路的有功功率、无功功率的平方、线路电阻成正比关系，与输电电压的平方成反比关系。
1.2变压器电能损耗
在电力传输过程中，有功功率和无功功率都造成功率损耗，因此，配电变压器的电能损耗也包括有功损耗和无功损耗两部分。变压器的电能损耗与变压器的空载损耗、负载损耗、空载电流百分比、阻抗电压百分比成正比，与功率因数的平方成正比。
2.输配电损耗分配方法
输电网损耗的分配，近年来引起了国内外学者的关注。免费论文。已有的研究综合起来可以分为以下几类：
2.1比例分配法，思想简单，是最常用的方法之一
它将输电网损耗按节点发电或负荷有功大小成正比分配。没有考虑发电和负荷在电网中的相对位置，没有考虑无功对损耗的祸合影响和交易间的相互作用，要人为指定分配给发电方和负荷方损耗的比例。
2.2 MW-MileMethod（简称MWM法）
它基于DC潮流求各交易引起的线路功率，按与被传输功率的大小和路径长度的乘积成正比分配电网损耗。它只在一定程度上弥补了比例分配法无法计及电网结构的缺陷。因此，没有考虑无功潮流对损耗的影响，也没有考虑交易之间的祸合作用。
2.3 微增损耗法（Incremental TransmissionLoss Meth-ods，简称ITL法）
由于ITL在电力系统经济运行中的应用由来已久，因此是一种被广泛接受的方法。其中基于最终潮流解的ITL以边际微增系数）求得的损耗分配结果通常会导致收益盈余口，因此需要做规范化处理以确保收支平衡，同时这种分配方法不具有唯一性。基于ITL积分给出了将损耗分配给Pool中的发电和负荷方的方法，采用分散平衡节点来消除计算结果对平衡节点的依赖性，但需要人为指定负荷分配系数与损耗供给系数，当损耗同时分配给Poof中的发电机和负荷时还需要指定两者的分配比例。
2.4功率分解法（Power DecompositionMethods，简称PD法）
基于电网总损耗表达式或支路总损耗表达式，结合阻抗或导纳矩阵方程（即按电路定理所得的方程）进行推导，以求取以交易有功或发电有功或负荷有功为变量的损耗分解表达式。注入功率着手分解有功注入，得到了有功注入的总和（总损耗）与节点阻抗矩阵及节点注入电流的关系，从而得到将各节点注入功率分解为损耗和负荷的两个分量，数学上这种分解是不唯一的。配电网损耗分配方法原则上与输电网损耗分配方法相似，但配电网有它的特殊性，对配电网损耗分配的研究，目前国内国际研究较少。归结起来，现有损耗分配研究中存在的问题有：1.分配比例问题。上面各种方法不能将输电损耗同时、自然地分配给电网中的所有电源和负荷，都必须指定电源和负荷的网损分配比例，难以适应含有Pool.和Bliateral交易的任意复杂的电力市场模式。2．基于电路方程推导的方法对平衡节点的选取具有依赖性，且平衡机不分配损耗；它们缺乏经济学意义。3．反向潮流与分配负损耗问题。在电力系统输电网络中，市场中的任何一个交易都会产生损耗，但在某些情况下，某交易的存在实际上却减少了系统总的输电损耗，原因是这一交易在系统中某些线路上所引起的潮流与这些线路的主导潮流的方向相反。反向潮流是电力系统中的一种客观存在，交易的最终输电损耗分配结果中应当反映引起反向潮流的作用。免费论文。是否真实地反应交易提供反向潮流的情况是评价输电损耗分配方法是否合理的一个重要因素，反向潮流的存在，损耗分配结果就有可能出现负值的情况，究竟是否应该给引起反向潮流的交易分配负损耗没有明确的说法。
3.减少网络电能损耗措施
减少电能损耗，就是减少线路和变压器中的电能损耗，具体措施如下：1．使无功功率合理分布，无功功率在电网中的传输，会使功率和电能的损耗都增加，导致电压下降，因此应在受电区域装设一定数量的无功功率补偿设备。目前有借助电子计算机进行无功功率计算来实现无功功率经济调度和随机补偿的，应用比较普遍。2．合理选用电力变压器和使之经济运行，电力变压器的容量不得过大。免费论文。否则，变压器空载或轻载运行，会消耗较大的无功功率。而这些无功功率是由电力系统供给的，既增加了初次投资，也使功率因数降低，电网损耗增加，因此必须合理选用电力变压器的容量。选择的原则是：（1）既要考虑变压器的额定容量足以满足全部用电负荷的需要，又不使变压器长期过载运行，同时在能耗最小的情况下使变压器经济运行。因此，变压器的容量不宜过大或过小。装有两台和两台以上变压器的变、配电所，应考虑有一台变压器发生故障时，其余变压器能满足一、二级负荷的需要；（2）选用的变压器，其容量等级应尽量少，以达到运行灵活、维修方便和减少变压器台数的目的；（3）变压器的经常负荷以大于其额定容量的60％为宜。3．减少电压变换次数每进行一次变压，大致要消耗1%～2％的有功功率，所以应尽量减少变压次数。4．合理布设线路，在输、配电线路的布局方面，应避免对负荷重复或迂回曲折布线，以减少线路中的电能损耗，变压器应尽量放在负荷中心。
4.结语
输、配电损耗分配是电力市场理论研究的一个重要内容。因为降低电能损耗也就是节约了电能，既为国家的节能减排工作做出了贡献，也为企业降低了生产成本。降低电能损耗不但是电力部门的一项工作，也成为部分拥有自己配电网络的各行业的当务之急，随着国家节能减排工作的不断推进，必须坚持降低电能损耗。不断采用新技术，利用配网自动化，数据无线远传等先进技术，提高配电网降低电能损耗的管理水平，争创企业更大效益。
参考文献：
[1] 戴彦,倪以信,文福拴,韩祯祥. 基于潮流组成分析及成本分摊的无功功率电价[J]电力系统自动化, 2000, (18) .
[2] 余志伟,谢志棠,钟志勇,黄耀光,钟德成,赵学顺. 多区域电力联营体运行下的输电成本分配[J]电力系统自动化, 2002, (06) .
