一种适应于智能电网的智能电表设计

张婷娟

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。