高密度居住社区的智能电网ami（高级测量体系）建模与仿真(附件)【字数：17193】
摘 要摘 要众所周知，我国是一个人口超级大国，并且人口多集中分布在东部沿海地区。高密度居住社区也成为了经济和社会发展的必然产物。集中的人口分布必然带来对各种资源的大量需求。作为重要的能源来源之一—电力资源的需求和管理成为一个无法忽视和不得不慎重对待的问题，电力资源的使用和管理成为一个不可忽视的问题。随着社会的日益发展，用电需求量的日益增加,我国和世界上其他地区普遍建设并使用的传统电网存在着实时用电需求响应机制不尽完善，无法有效对用电末端的实时用电信息进行采集和反馈等问题，导致传统电网已经不能完全迎合时代的新发展和新需求。因此，智能电网成为我国电网升级换代的发展目标。智能电网的推广和应用，不仅能够实现产电、用电信息的智能化控制和管理，还能提高电网对末端用电区域的实时监控和电力调度。与此同时，可再生能源的引入，还为电网提供了分布式能源供应的解决方案和进行清洁电力生产的必要条件。智能电网中的高级测量体系（AMI）作为电网内用电数据测量、收集和传输的重要基础设施，在测量和管理高密度居住社区用户家庭用电情况，公共区域用电情况以及可再生能源设备发电用电情况等方面具有很重要的作用。在本论文中，我们首先对智能电网概念和发展背景以及研究现状和所面临的的不足和问题进行了剖析，然后提出高密度居住社区利用智能电网发展智能用电社区的可行性和前景,接下来构建了符合高密度居住社区需求的智能电网AMI模型并进行了仿真,最后对高密度居住社区利用智能电网现有技术进一步实现社区用电智能化的前景进行了展望。关键词智能电网，高密度居住社区，用电信息管理，AMI模型Abstract
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 高密度居住社区的概念及特性 1
1.3 智能电网的概念及意义 2
1.4 智能电网的研究现状与发展 3
1.4.1 国外研究现状 3
1.4.2 国内研究进展 4
1.5 本论文的主要内容 5
1.6 小结 5
第二章 开发环境和相关技术 6
2.1 Linux操作系统简介 6
2.2 QT开发平台简介 6
2.3 MySQL数据库简介 7
2.4 系统开发 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
平台及开发环境配置 8
2.4.1 系统开发环境 8
2.4.2 开发环境搭建 9
2.5 小结 10
第三章 AMI系统建模 12
3.1 AMI系统简述 12
3.2 AMI系统整体模型 13
3.3 AMI社区用电监控系统模型 14
3.4 小结 16
第四章 系统设计与实现 17
4.1 系统开发过程概述 17
4.2 MySQL数据库设计与部署 17
4.3 登录界面设计与实现 18
4.4 主窗口的设计与实现 18
4.4.1 主界面UI设计与功能实现 18
4.4.2 次界面UI设计与功能实现 19
4.5 数据可视化界面设计与实现 22
4.5.1 qwt第三方库的调用 23
4.5.2 qwt widget的使用 23
4.5.3 折线图的实现与界面布局 23
4.6 报警信息管理 26
4.7 小结 27
结语 28
致谢 29
参考文献 30 第一章 绪论
1.1 研究背景
随着社会的不断发展，科学的不断进步，社会对电力网中的配电网供电和电力管理的稳定性、可靠性和及时性提出了更高的需求。而其中供电中断对供电可靠性有直接影响，用电管理信息以及故障报警信息的管理也是配电管理系统的重要组成部分[1]。因此，随着用户人数的日益壮大，电网公司在配电网电力调度上需要面对管理庞杂和数量巨大的用户用电信息，响应用户多样化的用电需求，从而提高为用户服务的质量。
就我国这样一个人口超级大国而言，人口的沿海集中分布成为了高密度居住社区发展的一个重要因素。高密度居住社区对各种自然资源和社会资源的需求是巨大的，这也为电网公司对其供电和进行用电管理提出了新的挑战。因此，如何实现智能化的用电管理，故障报警信息管理成为了电力领域研究的重点之一。