低功耗设计论文范文第9篇
【关键词】 理论线损 线损计算 均方根电流法
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：
1.前言
线损是电力网供售电过程中损失的电量，是考核电力网运行部门一个重要经济指标。在电力网的实际运行中，线损是不可避免的，线损理论计算方法主要有均方根电流法、平均电流法、最大电流法、最大负荷损失小时法等。平均电流法、最大电流法是由均方根电流法派生出的方法，而最大负荷损失小时法主要适用于电力网的规划设计。比较有代表性的传统方法是均方根电流法。
2.基本概念
均方根电流法的物理概念是线路中流过的均方根电流所产生的电能损耗，相当于实际负荷在同一时期内所消耗的电能，按照代表日24小时整点负荷电流或有功功率、无功功率或有功电量、无功电量、电压、配电变压器额定容量、参数等数据计算出均方根电流就可以进行电能损耗计算，易于计算机编程计算。是线损理论的常用的计算方法。
2.主要计算方法
对于35kV线路及变压器、110kV线路及变压器和220kV变压器(不包括220kV线路)，也可采用均方根电流法按元件逐个计算电能损耗。一般将35kV及以上电力网分为四个元件：架空线路（包括串联电抗），电缆线路，双绕组变压器（包括串联电抗），三绕组变压器（包括串联电抗）。而将35kV及以上电力网中的并联电容器、并联电抗器、电压互感器、站用变压器和调相机均归为其它交流元件。
2.1输电线路损耗计算
2.1.1架空线路的电能损耗为：
（MWh）
其中，为电力网元件电阻，；为线路运行时间，h；为运行时间内的均方根电流，kA。
2.1.2装在线路两端串联电抗器的电能损耗设整条线路包括两端，共有个阻波器，每个额定电流为(kA)，额定损耗为(MW)，则电流(kA)流过个阻波器流的电能损耗为：
因此，线路的总电能损耗为：
2.2 双绕组变压器损耗计算
其电能损耗应包括空载损耗（固定损耗）及负载损耗（可变损耗）。
2.2.1变压器的基本参数
额定容量 （MVA）；高压侧额定电压 （kV）；低压侧额定电压 （kV）；额定空载损耗（MW）；额定负载损耗 (MW）；高压侧额定电流 （kA）。
且：
，
2.2.2空载电能损耗
（MWh）
其中：为变压器空载损耗功率，MW； 为变压器运行小时数，h；为变压器的分接头电压，kV； 为平均电压，kV。
在实际计算中，可以近似认为变压器运行在额定电压值附近，忽略空载损耗与电压相关部分，即：
（MWh）
2.2.3负载电能损耗
双绕组变压器的等值电阻定义为：当额定电流流过时，产生额定负载损耗，即。所以可得到：
所以变压器负载电能损耗为：
（MWh）
其中：为高压侧均方根电流值，kA； 为变压器的等值电阻值，； 为变压器运行小时数，h。
考虑到变压器低压侧常装有额定电流为、额定损耗为的电抗器。将串联电抗器的额定电流归算到高压侧：
因此，装在变压器低压侧电抗器的电能损耗为：
（MWh）
因此，双绕组变压器的电能损耗为：
（MWh）
或
（MWh）
2.3 三绕组变压器损耗计算
2.3.1三绕组变压器的基本参数
高压、中压和低压绕组额定容量：，，，MVA；高压、中压和低压侧额定电压：，，，kV；额定空载损耗（MW）；
高-中压、高-低压、中-低压绕组额定负载损耗：，，，（MW）；
高压侧额定电流 （kA）。
低压侧绕组容量往往比中压绕组少一半，大多数厂家铭牌上的负载损耗和是指归算到低压侧容量上的数值。因此，需要将相应负载损耗归算到高压侧绕组额定容量之下：
；；
归算到高压侧后的高-中压、高-低压、中-低压绕组等值电阻为：
； ；
由于各绕组的等值电阻满足下述关系：
其中：为高压侧等值电阻，； 为中压侧等值电阻，； 为低压侧等值电阻，。因此，求得各绕组的等值电阻：
2.3.2空载电能损耗
可参考2.2.2相关内容。
2.3.3负载电能损耗
计算的方法有多种。但为了清晰，这里选定其中一种方法：将一切参数包括中压侧和低压侧均方根电流和都归算到高压侧额定电压和额定容量之下。可获得三绕组变压器电能损耗：
（MWh）
其中：为变压器运行小时数，h。
2.3.4装在变压器中、低压侧串联电抗器的电能损耗
考虑到三绕组变压器中压侧和低压侧可能装有串联电抗器，它们的额定电流分别为和（kA），额定损耗分别为和（MW）。将串联电抗器的额定电流归算到高压侧：
；
其中：为折算后中压侧串联电抗器的额定电流，kA； 为折算后低压侧串联电抗器的额定电流，kA。
装在变压器中、低压侧的电抗器电能损耗为：
（MWh）
2.3.5三绕组变压器时段内的电能损耗（MWh）为：
（MWh）
或（MWh）
4.优缺点
均方根电流法原理简单，方法易于掌握，应用广泛,但是算法在实际应用时所需数据计算量大，而且没有考虑负荷曲线形状的差异和负荷功率因数不同对计算结果的影响，在一定程度上降低了算法精度。用代表日的线损率近似系统全年线损率误差较大，另外典型日的数据很难保证准确性，这样又增加了计算结果的误差。因此算法只适用于供用电较为平衡，负荷峰谷差较小(日负荷曲线较为平坦)且精度要求不高的情况。
5. 展望
常规配电网理论线损计算方法，都是在现有数据(包括配电网元件参数和运行数据)基础之上，按照传统或现代的等值模型、统计模型进行计算的，缺少实时性和全面性。由于配电网外部环境和内部结构参数、运行方式、负荷不是固定不变的，因此计算出来的理论线损变得滞后、粗放和失真。
随着调度自动化系统(SCADA)、配电网自动化系统(DMS)和综合信息管理系统(MIS)等技术的不断发展和广泛应用，研究与之相结合的在线实时配电网理论线损计算方法是未来发展方向和必然趋势，是配电网理论线损计算的发展要求。在理论线损的算法中引进了应用神经网络技术线损计算方法的新概念等。这种新的算法思想避开的电网结构的复杂性,利用了神经网络强大的模式识别的特点很好的完成线损的精确计算。
6.结束语
电能损耗可采用均方根电流法进行计算，在有条件的地区可结合能量管理系统（EMS）的状态估计数据实施在线计算。只有通过不断深入地研究配电网理论线损计算，寻找出能够满足配电网线损理论计算要求的计算方法，快速、准确地计算出理论线损，才能促进降损节能，电网规划设计，优化电网结构，提高供电企业运行管理水平和经济效益。
