基于GPRS的网络化电能表的设计

【摘要】：进入21世纪以来，构建安全稳定、经济友好、清洁优质的智能电网已成为我国电力研究的重点。智能电表作为智能电网高级量测体系AMI的基础核心单元，多功能、高精度是其发展方向。随着电能计量自动化的推广和大用户抄表的普及，以及全国避峰电价政策的全面推行，三相电子式多功能电能表的需求迅速上升，同时根据当前配电网络中各种抄表技术的分析，本文设计了一款基于GPRS的多功能、高精度、高可靠性的三相网络化电能表，这种电表能广泛的应用于工业自动化系统中的电能监测，例如电厂、变电站以及用作大用户的关口表。 本文首先对智能电网以及电能表的国内外发展概况进行了分析与总结，阐述了未来网络电能表的发展趋势，在比较了不同设计方案的优劣性之后，确定了网络化电能表的具体功能、技术指标以及总体设计方案。电表的硬件架构采用专用电能计量芯片ADE7758+MCU+GPRS通信模块的方式。在整个系统的设计中，釆用模块化的设计原理，对各个模块都给出了详细的硬件电路设计过程、电路原理图，软件设计过程及程序流程图。与传统的电表相比，本文设计的网络化电能表不仅具备基本的电能参数计量功能、还有分时计量、最大需量计量、预付费等功能，GPRS技术的引入还使电能数据进行远程传输，实现了电能表的无线通信功能。同时由于利用了成熟的GPRS公网平台，传输的实时性强、速度快，并且系统的传输容量大，抄表范围广，费用低。本文设计的网络化多功能电能表具有高精确度、高可靠性、准确的数据通信能力及较强的抗干扰能力，具有很好的应用前景。 由于ADE7758的调试性能直接影响系统的精度，文中最后论述了如何设定ADE7758内部校准寄存器的值来实现对ADE7758的校准。从系统的测试结果分析来看，经校正后的网络化多功能电能表，其有功电能计量精确度可达0.2S级，无功电能计量精确度可达2级。结果表明，本论文设计的网络电能表是可行的，适于广泛应用到工业化电能的高精度计量与监测中去。