一種適應于智能電網的智能電表設計

張婷娟

摘要：文章設計了一種適用于智能電網的新型智能電表，采用模塊化的思想進行設計，STM32F103VET6單片機作為主MCU，重點給出了智能電表CPU控制模塊、通信模塊、數據采集和計量模塊的軟硬件設計方法，不僅能實現智能電表數據采集、階梯電價、結算電費等功能，還能夠進行抄表、監測、實時通信。

關鍵詞：智能電表；電能質量監測；抄表；STM32F103VET6

1智能電表的硬件設計

本新型智能電表采用模塊化設計思想，主要可分為CPU模塊、電壓電流參數采集和計量模塊、存儲模塊、電源和時鐘模塊、通信模塊、按鍵控制和顯示模塊等，系統總體結構如圖1所示。

2智能電表的軟件設計

由于新型智能電表要實現的功能較多，對數據處理復雜程度較高，所以提出了模塊化的設計思想。軟件系統總體結構如圖2所示。

3性能測試

根據Q/GDW 362-2009《1級三相費控智能電能表技術規范》，采用標準電能表法，環境溫度為23℃+2℃。測試環境內的裝置及智能電表如圖3所示。

采用五位半臺式數字多用表對電力參數進行對比測量。在實驗輸入端電壓：3x220/380V，輸入電流：0～5A，頻率為50Hz，測量交流電壓誤差為0.06%，測量交流誤差為0.14%，功率因數為1。選用900W的可調電動機連接成星型負載引出A，B，C三相電，分別對有功無功功率、電壓電流有效值、有功無功電能、功率因數以及線頻率進行測量，分析得到電能質量數據，本文僅給出電壓偏差、頻率偏差、功率測量數據，如表1-3所示。

從上面得出的各項數據指標都在允許的要求之內，滿足了總體設計基本要求。

4結語

本文設計了一種適用于智能電網的新型智能電表。對電能質量數據測量以及遠程抄表進行了數據測試，結果表明，電能質量的各項數據指標都在允許的要求之內，實現了新型智能表的電能質量檢測功能，滿足設計技術指標。