参考文献：
[1]《线损理论计算技术标准（试行）》，中国南方电网有限责任公司，2008
低功耗设计论文范文第10篇
[论文摘要]线损是电网电能损耗的简称。线损率是线损电量占供电量的百分数，是反映电网规划设计、技术装备和经济运行水平的综合性技术经济指标。为此，首先讨论了运行措施，接着分析了提高功率因数、合理配置变压器、应用计算机技术实现最优运行方式的选择，最后研究了做好电网及设备的经济运行和加大电网设备技术改造力度。
一、引言
线损是电网在输送和分配电能过程中，各设备元件和线路所产生的电能损失，它包括固定损失、可变损失和其它损失。
固定损失是指电网中的设备或线路的电能损失不随负荷的变化而变化，它与外加电压、设备容量和产品质量有关。如电网中的变压器铁损，电缆和电容的介质损失，其它各种电器设备和仪器仪表线圈的铁损及绝缘子的损失等。影响固定损失最大的因素是变压器中的磁滞损耗和涡流损耗，即变压器的空载损耗，简称铁损。
可变损失是指电网中的设备和线路的电能损失随负荷电流的变化而变化。如变压器的铜损、其它设备线圈的铜损和输配电线路的可变损失。影响可变损失最大的因素是流经线路和设备线圈中的电流，它与电流的平方成正比。其它损失是指在供用电过程中，由于管理不善所造成的损失。
二、运行措施
运行措施是指通过运行手段来控制整个电网的损失，主要手段有：
（一）电网运行时，环网供电的情况往往是有的，环网供电线路可根据潮流分布原则，找到一个经济功率分点，将功率分点打开，这是很经济的。有时可以调整变电站的变压器闭环运行，强行分配负荷，以达到最经济运行。两台变压器并列运行时，应根据变压器的经济运行曲线确定最经济的运行台数；
（二）充分发挥有载调压变压器的作用，使母线电压保持在额定值范围内：
（三）合理调整负荷，加强需求侧管理提高负荷率；
（四）合理分布电容器，使其发挥最大的经济效果；
（五）监视系统的无功电流，及时起、停无功补偿设备，力求做到全网平衡、就地平衡；
（六）由于10kV配网负荷相对比较稳定，可以通过加大导线截面，缩短供电半径，在配网中合理增加无功补偿设备，平衡配网中的三相负荷，加强统一检修，提高检修质量，开展带电作业，减少线路停运次数，保持配电系统的电压质量可以有效地降低线损。
三、提高功率因数、降低电网损耗
采用合理的无功补偿方式一般采用并联电容器作为人工补偿，包括个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。采用低压电容器在变电所低压侧集中补偿，或者对电气设备个别进行补偿，可以使无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低电网损耗，补偿效果较高压侧补偿好。高压集中补偿主要适用于用户远离变电所，或者是在供电线路的末端，用户本身又有一定的高压负荷时，可以起到一定的补偿作用。
配置合适的无功补偿装置首先，应确立合适的无功补偿容量，然后根据实际情况合理地配置无功补偿装置，尽量采用新技术、新设备。例如，可采用无功动态补偿装置来提高电网的功率因数，优化电能质量。
四、合理配置变压器
变压器容量的配置是电网经济性的一个重要因素，配置变压器需要注意以下几个问题：要合理选择变压器容量，避免“大马拉小车”现象，不要因容量的不合理而加大电能的无功损耗。变压器容量越大，它空载需要的无功功率越大，经验表明，变压器容量在负荷的65％，～75％时效率最高。因此，对长期处于轻载运行状态的变压器，应更换为小容量变压器；对长期处于满载运行状态的变压器，要及时调整负荷或更换较大容量的变压器；对于空载或轻载变压器应及时停运。合理的合并轻载变压器，例如，对农业排灌用变压器，可考虑限时停轻载、空载，晚上没有用户时停，早晨有用户再送，这样可降低不必要的空载损耗；变压器各相间负荷严重不平衡时，要及时调整，尽量使各相负荷趋衡。
五、应用计算机技术实现最优运行方式的选择
电力部门可充分利用调度自动化系统、网损在线检测系统、负荷监控系统等完善线损管理手段。如利用计算机软件进行潮流计算、潮流分析工作。重大方式变化时，及时进行潮流计算，选择最佳运行方式使其损耗达到最小；利用调度自动化系统，制定出各变电所主变的经济运行曲线，使各变电所主变保持最佳或接近最佳运行状态，保证主变的经济运行。
六、做好电网及设备的经济运行
（一）适当提高电网的运行电压。大家知道，线路和变压器中的可变损耗与运行电压的平方成正比．提高运行电压可以降低线损。所以我们可以利用这个原理来降低线损．但是也只能在额定电压的上限范围内适当提高。
（二）优化运行方式。应根据科学的理论计算决定电网是合环运行还是开环运行，以及在哪一个点开环是与电网的安全、经济运行密切相关的。优化主变运行。使变电所主变保持最佳的运行状态，从而降低损耗。
（三）均衡三相负荷。应使配电变压器低压测电流的不平衡度小于10％。因为三相负荷不平衡时，损耗要增加，同时还造成变压器的不安全运行。
（四）合理安排设备的检修，搞好设备的维护管理，降低电能泄漏。
七、加大电网设备技术改造力度
（一）结合不同电网的实际情况，采取电网升压改造、简化变电电压等级、增加并列线路运行(DN装复导线或架设第2回线路)、更换细截面导线、环网开网运行、增设无功补偿装置，采用低耗能和有载调压变压器等措施，降低电网电能损耗。
（二）延伸高压供电至负荷中心，增大导线截面，缩短配网供电半径，减少迂回供电，有计划有步骤地更换和淘汰高损配电变压器，逐批更换老化的进户线，降低配电网损耗。
（三）进一步加大电能计量装置改造力度，降低计量装置损耗，提高计量装置的精度和准确性。
八、总结
总之，降低电能损耗是一个内容丰富，涉及面广的工作，具有很强的技术性、经济性。尤其是在“十一五”能源规划中，强调提高能源效率，强化公众节能意识，建设节能型社会，这对节能降耗工作将起到了推动作用。
参考文献
[1]王涛，张坚敏，李小平.计划线损率的计算及其评价[J].电网技术，2003，(07).
[2]赵继红.电力系统10kV配网中的线损管理[J].农村电气化，1999，(11).
[3]郭鹏.对线损管理工作的思考[J].农村电气化，2003，(02).
[4]何健，丁侣娜.可视化配网线损理论计算软件的开发应用[J].浙江电力，2002，(03).
