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摘要:文章设计了一种适用于智能电网的新型智能电表,采用模块化的思想进行设计,STM32F103VET6单片机作为主MCU,重点给出了智能电表CPU控制模块、通信模块、数据采集和计量模块的软硬件设计方法,不仅能实现智能电表数据采集、阶梯电价、结算电费等功能,还能够进行抄表、监测、实时通信。
关键词:智能电表;电能质量监测;抄表;STM32F103VET6
1智能电表的硬件设计
本新型智能电表采用模块化设计思想,主要可分为CPU模块、电压电流参数采集和计量模块、存储模块、电源和时钟模块、通信模块、按键控制和显示模块等,系统总体结构如图1所示。
2智能电表的软件设计
由于新型智能电表要实现的功能较多,对数据处理复杂程度较高,所以提出了模块化的设计思想。软件系统总体结构如图2所示。
3性能测试
根据Q/GDW 362-2009《1级三相费控智能电能表技术规范》,采用标准电能表法,环境温度为23℃+2℃。测试环境内的装置及智能电表如图3所示。
采用五位半台式数字多用表对电力参数进行对比测量。在实验输入端电压:3x220/380V,输入电流:0~5A,频率为50Hz,测量交流电压误差为0.06%,测量交流误差为0.14%,功率因数为1。选用900W的可调电动机连接成星型负载引出A,B,C三相电,分别对有功无功功率、电压电流有效值、有功无功电能、功率因数以及线频率进行测量,分析得到电能质量数据,本文仅给出电压偏差、频率偏差、功率测量数据,如表1-3所示。
从上面得出的各项数据指标都在允许的要求之内,满足了总体设计基本要求。
4结语
本文设计了一种适用于智能电网的新型智能电表。对电能质量数据测量以及远程抄表进行了数据测试,结果表明,电能质量的各项数据指标都在允许的要求之内,实现了新型智能表的电能质量检测功能,满足设计技术指标。
关键词:智能电表;电能质量监测;抄表;STM32F103VET6
1智能电表的硬件设计
本新型智能电表采用模块化设计思想,主要可分为CPU模块、电压电流参数采集和计量模块、存储模块、电源和时钟模块、通信模块、按键控制和显示模块等,系统总体结构如图1所示。
2智能电表的软件设计
由于新型智能电表要实现的功能较多,对数据处理复杂程度较高,所以提出了模块化的设计思想。软件系统总体结构如图2所示。
3性能测试
根据Q/GDW 362-2009《1级三相费控智能电能表技术规范》,采用标准电能表法,环境温度为23℃+2℃。测试环境内的装置及智能电表如图3所示。
采用五位半台式数字多用表对电力参数进行对比测量。在实验输入端电压:3x220/380V,输入电流:0~5A,频率为50Hz,测量交流电压误差为0.06%,测量交流误差为0.14%,功率因数为1。选用900W的可调电动机连接成星型负载引出A,B,C三相电,分别对有功无功功率、电压电流有效值、有功无功电能、功率因数以及线频率进行测量,分析得到电能质量数据,本文仅给出电压偏差、频率偏差、功率测量数据,如表1-3所示。
从上面得出的各项数据指标都在允许的要求之内,满足了总体设计基本要求。
4结语
本文设计了一种适用于智能电网的新型智能电表。对电能质量数据测量以及远程抄表进行了数据测试,结果表明,电能质量的各项数据指标都在允许的要求之内,实现了新型智能表的电能质量检测功能,满足设计技术指标。