再者随着我国高效，清洁，经济的可再生能源的迅速发展和利用，可再生能源产生的电能接入配电网以及分布式调度和管理对提高配电网的可靠性和安全性的影响逐渐显现出来。因此，配电网面临着巨大的机遇和挑战。一方面，电网需要应对严峻的资源压力和环境压力，实现配电机制的优化和配电用电信息的智能化管理；另一方面，技术的不断进步，信息化，数字化技术的不断发展，智能电网成为了电力发展的一个重要方向 [2]。
1.2 高密度居住社区的概念及特性
高密度居住社区是很多国家大中型城市的实际居住形态，“高密度”通常具有两层含义：一是指较高的建筑密度；二是指单位土地面积上较高的人口密度。而我们着重介绍的是第二层面的问题。在人口密度这个层面上，国内外不同的研究者对于高密度居住社区研究的“语境”也有所不同，不同国家对于高密度社区的定义标准不尽相同，比如在欧美发达国家，人口密度每公顷500人已经属于比较罕见的高密度，而在我国多数中小型住宅小区的人口密度均在每公顷600人以上[3]。因此，地域性差异也是影响高密度居住标准的重要因素。在本毕业设计中，高密度社区泛指国内中小型人口居住社区，即社区建筑面积每公顷内的家庭数量在1000户左右。
高密度居住社区是伴随着社会经济的发展，可持续发展观念的深入应运而生的，其更加注重土地资源的利用和解决人口日益壮大的问题。当然，其对于资源利用和环境压力以及社区管理有着更高的要求，发展紧凑集约的城市居住社区将成为社会经济发展的必然趋势。
1.3 智能电网的概念及意义
所谓智能电网，即是以我们所熟知和广泛使用的传统物理电网的设备和运行作为基础，通过把计算机技术、通信技术、传感器技术等与传统物理电网相结合，从而产生的新型电网。智能电网搭建的目的是为了提高电网的可靠性和安全性，提高电网的运行效率，提供给用户更加经济，更加清洁的用电环境[4,5,6]。
智能电网的重要意义主要体现在以下几点：
（1）使资源的优化和配置能力得到提高。智能电网的全面搭建，可实现跨区域可再生能源产电的电力调度。
（2）电网的安全稳定性和供电可靠性将会得到明显提高，从而规避了电力严重故障等突发事件所带来的风险，并能够在故障发生时快速准确的提供报警信息并及时处理相应的故障，将损失降到最低。
（3）智能电网成功接入清洁能源的使用，并进一步发展提高清洁能源的利用率和利用范围。智能电网将利用大容量储能技术提升智能电网对清洁能源的运行控制能力，从而大规模利用和发展经济，高效的清洁能源。
（4）智能电网的正常运行可以提供给新能源汽车，电动汽车等新型电力用户所需要的服务需求。电网内拥有新型电力用户的充电放点的基础设备，从而满足用户的相应需求，推动新能源汽车技术的发展和用户数量的增长。
（5）智能电网与用户之间的互动紧密。智能电网能够实现各个用户和设施的用电信息的管理，并能够根据用户用电信息提供给用户更加经济，清洁的用电环境，并引导用户用电习惯，全面优化供电区域内的电力负载，减少供电峰谷时段。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 高密度居住社区的概念及特性 1
1.3 智能电网的概念及意义 2
1.4 智能电网的研究现状与发展 3
1.4.1 国外研究现状 3
1.4.2 国内研究进展 4
1.5 本论文的主要内容 5
1.6 小结 5
第二章 开发环境和相关技术 6
2.1 Linux操作系统简介 6
2.2 QT开发平台简介 6
2.3 MySQL数据库简介 7
2.4 系统开发 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
平台及开发环境配置 8
2.4.1 系统开发环境 8
2.4.2 开发环境搭建 9
2.5 小结 10
第三章 AMI系统建模 12
3.1 AMI系统简述 12
3.2 AMI系统整体模型 13
3.3 AMI社区用电监控系统模型 14
3.4 小结 16
第四章 系统设计与实现 17
4.1 系统开发过程概述 17
4.2 MySQL数据库设计与部署 17
4.3 登录界面设计与实现 18
4.4 主窗口的设计与实现 18
4.4.1 主界面UI设计与功能实现 18
4.4.2 次界面UI设计与功能实现 19