低功耗设计论文范文第11篇
关键词：单片机；低功耗；设计
伴随电子科学技术日新月异的发展，在人们日常生产生活中，基于单片机系统设计的电子产品的应用日趋广泛，这对单片机系统的能耗功率设计提出了更高的要求，对单片机的低功耗设计这一课题的研究也越来越引起人们的重视，这其中有其必然性。
首先，单片机的低功耗设计迎合了现代社会节能潮流的要求；其次，低功耗设计在大幅提高电子产品使用寿命的同时，能够明显延长电子产品持续使用时间，降低产品维护所产生的费用，对产品竞争力的提高也有很大的帮助；此外，对于一些使用电池的电子产品，单片机的低功耗设计还有助于延长电池使用寿命，减少废旧电池的产生，对自然环境的保护具有积极的作用。
由此能够看出，单片机的低功耗设计既能够创造很高的经济效益，还具有较大的社会效益。发达国家对于单片机低功耗设计的研究起步较早，取得了不少研究成果，而国内对单片机低功耗设计的研究起步较晚，但近几年来，对于单片机的低功耗设计逐渐引起人们的重视与关注。现阶段，我国对于单片机系统低功耗设计的水平还较低，且大多还停留在对片面、局部的低功耗设计层面的追求上，单片机系统真正完整全面的低功耗设计理论还尚未得到有效的推广与应用，单片机的低功耗设计仍需不断的探索研究。
一、低功耗单片机应用系统的概念
低功耗单片机应用系统指的是，以应用系统功耗的降低来作为性能评价指标的单片机系统。由于这类系统大多应用于一些较为特殊的场合，因此多具有以下特点:
首先，对于携带方便性的要求使得这类系统多具有重量轻、体积小、便于携带的特点；其次，这类应用系统功耗的降低往往采用降低电路功耗的设计的方法，在采用低功耗器件与芯片，满足系统运行各种性能指标的基础之上，通过硬件电路与软件设计降低功耗；由于这类系统大多在交流供电的应用方面存在一些问题困难，各种电池、电瓶就成此类系统进行供电的主要手段；此外，低功耗的单片机应用系统采用RS-232C串口行通信，采用高抗干扰、低功耗的CMOS集成电路，利用系统中的RAM、E2PROM等半导体存储器进行数据的存储，通过串行接口进行数据的传输。
二、低功耗设计的内容与依据
（一）降低单片机应用系统功耗的方法
合理运用电子器件的掉电、睡眠以及中断唤醒来实现电子产品的低功耗运行，睡眠与掉电模式通过CPU时钟与系统时钟的关断达到降低功耗的目的；对功耗较大任务进行合理有效的集中，以降低有效功耗的时间；采用快速进入掉电模式或者睡眠模式避免系统的无谓等待；在不影响系统运行的前提下降低包括总线速度、采集速率以及系统时钟的系统速率。
（二）单片机应用系统本质低功率设计
单片机本质低功耗设计主要体现在对器件的选择以及电路的设计两个方面。在器件选择上，在遵循频率宜慢不宜快、系统宜静不宜动、电压宜低不宜高的“三相宜”原则的基础上，尽量实现系统硬件设计的全CMOS化。
对在CMOS器件的总功耗中，较之静态功耗，动态功耗多所占比重明显较大，而对总功耗产生影响的因素主要为电源电压与工作频率，因此对于CMOS器件功耗控制的主要方法为：电源电压控制、时钟控制以及静态化控制，在电路的设计方面，多采用低功耗的唤醒电路设计，电源管理电路设计以及控制接口设计三类方式；此外，在电子芯片选择上还应注重采用集成度高的芯片，以代替单一功能集成度较低的芯片。电路的抗干扰能力，与供电电压有关，因此，在采取较低供电电压以降低功耗时，应加强电路的屏蔽与抗干扰能力设计。
三、单片机应用系统低功耗的硬件设计
(一)选择合适的MCU及待机模式
选择低功耗的MCU对于降低单片机的功耗具有重要作用。假如使用51系列的单片机进行控制，MCU主要分为两种，一采用CMOS管，这类功耗较小，工作电流大约有16mA(Vcc-5V)；还有一种采用的是HMOS管，功耗较大。若要求更低的功耗，则可采用其他的低电压、低电流型号。选择好MCU后，要根据单片机应用系统所应用的具体场合，从多种待机工作模式中选择合适的模式，最大可能的使MCU处于低功耗状态。
(二)合理降低MCU的系统电压与工作频率
开关转换时对下一级输入端电容进行的充放电，是CMOS电路工作电流消耗的主要来源，如果MCU的工作频率降低了，耗电也会相应降低，MCU工作频率不同时工作耗电的差异很大。此外，低电压供电能够使系统的工作电流大为降低，降低单片机的供电电压也能够有效的降低功耗。因此选择合适的系统电压，降低MCU工作频率对于降低功耗具有积极意义。
(三)实现扩展存储器件片选信号的充分运用
使用扩展存储器时，片选有效时所产生的功耗是无效时所产生功耗的100倍左右，因此，要尽可能实现扩展存储器件片选信号的充分运用，对芯片进行有效的控制，以确保存储器只有在必要的时候才选通工作，同时在满足其他要求，不影响系统正常运行的前提下，应最大可能的缩短扩展存储器片选脉冲的宽度。
(四)合理处理I/O口
对于一些不用的I/O引脚要正确处理，不能只是简单的不接。当一些不使用的I/O引脚悬空时，外界如果出现一点干扰信号就极易成为反复振荡的输入信号，带来无谓的功耗。CMOS器件功耗主要受门电路的翻转次数的影响，即使接上拉电阻，I/O引脚仍会产生微安级的电流。对于不用的引脚，最好设置成输出状态，已经为输出状态的的最好置低，而输入的要视的电路而定。
(五) 设置分区域电源控制电路
在进行电路设计时，要设置各个分区域供电的电源控制电路，外部的设备或者器件在不工作的状态下电源应及时关闭，并将与其相连的I/O口置低，以减少不必要的功耗。同时在等待状态时可以让单片机进入待机模式，以节省一些不必要的功耗。
四、单片机应用系统低功耗的软件设计
（一）合理应用“中断”方式
系统运行中，程序对中断以及查询方式使用的不同，对于应用系统功耗具有很大的区别。合理使用“中断”方式，在一定程度上能够降低系统功耗 ，在“中断”方式下，系统处理器能够处于空闲状态，而在查询方式下，CPU对于I/O寄存器不停地访问，会产生许多额外的功耗。
(二)用“宏”代替“子程序”
系统程序在运行过程中，读取RAM会比Flash产生更大的功耗。因此，在CPU设计方面，对于ARM只能允许进行一次子程序的调用。当CPU进入到子程序时，由于CPU寄存器的推入、弹出会给系统带来至少两次的RAM操作。程序员在编程变长的过程中可以适当考虑通过宏定义替代子程序的调用。调用一个宏还是一个子程序在程序的写法上基本相同，可是宏能够在编译时展开，单片机系统的CPU只是单纯的按顺序进行指令操作，这就避免了对子程序的调用。虽然这会相应的带来代码量的增加，但由于当前的单片机芯片内的Flash越来越大，程序代码量的大小基本不会对工作量产生影响，用“宏”代替“子程序”将会明显降低应用系统的功耗。
(三)间歇运行I/O模块
I/O模块不用或者间歇使用时要注意及时关闭其电源。单片机应用系统通信采用的RS-232驱动时的功率较大，这就应该通过一个I/O引脚进行控制，在系统不需要通信时，及时关闭驱动。注意对I/O引脚的初始化，将不用的引脚要设置成输出或输入状态。要重点注意对一些简单封装的单片机，个别没有引出的单片机的I/O引脚的初始化。
（四）减少CPU运算量
