張婷娟

摘要：文章設(shè)計(jì)了一種適用于智能電網(wǎng)的新型智能電表，采用模塊化的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)，STM32F103VET6單片機(jī)作為主MCU，重點(diǎn)給出了智能電表CPU控制模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)采集和計(jì)量模塊的軟硬件設(shè)計(jì)方法，不僅能實(shí)現(xiàn)智能電表數(shù)據(jù)采集、階梯電價(jià)、結(jié)算電費(fèi)等功能，還能夠進(jìn)行抄表、監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)通信。

關(guān)鍵詞：智能電表；電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)；抄表；STM32F103VET6

1智能電表的硬件設(shè)計(jì)

本新型智能電表采用模塊化設(shè)計(jì)思想，主要可分為CPU模塊、電壓電流參數(shù)采集和計(jì)量模塊、存儲(chǔ)模塊、電源和時(shí)鐘模塊、通信模塊、按鍵控制和顯示模塊等，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2智能電表的軟件設(shè)計(jì)

由于新型智能電表要實(shí)現(xiàn)的功能較多，對(duì)數(shù)據(jù)處理復(fù)雜程度較高，所以提出了模塊化的設(shè)計(jì)思想。軟件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3性能測(cè)試

根據(jù)Q/GDW 362-2009《1級(jí)三相費(fèi)控智能電能表技術(shù)規(guī)范》，采用標(biāo)準(zhǔn)電能表法，環(huán)境溫度為23℃+2℃。測(cè)試環(huán)境內(nèi)的裝置及智能電表如圖3所示。

采用五位半臺(tái)式數(shù)字多用表對(duì)電力參數(shù)進(jìn)行對(duì)比測(cè)量。在實(shí)驗(yàn)輸入端電壓：3x220/380V，輸入電流：0～5A，頻率為50Hz，測(cè)量交流電壓誤差為0.06%，測(cè)量交流誤差為0.14%，功率因數(shù)為1。選用900W的可調(diào)電動(dòng)機(jī)連接成星型負(fù)載引出A，B，C三相電，分別對(duì)有功無功功率、電壓電流有效值、有功無功電能、功率因數(shù)以及線頻率進(jìn)行測(cè)量，分析得到電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，本文僅給出電壓偏差、頻率偏差、功率測(cè)量數(shù)據(jù)，如表1-3所示。

從上面得出的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)都在允許的要求之內(nèi)，滿足了總體設(shè)計(jì)基本要求。

4結(jié)語

本文設(shè)計(jì)了一種適用于智能電網(wǎng)的新型智能電表。對(duì)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)測(cè)量以及遠(yuǎn)程抄表進(jìn)行了數(shù)據(jù)測(cè)試，結(jié)果表明，電能質(zhì)量的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)都在允許的要求之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了新型智能表的電能質(zhì)量檢測(cè)功能，滿足設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)。