4.5 数据可视化界面设计与实现 22
4.5.1 qwt第三方库的调用 23
4.5.2 qwt widget的使用 23
4.5.3 折线图的实现与界面布局 23
4.6 报警信息管理 26
4.7 小结 27
结语 28
致谢 29
参考文献 30 第一章 绪论
1.1 研究背景
随着社会的不断发展，科学的不断进步，社会对电力网中的配电网供电和电力管理的稳定性、可靠性和及时性提出了更高的需求。而其中供电中断对供电可靠性有直接影响，用电管理信息以及故障报警信息的管理也是配电管理系统的重要组成部分[1]。因此，随着用户人数的日益壮大，电网公司在配电网电力调度上需要面对管理庞杂和数量巨大的用户用电信息，响应用户多样化的用电需求，从而提高为用户服务的质量。
就我国这样一个人口超级大国而言，人口的沿海集中分布成为了高密度居住社区发展的一个重要因素。高密度居住社区对各种自然资源和社会资源的需求是巨大的，这也为电网公司对其供电和进行用电管理提出了新的挑战。因此，如何实现智能化的用电管理，故障报警信息管理成为了电力领域研究的重点之一。
再者随着我国高效，清洁，经济的可再生能源的迅速发展和利用，可再生能源产生的电能接入配电网以及分布式调度和管理对提高配电网的可靠性和安全性的影响逐渐显现出来。因此，配电网面临着巨大的机遇和挑战。一方面，电网需要应对严峻的资源压力和环境压力，实现配电机制的优化和配电用电信息的智能化管理；另一方面，技术的不断进步，信息化，数字化技术的不断发展，智能电网成为了电力发展的一个重要方向 [2]。
1.2 高密度居住社区的概念及特性
高密度居住社区是很多国家大中型城市的实际居住形态，“高密度”通常具有两层含义：一是指较高的建筑密度；二是指单位土地面积上较高的人口密度。而我们着重介绍的是第二层面的问题。在人口密度这个层面上，国内外不同的研究者对于高密度居住社区研究的“语境”也有所不同，不同国家对于高密度社区的定义标准不尽相同，比如在欧美发达国家，人口密度每公顷500人已经属于比较罕见的高密度，而在我国多数中小型住宅小区的人口密度均在每公顷600人以上[3]。因此，地域性差异也是影响高密度居住标准的重要因素。在本毕业设计中，高密度社区泛指国内中小型人口居住社区，即社区建筑面积每公顷内的家庭数量在1000户左右。
高密度居住社区是伴随着社会经济的发展，可持续发展观念的深入应运而生的，其更加注重土地资源的利用和解决人口日益壮大的问题。当然，其对于资源利用和环境压力以及社区管理有着更高的要求，发展紧凑集约的城市居住社区将成为社会经济发展的必然趋势。
1.3 智能电网的概念及意义
所谓智能电网，即是以我们所熟知和广泛使用的传统物理电网的设备和运行作为基础，通过把计算机技术、通信技术、传感器技术等与传统物理电网相结合，从而产生的新型电网。智能电网搭建的目的是为了提高电网的可靠性和安全性，提高电网的运行效率，提供给用户更加经济，更加清洁的用电环境[4,5,6]。
智能电网的重要意义主要体现在以下几点：
（1）使资源的优化和配置能力得到提高。智能电网的全面搭建，可实现跨区域可再生能源产电的电力调度。
（2）电网的安全稳定性和供电可靠性将会得到明显提高，从而规避了电力严重故障等突发事件所带来的风险，并能够在故障发生时快速准确的提供报警信息并及时处理相应的故障，将损失降到最低。
（3）智能电网成功接入清洁能源的使用，并进一步发展提高清洁能源的利用率和利用范围。智能电网将利用大容量储能技术提升智能电网对清洁能源的运行控制能力，从而大规模利用和发展经济，高效的清洁能源。
（4）智能电网的正常运行可以提供给新能源汽车，电动汽车等新型电力用户所需要的服务需求。电网内拥有新型电力用户的充电放点的基础设备，从而满足用户的相应需求，推动新能源汽车技术的发展和用户数量的增长。
（5）智能电网与用户之间的互动紧密。智能电网能够实现各个用户和设施的用电信息的管理，并能够根据用户用电信息提供给用户更加经济，清洁的用电环境，并引导用户用电习惯，全面优化供电区域内的电力负载，减少供电峰谷时段。
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