实际操作过程中，减少CPU运算量的方法有很多，可以先将运算好的结果预先植入到Flash当中，使用时通过查询的方式去代替实时的运算，减少CPU的运算量，很多能够有效降低CPU的功耗的单片机都具备快速有效的寻址方式与查表指令，以优化一些难以避免的计算，精度达到要求就结束运算，以避免CPU“过度”的计算；尽可能使用一些短的数据类型，如尽量使用分数运算而减少浮点数运算的使用。
结束语：
总之，低功耗的单片机应用系统作为单片机系统设计的发展方向，加强和推广单片机低功率设计的研究具有重要的现实意义。通过对系统硬件、软件设计的更新，单片机应用系统在不远的将来会创造出更大的经济和社会效益。
参考文献：
[1]陈光建，贾金玲.基于单片机的I~2C总线系统设计[J].仪器仪表学报，2006，(S3)
[2]黄学功，陈荷娟.炮口感应装定引信电路低功耗设计[J].南京理工大学学报(自然科学版)，2007，(05)
[3]林凌.适合初学者的89C51单片机仿真实验板(一)[J].电子制作，2006，(01)
低功耗设计论文范文第12篇
[论文摘要]线损是电网电能损耗的简称。线损率是线损电量占供电量的百分数，是反映电网规划设计、技术装备和经济运行水平的综合性技术经济指标。为此，首先讨论了运行措施，接着分析了提高功率因数、合理配置变压器、应用计算机技术实现最优运行方式的选择，最后研究了做好电网及设备的经济运行和加大电网设备技术改造力度。
一、引言
线损是电网在输送和分配电能过程中，各设备元件和线路所产生的电能损失， 它包括固定损失、可变损失和其它损失。
固定损失是指电网中的设备或线路的电能损失不随负荷的变化而变化，它与外加电压、设备 容量和产品质量有关。如电网中的变压器铁损，电缆和电容的介质损失，其它各种电器设备和仪器仪表线圈的铁损及绝缘子的损失等。影响固定损失最大的因素是变压器中的磁滞损耗和涡流损耗，即变压器的空载损耗，简称铁损。
可变损失是指电网中的设备和线路的电能损失随负荷电流的变化而变化。如变压器的铜损、其它设备线圈的铜损和输配电线路的可变损失。影响可变损失最大的因素是流经线路和设备线圈中的电流，它与电流的平方成正比。其它损失是指在供用电过程中， 由于管理不善所造成的损失。
二、运行措施
运行措施是指通过运行手段来控制整个电网的损失，主要手段有：
（一）电网运行时，环网供电的情况往往是有的，环网供电线路可根据潮流分布原则，找到一个经济功率分点，将功率分点打开，这是很经济的。有时可以调整变电站的变压器闭环运行，强行分配负荷，以达到最经济运行。两台变压器并列运行时，应根据变压器的经济运行曲线确定最经济的运行台数；
（二）充分发挥有载调压变压器的作用，使母线电压保持在额定值范围内：
（三）合理调整负荷，加强需求侧管理提高负荷率；
（四）合理分布电容器，使其发挥最大的经济效果；
（五）监视系统的无功电流，及时起、停无功补偿设备，力求做到全网平衡、就地平衡；
（六）由于10kv配网负荷相对比较稳定，可以通过加大导线截面，缩短供电半径，在配网中合理增加无功补偿设备，平衡配网中的三相负荷，加强统一检修，提高检修质量，开展带电作业，减少线路停运次数，保持配电系统的电压质量可以有效地降低线损。
三、提高功率因数、降低电网损耗
采用合理的无功补偿方式一般采用并联电容器作为人工补偿，包括个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。采用低压电容器在变电所低压侧集中补偿，或者对电气设备个别进行补偿，可以使无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低电网损耗，补偿效果较高压侧补偿好。高压集中补偿主要适用于用户远离变电所，或者是在供电线路的末端，用户本身又有一定的高压负荷时，可以起到一定的补偿作用。
配置合适的无功补偿装置首先，应确立合适的无功补偿容量，然后根据实际情况合理地配置无功补偿装置，尽量采用新技术、新设备。例如，可采用无功动态补偿装置来提高电网的功率因数，优化电能质量。
四、合理配置变压器
变压器容量的配置是电网经济性的一个重要因素，配置变压器需要注意以下几个问题：要合理选择变压器容量，避免“大马拉小车”现象，不要因容量的不合理而加大电能的无功损耗。变压器容量越大，它空载需要的无功功率越大，经验表明，变压器容量在负荷的65％，～75％时效率最高。因此，对长期处于轻载运行状态的变压器，应更换为小容量变压器；对长期处于满载运行状态的变压器，要及时调整负荷或更换较大容量的变压器；对于空载或轻载变压器应及时停运。合理的合并轻载变压器，例如，对农业排灌用变压器，可考虑限时停轻载、空载，晚上没有用户时停，早晨有用户再送，这样可降低不必要的空载损耗；变压器各相间负荷严重不平衡时，要及时调整，尽量使各相负荷趋衡。
五、应用计算机技术实现最优运行方式的选择
电力部门可充分利用调度自动化系统、网损在线检测系统、负荷监控系统等完善线损管理手段。如利用计算机软件进行潮流计算、潮流分析工作。重大方式变化时，及时进行潮流计算，选择最佳运行方式使其损耗达到最小；利用调度自动化系统，制定出各变电所主变的经济运行曲线，使各变电所主变保持最佳或接近最佳运行状态，保证主变的经济运行。
六、做好电网及设备的经济运行
（一）适当提高电网的运行电压。大家知道，线路和变压器中的可变损耗与运行电压的平方成正比．提高运行电压可以降低线损。所以我们可以利用这个原理来降低线损．但是也只能在额定电压的上限范围内适当提高。
（二）优化运行方式。应根据科学的理论计算决定电网是合环运行还是开环运行，以及在哪一个点开环是与电网的安全、经济运行密切相关的。优化主变运行。使变电所主变保持最佳的运行状态，从而降低损耗。
（三）均衡三相负荷。应使配电变压器低压测电流的不平衡度小于10％。因为三相负荷不平衡时，损耗要增加，同时还造成变压器的不安全运行。
（四）合理安排设备的检修，搞好设备的维护管理，降低电能泄漏。
七、加大电网设备技术改造力度
（一）结合不同电网的实际情况，采取电网升压改造、简化变电电压等级、增加并列线路运行(dn装复导线或架设第2回线路)、更换细截面导线、环网开网运行、增设无功补偿装置，采用低耗能和有载调压变压器等措施，降低电网电能损耗。
（二）延伸高压供电至负荷中心，增大导线截面，缩短配网供电半径，减少迂回供电，有计划有步骤地更换和淘汰高损配电变压器，逐批更换老化的进户线，降低配电网损耗。
（三）进一步加大电能计量装置改造力度，降低计量装置损耗，提高计量装置的精度和准确性。
八、总结
总之，降低电能损耗是一个内容丰富，涉及面广的工作，具有很强的技术性、经济性。尤其是在“十一五”能源规划中，强调提高能源效率，强化公众节能意识，建设节能型社会，这对节能降耗工作将起到了推动作用。
参考文献
[1] 王涛，张坚敏，李小平. 计划线损率的计算及其评价[j]. 电网技术 ， 2003，(07) .
[2] 赵继红. 电力系统10kv配网中的线损管理[j]. 农村电气化 ， 1999，(11) .
[3] 郭鹏. 对线损管理工作的思考[j]. 农村电气化 ， 2003，(02) .
[4] 何健，丁侣娜. 可视化配网线损理论计算软件的开发应用[j]. 浙江电力 ， 2002，(03) .
