[發明專利]一種基于STM32與LabVIEW的非侵入式負荷分解數據采集系統

在審

• 申請號: 201810339420.0
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108594008A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 陳琨;劉虎;田旭光;馮增行
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01R21/133
• 分類號: G01R21/133;G01R22/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種基于STM32與LabVIEW的非侵入式負荷分解數據采集系統，包括用于電力數據采樣的下位機，以及用于數據通信來完成數據顯示、分析和存儲的上位機；下位機由STM32系列微型控制器與三相電能計量芯片組成，上位機基于LabVIEW系統實現；STM32系列微型控制器通過通信模塊能夠將電力數據上傳到控制中心的PC；LabVIEW系統通過與VISA串口發生采集信號，發送給STM32系列微型控制器，延時后等待下位機返回采集到的數據，獲得電力數據后進行分析，使用示波器控件進行顯示。本發明能夠測量各相以及合相的有功功率、無功功率及視在功率，同時還能測量各相電力參數。

技術領域

本發明涉及電力數據采集領域，具體涉及一種基于STM32與LabVIEW的非侵入式負荷分解數據采集系統，能廣泛應用于負荷分解、智能電網、用電行為分析、負荷節能等方面。

背景技術

傳統的電力系統正在逐漸向高度知識化、智能化方向轉變，但是我們對電能在通過電網傳輸、分配和使用過程中的信息掌握較少，負荷分解的提出極大的適應了當前智能化電網的發展。負荷分解是指通過實時采集負荷的電氣參數，分解單個負荷運行狀態，了解單個負荷的狀態參數、用電量和用電時間等。負荷分解從負荷數據的獲取方式上分為侵入式和非侵入式。目前采用的分解手段大都是侵入式，即針對系統內的每類負荷都進行單獨分解，這種分解方式需要大量的硬件設備，在采購、安裝、維護時會耗費大量成本；而非侵入式是指僅在電力系統的總端輔以安裝分解設備，通過采集總端的用電信息參數，分析得到系統內各類負荷的含量和狀態。由此可見，要實現負荷的分解，電力數據的采集是關鍵。

傳統的電力數據采集系統受限于有限的存儲空間和通信接口,存在精度不高、實時性差、采集信息量小，并且智能化程度低，數據無法分析存儲等問題等缺點。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術中的問題，提供一種基于STM32與LabVIEW的非侵入式負荷分解數據采集系統，能夠實現電壓、電流、相位、頻率、有功功率、無功功率、功率因素等主要電參數的采集、存儲及分析，具有結構簡單、成本較低、采集精度高等優點。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

包括用于電力數據采樣的下位機，以及用于數據通信來完成數據顯示、分析和存儲的上位機；所述的下位機由STM32系列微型控制器與三相電能計量芯片組成，上位機基于LabVIEW系統實現；所述的三相電能計量芯片能夠測量各相以及合相的有功功率、無功功率及視在功率，同時還能測量各相電力參數，與三相電能計量芯片配合設置有電壓互感器和電流互感器；所述的STM32系列微型控制器通過通信模塊能夠將電力數據上傳到控制中心的PC；LabVIEW系統通過與VISA串口發生采集信號，發送給STM32系列微型控制器，延時后等待下位機返回采集到的數據，獲得電力數據后進行分析，使用示波器控件進行顯示。

所述的三相電能計量芯片采用以ATT7053BU為核心的計量芯片。

所述的電壓互感器選用LCT31CE型精密微型電壓互感器進行電壓采樣，電流互感器選用LCTA2DCC型精密微型電流互感器通過差分方式完成電流采樣。

STM32系列微型控制器通過I/O模擬SPI驅動ATT7053BU獲取電力數據。

STM32系列微型控制器采用基于Cortex-M 3內核的32位增強型閃存控制器STM32F103C8T6，最高工作頻率為72MHz，具有512K字節的閃存及64K字節的SRAM。

所述的通信模塊選用最高傳輸速率為500Kbps的RS485通信芯片MAX13487EESA。