智能电力负荷控制与监测系统设计

2．6 负荷曲线及历史数据的存储及上报功能

　　日负荷曲线数据每15分钟采集，每天96个数据，通常保存最近10天的数据(包括有功、无功、电压、电流等数据)；并能根据设置上报主站。系统终端具有主动上报功能，它可以将数据上报，也可以被动上报(等待主站对数据进行招测)，同时可实现对历史数据的查询功能。

　　2．7 抄表测试功能

　　为了方便用户知道和终端相连的电能表是否能够通信成功，也可以通过液晶屏和按键配合设置不同的表地址和通信速率来进行手动抄表。

　　3 交流模拟量采集模块的软硬件实现

　　3．1 交流模拟量采集模块的硬件电路

　　系统通过电压互感器和电流互感器后，可对采集到的用电设备的三相交流电压值，三相交流电流值进行处理，再送入ATT7022B芯片进行测量和计算。图2所示是本系统的电压和电流采集电路。

　　ATT7022B能够测量各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量以及无功能量，同时还能测量各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率等参数。ATT7022B芯片的外围电路如图3所示。ATT7022B片内集成了7路16位的ADC，采用双端差分信号输入。最大输入电压是1．5 V，而可以输入最大的正弦信号有效值是1V。实际应用中，可以将电压通道Un对应到ADC的输入选在0．5 V左有，而电流通道，Ib时的ADC输入选在O．1V左右。计量模块主要是对电压、电流采样通道采集的数据进行高通滤波和移相滤波或相位校正进行计算，以得到所需要的参数量(包括电压、电流有效值、功率、频率、相位角等三相参数)，并将这些参数存入相应的寄存器中，然后通过SPI口将参数传输给MC-U。

　　3．2 ATT7022B与微处理器的数据传输软件流程

　　图4所示是基于ATT7022B的SPI通讯流程。本程序主要是完成ATT7022B的初始化工作。并根据LPC2132FBD64的查询命令向其发送数据或修改ATT7022B寄存器中的参数。如果遇到异常情况，则由终端自动向监控中心发报警信息。

　　ATT7022B与微处理器之间的数据传输是由LPC2132FBD64向SPI接口的DIN端送入8位命令字启动的。命令分为读取命令和写入命令两类，可通过命令字的最高位来区分。若最高位为1。则命令为写命令，若最高位为0，则为读命令。

　　通过读取命令，LPC2132FBD64可读出ATT7022B中的各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量以及无功能量，同时还能获得各相电流、电压的有效值以及功率因数、相角、频率等参数。

　　写入命令即校表命令的相应程序，主要完成对ATT7022B的参数精度修正。ATT7022B必须经过参数精度修正后才能保证采集结果达到系统的精度要求。

　　4 系统性能测试

　　本产品现已通过了现场试验及专家鉴定，各项性能均可达标。数据采集功能测试结果和计量中心测试结果的误差在O．2％以内。负控功能经过了500次测验，没有误操作发生。其可靠性和稳定性方面，除了液晶的工作温度在-20～70度外，其他所有器件的工作温度都在-40～85度，能够应对多种恶劣环境。

　　5 结束语

　　本系统可以实时、精确地测量电网的电能质量数据信息，随时获取实时详细的电能质量监测报告，并可直接对用电设置进行管理和控制。故可以有效地改善用电负荷的曲线形状，使负荷曲线趋于平坦，减少峰谷差，实现电力负荷在一定时空的最佳分布，同时也可以提高用户和电网的负荷率，从而提高发、供、用电设备的利用率，达到电网的安全和经济运行。由于负荷控制与监测系统的广泛应用是电力企业自动化技术发展的趋势，因此，该系统对当前电力企业的电力资源的开发、以及电力企业的经济、供用电秩序调整都有着十分重要的意义。