低功耗设计论文范文第13篇
关键词：线损，方法，措施
线损是电力网电能损耗的简称。电能从发电厂送出，经升压变压器到输电线路，又由降压变压器到配电线路，再经过配电变压器直至用电的电能表为止。在这一传输过程中，所损失的电量总和，也叫线路损失量。两者之间的比值，称为线路损失率，简称线损率。所谓降低线损，就是通过技术上可行，经济上合理和对环境保持无妨碍的一切措施。诸如：采取合理配置能源，实施科学管理以及优化经济结构等手段，以期降低供电过程中的电能消耗，消除浪费现象，提高电力能源的有效利用程度，从而实现“最小的电能消耗取得最大的经济效益”的最佳追求。
按损耗性质分有两种。第一种，在电力输送和分配电能过程中，有一部分损耗无法避免，是由当时电力网的的负荷情况和供电设备的参数决定的，可以通过理论计算得出。我们把这部分正常合理的电能损耗称为技术线损，也可以成为理论线损。第二种在电力营销的工作过程中，为准确计量和统计，需要安装若干互感器，电能表等计量装置和表计。在这些装置和表计却都有不同程度的误差。与此同时，由于用电抄收人员的素质关系，又会出现漏抄，估计和不按规定周期抄表等现象，再加上管理工作不善，执行制度不力，存在部分偷漏和少量自用等因素造成的损失。这种损失，归根到底是我们管理不善引起的，也称为管理线损。我们要从这两方面去考虑如何降低线损。下面是我在日常工作中所碰到的，已经解决或正在实施的方法。
一、降低输电和配电线路的损耗
因为随着工农业的持续发展，以及人民物质生活水平的不断提高，电网输送率越来越大，陈旧线路严重超载，无功补偿不足，功率因素偏低，输送电流时无功功率过大，电网始端电压波动大，末梢电压又很低，电压层次偏多等因素，使线路损耗越来越大。
1、加快城网和农网改造
两网改造已基本完成，二期农网改造已经开始，通过改造，合理选择供电路径，坚持多分布，小容量，短半径的原则，加大导线截面，避免近电远供，或迂回供电，以取得降低线损的效果。
2、简化电压层次
因为减少一级电压等级，就可以减少一级设备，就减少一级运行管理和检修工作及线损。这是规划设计网络时，值得长远考虑的问题，是减少投资成本和降低线损一石二鸟的方法。
3、网络升压
根据线路输送容量和输电距离以及发展要求，采取升压也是降低线损的有效措施，在计算和确保投资回收效益的前提下，如能把升压和改造日常电网结合起来，不仅可以简化电压等级和接线，减少重复的变电容量，适应负荷增长的需要，而且还可以大幅度降低线路损耗。
4、提高电压水平
因为线路和变压器中的可变损耗与运行电压高低的平方成反比。由此可见，在额定电压的允许范围内，适当提高和改善运行电压，即可提高电能质量，又降低线路损耗。但要注意，如果负荷很小，又在电网低谷运行期间，不能提高运行电压，否则有可能适得其反，会增加线损，因为大量变压器和带有铁芯的线圈在其铁芯内有损耗，这种损耗与电压的平方成正比，所以，要分析，有区别予以把握和调控。。不过，一般情况下，提高运行电压与降低线损的关系，都较为紧密，其降低线损的损耗或影响线损的效果应该说比较可观。提高和改善运行电压水平的措施，除改造电网外，主要是搞好电网无功功率的平衡，提高客户的功率因素，采用无功功率补偿设备等，还可以通过调整变压器分接头的办法达到提高运行电压的目的。
5、按经济电流密度供电
经济电流密度根据投资，运行费用及有色金属消耗量等因素确定的，对于最大负荷利用小时数不同的导线，其电流密度也就不一样，选用导线时，必须考虑最大负荷利用小时数。
6、做好负荷平衡工作
负荷受行业类别，季节交替和日夜轮回等因素的影响十分明显，有时一天之内也会发生很大幅度的变化，这不仅影响供电设备的使用效率，而且会造成线路功率损耗的增加。因此，超前预测和分析客户的用电要求，即使对供电区域内的每条线路，每台变压器，及至每个客户调整负荷，尽可能保持均衡用电，就可以收到降损节电的效果。当前这方面的工作重点是搞好电网调降，合理预测和调整用电负荷，加快调度自动化步伐建设和推广负荷控制系统，还要将降损节电的技术措施和推行分时峰谷电价，农村分类综合电价等经济手段结合起来。另外在低压配电网中，要调整好三相不平衡度，因为配电变压器的不平衡性越大，损耗也就越大，配电线路也是一样。因此，一般要求配电变压器低压出口电流的不平衡度不超过10%，低压干线及主干线始端的电流不平衡度不超过20%。
7．线路环网运行
在同一电网中，运行方式多种多样，不同运行方式下的损耗各不相同，所以，应该选择和采取最佳运行方式，努力使损耗达到最小。城市高压配电网经常采用环形供电方式。环形供电有两种不同的运行方式：一种为开环运行，线路和变压器都要考虑一定的备用容量，也就有了一定的损耗。另一种是闭环运行，在正常运行时，可以从两个或更多的方向受电，它不仅能提高供电的可靠性和改善电能的质量，也减少了备用容量，并降低线损。我们正在向后再的运行方式努力。高压深入负荷中心，减少变压层次，调整供电质量，降低线损。
8．提高用户功率因数，增加无功补偿
由电工学可知，在配电线路上和用户端安装并联容性设备，则感性负荷和容性设备之间就可以直接进行一部分能量变换，减少电源和负荷之间的能量变换，减少电源供应的无功功率，提高功率因数。
（1） 集中补偿。
将电容器集中安装在变电所的10KV母线侧。共优点是，可以减少主变压器输电线路的无功负荷，弥补10KV及以下线路分散安装电容器容量不足，可以通过电容器组的投切进行调整，同时便于维护。其缺点是不能减少配电电网的无功负荷，降低线损效果不如分散补偿好。补偿容量的确定，一般可按主变压容量的25%——30%考虑。当主变压负荷转轻时可按所带负荷的20%——30%配置。
（2） 分散补偿。
在10KV配电线路上分散安装电容器组。其优点是可以补偿配电网及变压器的无功损耗，显著降低线损，提高电压水平。其缺点是分布安装维护不便，轻负荷时电压过高，不能及时投切。
（3） 用户就地补偿。。
实行按功率因数调整电费的办法，按照无功补偿情况，增收或减少一定比例的电费。用以鼓励用户多装电容器及时补偿无功功率等其他措施，以提高用电负荷本身的功率因数。
（4） 对大容量轧钢设备等冲击性的动态无功负荷，装设无功静止补偿装置或采用可控硅开关自动快速投切电容器组。
9．努力降低变压器损耗
各类变压器损耗是电网损耗的重要组成部分，且占了很大的比例，尤其是配网变压器损耗为总损耗的60%——70%，而其中的固定损耗（铁损）又占到变压器损耗的80%以上。因此，努力降低变压器损耗是降低线损的重要措施。当前，主要应做好以下一些工作：
（1） 实行主变压器经济运行。我局对公用变一律按配电额定容量的70%运行。最佳经济运行是60%。
（2） 选用或更新优质的低损耗变压器。目前运行中的配变基本上是S7系列，新装规定一律用S9系列低损耗变压器。
（3） 采用调容量配电变压器。
（4） 及时调整变压器的分接头位置。
（5） 切除空载运行配电变压器。如排涝站用电季节性强，一般在5月---10月其它时间空闲着，这时可以采用保停方法，切除电源，降低配变的自身损耗。
（6） 引进、采用和推广新技术、新设备。
10、改造低压配电线路及接户线。
不要使线路长期过负荷运行，防止线路轻、空载运行。要及时更换过长，过细，年久失修，破损严重的接户线。
二、降低线损的管理措施
1、加强组织领导，健全管理网络。
线损率是国家考核电力部门的一项重要的经济技术指标，也是衡量企业管理水平的重要标志，又是贯彻国家节能方针的重要内容。一定要落实责任制，并坚持定期活动，具体负责监督，检查整个企业的线损工作，编制并实施本企业线损率计划指标，降损规划和降损措施计划，落实并完成上级下达的线损率指标。从而使线损管理工作得到组织上的有力保证。
