智能电网AMI中的智能电表系统设计(2)

智能电表可以让用户将屋顶风电、屋顶光电装置所生产的电能卖给电网，将有利于改进能源预测，加强网络管理。日本经济产业部副部长望月晴文指出，日本将根据自身的国情，围绕大规模开发太阳能等新能源、确保电网系统的稳定运行，来构建独具日本特色的智能电网。

目前，采用智能电表不仅可以实现对电能质量进行监测，而且可以通过仪表的网络通信接口实现双向数据远程传输，组成分布式测控网络系统。

2智能电表的硬件设计

2.1 MAXQ3180简介

MAXQ3180主要由DSP和集成ADC组成，是专用的电气参数测量前端，它采集并计算多相负载的多相电压、电流、功率、电能等多种电力品质参数。外部主机通过片内SPI总线读出计算结果，并且通过SPI总线来配置MAXQ3180的工作模式，监测工作状态。

2.2硬件结构设计

智能电表的硬件结构如图2所示。

其中计量芯片和主机的选择是关键。在智能电表的设计中，专用计量芯片更便于电能和相关电力品质参数的计算，所以将嵌入式控制器分离出来专门实现管理功能，如通信、费率时段管理、实时电价、存储管理等。

计量芯片选用Maxim生产的多功能低功耗计量芯片MAXQ3180，主机选用ST公司生产的STM32F107xx增强型ARM嵌入式控制器。由于STM32F107只具有10/100 Ethernet MAC，所以需外加10/100 Mb/s以太网物理层收发器DP83848CVV和RJ45连接器J0011D21B。这样，智能电表可提供一个以太网通信接口，便于组成分布式通信网络。

另外，智能电表还配有HMI人机接口，采用LCD液晶显示模块进行数据和设定信息的显示。采用非易失铁电存储器FRAM保存累计电能和设定信息。

3智能电表的软件设计