[发明专利]一种基于STM32与LabVIEW的非侵入式负荷分解数据采集系统

说明书

本发明公开了一种基于STM32与LabVIEW的非侵入式负荷分解数据采集系统，包括用于电力数据采样的下位机，以及用于数据通信来完成数据显示、分析和存储的上位机；下位机由STM32系列微型控制器与三相电能计量芯片组成，上位机基于LabVIEW系统实现；STM32系列微型控制器通过通信模块能够将电力数据上传到控制中心的PC；LabVIEW系统通过与VISA串口发生采集信号，发送给STM32系列微型控制器，延时后等待下位机返回采集到的数据，获得电力数据后进行分析，使用示波器控件进行显示。本发明能够测量各相以及合相的有功功率、无功功率及视在功率，同时还能测量各相电力参数。

技术领域

本发明涉及电力数据采集领域，具体涉及一种基于STM32与LabVIEW的非侵入式负荷分解数据采集系统，能广泛应用于负荷分解、智能电网、用电行为分析、负荷节能等方面。

背景技术

传统的电力系统正在逐渐向高度知识化、智能化方向转变，但是我们对电能在通过电网传输、分配和使用过程中的信息掌握较少，负荷分解的提出极大的适应了当前智能化电网的发展。负荷分解是指通过实时采集负荷的电气参数，分解单个负荷运行状态，了解单个负荷的状态参数、用电量和用电时间等。负荷分解从负荷数据的获取方式上分为侵入式和非侵入式。目前采用的分解手段大都是侵入式，即针对系统内的每类负荷都进行单独分解，这种分解方式需要大量的硬件设备，在采购、安装、维护时会耗费大量成本；而非侵入式是指仅在电力系统的总端辅以安装分解设备，通过采集总端的用电信息参数，分析得到系统内各类负荷的含量和状态。由此可见，要实现负荷的分解，电力数据的采集是关键。

传统的电力数据采集系统受限于有限的存储空间和通信接口,存在精度不高、实时性差、采集信息量小，并且智能化程度低，数据无法分析存储等问题等缺点。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种基于STM32与LabVIEW的非侵入式负荷分解数据采集系统，能够实现电压、电流、相位、频率、有功功率、无功功率、功率因素等主要电参数的采集、存储及分析，具有结构简单、成本较低、采集精度高等优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

包括用于电力数据采样的下位机，以及用于数据通信来完成数据显示、分析和存储的上位机；所述的下位机由STM32系列微型控制器与三相电能计量芯片组成，上位机基于LabVIEW系统实现；所述的三相电能计量芯片能够测量各相以及合相的有功功率、无功功率及视在功率，同时还能测量各相电力参数，与三相电能计量芯片配合设置有电压互感器和电流互感器；所述的STM32系列微型控制器通过通信模块能够将电力数据上传到控制中心的PC；LabVIEW系统通过与VISA串口发生采集信号，发送给STM32系列微型控制器，延时后等待下位机返回采集到的数据，获得电力数据后进行分析，使用示波器控件进行显示。

所述的三相电能计量芯片采用以ATT7053BU为核心的计量芯片。

所述的电压互感器选用LCT31CE型精密微型电压互感器进行电压采样，电流互感器选用LCTA2DCC型精密微型电流互感器通过差分方式完成电流采样。

STM32系列微型控制器通过I/O模拟SPI驱动ATT7053BU获取电力数据。

STM32系列微型控制器采用基于Cortex-M 3内核的32位增强型闪存控制器STM32F103C8T6，最高工作频率为72MHz，具有512K字节的闪存及64K字节的SRAM。

所述的通信模块选用最高传输速率为500Kbps的RS485通信芯片MAX13487EESA。