2、重视基础工作，搞好理论计算
线损理论计算是指导降损工作的基础所在，要列为线损管理的主要工作来抓。线损管理人员一定要根据当时的供电设备和负荷情况，定期或不定期地进行线损理论计算。通过对计算结束的分析，以准确的数据来衡量实际损失的高低，及时发现薄弱环节，以便制定相应的对策。同时还要认真做好相关数据的测录，统计和分析，按月分析，及时上报，承上启下，持之以恒。条件具备时，还可以将长期积累的设备参数和相关资料，编制成线损手册，供线损管理人员使用，提高工作效益。
3、 坚持严格抄表，力求合理计量
要努力做到固定抄表日期，尽量安排在月底，没有特殊情况，不要随意变动。因为抄表日期提前或推后，会导致当月电量的少抄或多抄，直接影响线损绿的高低。提高人员的业务素质，树立主人翁的精神，提高实抄率，尽量杜绝错抄，估抄，漏抄和错算倍率等现象的发生，对高压供电低压计量的用户，应按规定逐月计量，加收用产专用配变压器的铜损和铁损，做到合理计量，公平交易。做到计量装置齐全，表计不全，及时补装，要按照规定周期轮换，轮校计量装置，不断提高校验质量，力求计量装置准确，避免因计量不准而引起线损的虚增或虚降。
4、搞好用电普查，堵塞营业漏洞
营销管理的力度，直接关系到线损的起落，要严格执行“电费抄核收工作规程”，对内，大力开展用电稽查，对外，经常组织反窃电活动。设立用电稽查办，配备素质较高的人员，明确职责和权限。。对抄、核、收实行跟踪监督，按月到客户处查对，严格抽查和考核。同时深入开展反窃电和反违章用电活动。做好防窃电措施。
（1）采用专用计量箱或专用电表箱。
（2）规范电表安装接线
（3）采用防撬铅封
（4）采用防窃电表或在表内加装防窃电器
（5）禁止私拉乱接和非法计量。
低功耗设计论文范文第14篇
关键词：绿色；超高层建筑；重点；难点
近年来，越来越多的人开始关注环境问题，面对日益紧张的能源形势，在各个行业中践行绿色环保成为重要的发展趋势。随着我国建筑行业的快速发展，绿色的生态建筑设计逐渐成为建筑行业的设计方向，绿色超高建筑设计在城市建筑设计中占据着越来越重要的位置。
一、超高层建筑设计简介
超高层建筑主要是指40层以上（建筑高度在100米以上）的建筑物[1]。近年来，我国的超高层建筑开始在各个城市兴起，超高层建筑可以集多种实用功能为一体，主要包括公寓、酒店、商场、办公区等，设计师在进行超高层建筑设计时，要首先考虑建筑物的功能需求和定位。
二、绿色超高层建筑设计的重点
1、节能
节能是绿色超高层建筑设计的重点，绿色超高层建筑设计的节能主要包括势能电梯的应用、降低照明能耗、降低空调系统能耗、优化围护结构等。
（1）势能电梯的应用
在超高层建筑中，电梯是必不可少的设备，由于超高建筑物楼层较多，电梯必须全天候不间断的运行，电梯的能耗非常大。势能电梯是一种可以将势能转化为电能的节能型电梯[2]，结合超高层建筑设计的绿色环保理念，合理使用势能电梯，可有有效地降低能耗，节能效益十分明显。
（2）降低照明能耗
照明系统是超高层建筑中重要的一部分，在整个超高层建筑中照明系统的能耗能占到20%左右，所以降低照明系统的能耗是对于超高层建筑的节能非常重要。在绿色超高层建筑设计中可以使用多种照明节能技术，例如，在超高层建筑中安装时间控制和感应控制的照明设备，照明设备的感应控制可以有效地降低照明系统能耗，提高照明系统的有效利用率。其次，在超高层建筑中可以充分利用日光照明，根据每天自然光的变化来控制调节照明系统的开启。最后，还可以减少照明系统的功率密度，在超高层建筑中要将照明系统的功率密度控制在标准范围内，尽量降低功率密度，通常超高建筑中客房内照明系统的功率密度在每平方米13瓦左右，办公区照明系统给的功率密度在每平方米14瓦左右。
（3）降低空调系统能耗
在超高层建筑中，空调系统也是不可缺少的设备，数量众多，类型各异，在整个超高层建筑设计中空调系统的能耗能够达到36%左右，降低空调系统的能耗是绿色超高层建筑设计的重点，也是超高层建筑设计节能的重要方式。
（4）优化围护结构
在超高层建筑物设计中玻璃幕墙的面积一般都较大，窗墙比通常超过0.5，在优化围护结构过程中，降低玻璃幕墙的能耗非常重要。
表1 优化围护结构的技术措施
技术措施 内容 参数要求 难易程度
1 玻璃幕墙 VT约0.5，SC约0.35 较难
2 墙体 满足公建节能标准要求，夏热冬暖或夏热冬冷地区建议取K=0.7 容易
3 屋顶 采用高反射涂料或屋顶绿化 较容易
4 自然通风口 采用幕墙通风器、低层开窗或建筑100m以下设置开窗 难
5 门窗气密性 4级以上 容易
6 外遮阳 可在双层幕墙内设置可调外遮阳，或者东、西立面设水平挡板遮阳，也可以整个立面设机翼遮阳 难
2、节材
在超高层建筑中建筑材料的消耗非常大，绿色超高层建筑设计需要重点考虑节材。
（1）装修设计一体化
在超高层建筑设计时，建筑的装修图纸要结合建筑设计图纸一起完成，在施工时减少二次装修设计对建筑物材料损害，降低建筑材料的浪费，装修设计一体化可以很好地节约建筑材料。
（2）灵活隔断
超高层办公建筑的面积通常都在10万平方米以上，采用灵活隔断可以极大地降低重新隔断造成的建筑材料浪费，节材效益明显。
（3）使用3R材料
在超高层建筑设计过程中，要尽量使用可循环利用的建筑材料，例如，玻璃、铝合金、钢等，对于非承重的建筑物部分可以使用以废弃材料为基础材料的建筑材料，充分发挥可循环建筑材料的经济效益。
3、节水
节水是绿色超高层建筑设计的另一重点问题，超高层建筑的水资源消耗比较大，通过多种措施最大程度的节约水资源，推动超高层建筑的绿色环保理念。例如，在超高层建筑中使用先进的节水设备，节约用水量。另外，超高层建筑的立体面积很大，可以充分收集雨水，用于厕所用水和日常清洁。
三、绿色超高层建筑设计的难点
1、能耗模型
在绿色超高层建筑设计过程中，要权衡考虑节能优化问题，针对超高层建筑设计的能耗问题，要由专业的技术人员对能耗模型进行分析优化，提出科学合理的意见和建议。建立准确、科学、合理的能耗模型是整个绿色超高层建筑设计中的重点，通过也是一个难点。科学有效地分析能耗模型是超高层建筑节能优化的关键，分析优化能耗模型需要大量的建筑参数，反复调整，不停实验，多个能耗模型之间相互对比分析，从而得到最佳的能耗模型，并且要具有切实的节能效果，在整个超高层建筑设计过程中，能耗模型的对比分析是一项比较难的技术。
2、改善室内环境
由于考虑到超高层建筑的安全性，不能充分利用自然通风和自然采光，因此在绿色超高层建筑设计中改善建筑物室内环境是一个比较难的问题。超高层建筑室内环境的主要问题包括：不能开窗，无法充分利用自然采光和自然通风，采光和通风效果很差；很多酒店、办公建筑物都采用风机盘管[3]，不能充分利用自然通风，容易受潮发霉；内外区的建筑问题，在超高层建筑的内区，发热量较大，由于围护结构密闭性较好，不能很好的将热量散发出去，基本不受室外环境的影响，而超高层建筑的外区受外界环境的影响很大，导致超高层建筑的整个室内环境冷热不均。
结束语
绿色超高层建筑设计是建筑行业的发展趋势，绿色超高层建筑可以有效降低建筑能耗，可以有效地节能、节材和节水，对于保护环境有着重要的作用。
参考文献：
[1] 韩继红，范宏武，孙桦.中国超高层建筑的绿色低碳之路――思考与实践[A].第六届国际绿色建筑与建筑节能大会论文集[C].2010.
