智能電力負荷控制與監(jiān)測系統(tǒng)設計
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
交流模擬量采集指的是終端采用ATT7022B計量芯片來實時測量用戶側的三相電壓、電流、有功、無功、功率因數(shù)、有功電能、無功電能等瞬時值，精度通常為0．5％。
2．2 負控功能
(1)功率定值控
功率定值控可分四種控制方式，以其優(yōu)先級由低到高分別為時段控、廠休控、營業(yè)報?？亍斍肮β氏赂】?。終端可根據(jù)主站下發(fā)的功控時段、功率定值、定值浮動系數(shù)、報警時間、控制輪次等指令進行相應的控制方式和控制參數(shù)的修改，并可通過音響告警通知客戶。在終端自動執(zhí)行過程中，可在液晶上顯示定值、控制對象、執(zhí)行結果等。
(2)電能量定值控
電能量定值閉環(huán)控制可分為月電能量控制、購電能量(費)控制、催費告警三種控制類型。
(3)遙控功能
終端接收到主站的跳閘控制命令后，將按設定的告警延遲時間和限電時間來控制被控負荷開關；同時終端應有音響告警通知客戶，并記錄跳閘時間、跳閘輪次、跳閘前功率、跳閘后2 min功率等，同時終端顯示屏應顯示執(zhí)行結果。當終端接收到主站的允許合閘控制命令后，由音響告警通知客戶，允許客戶合閘。當終端接收到主站的允許／禁止通話和允許／禁止主動上報命令時，終端將根據(jù)主站命令來控制通話并主動上報系統(tǒng)。
2．3 無線通訊功能
本系統(tǒng)采用內(nèi)置GSM／GPRS模塊通訊方式(也可采用外接無線電臺通訊方式，用戶可以自行選擇)。GPRS作為一種新的通訊手段，在配電自動化應用中有很多優(yōu)點。而基于GPRS通信的配電變壓器綜合管理系統(tǒng)是一個比較有應用前景的實現(xiàn)方案。
2．4 諧波分析與報警功能
終端可根據(jù)電壓、電流諧波閥值對監(jiān)測點的電壓諧波、電流諧波進行分析，并記錄分相2～19次諧波電壓含有率及總畸變率日最大值及發(fā)生時間，同時統(tǒng)計分相諧波越限數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)包括分相總畸變電壓含有率越限日累計時間、分相2～19次諧波電壓含有率越限日累計時間、分相總畸變電流越限日累計時間、分相2～19次諧波電流越限日累計時間等。當用戶的諧波超標時，系統(tǒng)將自動報警。
2．5 事件記錄及重要事件上報功能
終端可記錄上電、掉電、編程、校時、需量清零、斷相、過壓、失壓、失流、逆相序、超負荷、三相電流不平衡、CT一次短路、CT二次短路、CT二次開路、計量箱開門等事件的發(fā)生時間、狀態(tài)、數(shù)據(jù)、事件類型及相關情況。并按照發(fā)生的時間順序分為一般事件和重要事件兩個隊列分別進行記錄，每個隊列記錄的最大長度為255條，隊列則按先進先出方式刷新。
對于主站設置的重要事件(如功控跳閘、電控跳閘、遙控跳閘、重要參數(shù)變更等)，當事件發(fā)生后，終端可實時刷新重要事件計數(shù)器的內(nèi)容、作好記錄，并通過ACD置位直接主動上報事件記錄。
2．6 負荷曲線及歷史數(shù)據(jù)的存儲及上報功能
日負荷曲線數(shù)據(jù)每15分鐘采集，每天96個數(shù)據(jù)，通常保存最近10天的數(shù)據(jù)(包括有功、無功、電壓、電流等數(shù)據(jù))；并能根據(jù)設置上報主站。系統(tǒng)終端具有主動上報功能，它可以將數(shù)據(jù)上報，也可以被動上報(等待主站對數(shù)據(jù)進行招測)，同時可實現(xiàn)對歷史數(shù)據(jù)的查詢功能。
2．7 抄表測試功能
為了方便用戶知道和終端相連的電能表是否能夠通信成功，也可以通過液晶屏和按鍵配合設置不同的表地址和通信速率來進行手動抄表。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/180623.htm
3 交流模擬量采集模塊的軟硬件實現(xiàn)
3．1 交流模擬量采集模塊的硬件電路
系統(tǒng)通過電壓互感器和電流互感器后，可對采集到的用電設備的三相交流電壓值，三相交流電流值進行處理，再送入ATT7022B芯片進行測量和計算。圖2所示是本系統(tǒng)的電壓和電流采集電路。
ATT7022B能夠測量各相以及合相的有功功率、無功功率、視在功率、有功能量以及無功能量，同時還能測量各相電流、電壓有效值、功率因數(shù)、相角、頻率等參數(shù)。ATT7022B芯片的外圍電路如圖3所示。ATT7022B片內(nèi)集成了7路16位的ADC，采用雙端差分信號輸入。最大輸入電壓是1．5 V，而可以輸入最大的正弦信號有效值是1V。實際應用中，可以將電壓通道Un對應到ADC的輸入選在0．5 V左有，而電流通道，Ib時的ADC輸入選在O．1V左右。計量模塊主要是對電壓、電流采樣通道采集的數(shù)據(jù)進行高通濾波和移相濾波或相位校正進行計算，以得到所需要的參數(shù)量(包括電壓、電流有效值、功率、頻率、相位角等三相參數(shù))，并將這些參數(shù)存入相應的寄存器中，然后通過SPI口將參數(shù)傳輸給MC-U。
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