低功耗设计论文范文第15篇
关键词：高频变压器，模拟退火算法，优化
[摘要]以优化高频变压器的磁芯功率损耗和绕组功率损耗为目标，以单端反激式变压器为例建立了高频变压器的总功率损耗计算模型。在该功率损耗计算模型的基础上结合从系统角度设计开关电源的方法，采用一种基于模拟退火算法的高频变换器的优化设计方法，得到了设计参数的最优取值。
1.引言
随着电子信息技术的不断发展[1]，各类电子设备在客观上要求小型化、轻量化和提高可靠性。为了适应这种要求需要开展DC-DC变换器的高频化研究。在各种变换器的拓扑结构中，单端反激电路具有很多优点，其中最主要的优点是电路简单，成本低,适合多路输出。由于电路简单，在小功率情况下体积可以做得最小，这种变换器拓扑结构在小功率的变换器设计中得到广泛采用。
单端反激DC-DC变换器中的变压器工作时相当于一个带有两个(或多个)绕组的电感，这一点不同于典型的变压器[2]。初级线圈用于磁化磁芯,并且在磁芯损耗方面，磁芯损耗（PL）主要由三部分组成：磁滞损耗（Ph），涡流损耗（Pe）和剩余损耗（Pr）。免费论文参考网。其他讲了一些关于绕组、磁芯等的基本概念并没有提出新意的观点。在每个周期开关导通时间内存储能量，次级线圈用于磁芯的退磁，并将在开关管导通时间内变压器存储的能量传递给负载。所以在设计高频反激变压器时必须考虑设计的变压器能传递所需要的能量。免费论文参考网。另外，为了设计高效率的变换器还需要考虑变压器的功率损耗。
2.单端反激变压器功率损耗模型的建立
以高频单端反激变压器为例推导计算变压器总功率损耗的数学模型：通过功率损耗分离的方法可以将变压器的功率损耗写成磁芯功率损耗与绕组功率损耗的总和[2]。
2.1磁芯功率损耗
变压器的功率损耗可以分为磁芯功率损耗和绕组功率损耗，而磁芯功率损耗主要是由涡流功率损耗和磁滞功率损耗构成的。磁损的计算公式如下：
（1）
——磁芯损耗；
——磁芯单位体积损耗密度；
——磁芯重量；
——密度；
2.2绕组损耗
在电力电子领域，为了分析和设计在非正弦条件下的传统高频变压器的绕组，陆续研究出一些实用的分析方法，一般是通过分析得到绕组的交流电阻，然后由交流电阻计算绕组功率损耗。绕组的功率损耗也可以用下面的公式表达：
（2）
其中，为通过高频变压器绕组的电流有效值； Kr为趋肤系数；ρ为铜的电阻率；MLT为平均匝长度（单位m/匝）；N为线圈的匝数；为绕线的横截面积。
3优化设计思路
传统的变换器设计沿用了工频变压器的设计方法，特点是工作磁感应强度变化、最大导通比Dmax通常由经验确定，然后通过反复试验加以调整，最后完成设计。这样设计的缺点是，往往要进行反复的重新设计来积累经验，对变换器的整体设计造成影响，需要多次重新调整变换器的整体设计，而且往往选择的参数并没有达到系统最优。模拟退火算法是一种基于随机搜索的最优算法，该算法非常适用于工程实际求解最优解。本文提出新的设计方法是在最初的设计中引入功耗计算，选择最小功耗的方案，确定最小功耗前提下的和Dmax的最优选择，进一步设计变换器整体设计中的其他参数。本文探讨了在效率最高、损耗最低、温升最低的约束条件下Bm、J的最优值，建立数学模型，并通过模拟退火算法实现优化设计[3]。
根据本文在前面的到的结论：当变压器初级铜损等于次级铜损、磁芯损耗等于绕组损耗时，变压器总损耗最小。以反激变换器为入手点，建立方程：
（3）
其中：G为磁芯重量；Kr趋肤系数；K1为Ap余量；K2为铜损余量；磁芯选最为常用的PC40磁芯，则Pcv有：
（4）
由上式即可求出变压器总损耗最小时和D的最佳值。
本文利用模拟退火算法研制300kHz的AC-DC高频变压器[4]。其据以指标为：电结构为单端反激，工作方式为连续电流工作模式，输入电压为交流220V，输出电压为5V，输出电流为0.05~2A，工作频率为300kHz，效率为90％。免费论文参考网。其中的取值范围为0.0001-0.07T，Dmax的范围为：0.2-0.5。利用模拟退火算法，退火策略选用指数型退温：；其中a为一个小于零的常数。a越小，退火速度越快。为初始温度，这里选1000。下图1所示的为在整个迭代过程中，Dmax整体最优解的变化过程。
图1 占空比最优的迭代过程
4结语
通过理论推导建立了高频反激变压器总功率损耗的数学模型，提出利用数据拟合技术和模拟退火算法求解高频反激变压器的总功率损耗最小时和Dmax的最优取值的优化设计思想。提出一种优化设计高频DC-DC变换器的方法，以单端反激变压器为例，通过遗传算法得到、Dmax和Lp的最优取值的优化设计。试验验证采用这种优化设计方法设计的反激变换器具有很高的效率。
[参考文献]
[1]张占松，蔡宣三．开关电源原理与设计[M]．北京：电子工业出版社,1998．
[2]赵修科．开关电源中磁性元器件[M]．南京：南京航空航天大学自动化学院,2004．
[3]王耕富．高频电源变压器磁芯的设计原理[J]．磁性材料与器件,2000．
[4]王凌．智能优化算法及其应用[M]．北京：清华大学出版社,2001．
