[发明专利]可实现双向计量的智能电表的总电量累加方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种累加方法，具体涉及可实现双向计量的智能电表的总电量累加方法。

背景技术：

专用电能计量芯片通常能够实时判断潮流方向，其对应寄存器中计量值的符号也随之发生变化。具体地说，如果指定有功功率的参考方向为电网流向用户，则当有功功率的方向与参考方向相反时为负功率，表示用户向电网回送电能，对应寄存器中的计量值为负数；当有功功率的方向与参考方向一致时为正功率，表示用户从电网汲取电能，对应寄存器中的计量值为正数。

电量在专用电能计量芯片中的计量过程分成两个阶段。第一阶段由集成在芯片中的DSP完成，它对功率做有符号的积分运算并将结果暂存在一个内部寄存器中。当积分结果达到用户设定的阈值时，DSP在输出一个脉冲的同时，用内部寄存器中存储的积分结果减去阈值；第二阶段计数DSP输出的脉冲个数，并将计数值暂存在累加寄存器中。当MCU读取计数值时，该计数值将从累加寄存器转存到能量寄存器中，能量寄存器或者清零，或者保留原计数值。DSP输出的脉冲分频后得到电表的能量脉冲，分频倍数取决于电表常数。

目前使用的电子式电能表几乎都采用计数能量脉冲，通过指示灯显示的脉冲个数来计算用户的用电量。例如，某电子式电能表的常数是4000imp/kW·h，当脉冲个数累加(通常通过MCU中的定时器实现)到400个时，用户就消耗了0.1kW·h的电量。这种简单的电量累加方法存在下述诸多缺点：

(1)电磁干扰可能导致脉冲个数的增加或减少，从而造成计量误差；

(2)设计者通常指定一个计数阈值，譬如上文的400。当计数器计到这个数值时，才会将计数值清零并将该部分电量累加到总电量中；若要随机读取当前的计数值，则可能会产生±1个脉冲的计数误差。如果当前的计数值不是400，则会带来较大的计算误差。

譬如，若当前的计数值为13，则13/4000＝0.00325kW·h，软件很可能将小数点后的325截掉，因此丢掉了这部分电量。

(3)若专用电能计量芯片的计量原理是对功率，而不是功率的绝对值积分，大的阈值(在电能计量芯片的相关寄存器中设置，当积分值达到此阈值时，电能计量芯片中的DSP输出一个脉冲)会带来大的双向计量误差。

目前，大多数的MCU芯片只支持整数运算，如果要在这些MCU上进行小数运算，定点小数运算应该是最佳选择。虽然用浮点MCU来做应该容易的多，但低成本也是非常重要的，定点机器比相应的浮点机器要便宜，而且速度更快。

发明内容：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能完成双向总电量累加的算法。

本发明提供的可实现双向计量的智能电表的总电量累加方法，其改进之处在于：所述方法包括累加正反向总电量和累加各费率的正反向总电量；

使用“读复位”模式的能量寄存器。

本发明提供的第一优选方案的累加方法，其改进之处在于：所述累加正反向总电量包括下述步骤：

a)软件判断MCU从能量寄存器中读取的计数值Reader的符号；

b)将a)的计数值除以C，整数商存放在Int中，余数存放在Dec中；

c)将b)中的整数和余数分别与存储器中的原有数据做正反向总电量的累加。

本发明提供的第二优选方案的累加方法，其改进之处在于：所述累加各费率正反向总电量的步骤为：

1)软件判断Reader的符号和某费率的总电量TAEnergy的符号；

2)根据Reader和TAEnergy的符号，确定情况类型，将Reader累加到相应费率的总电量上。

本发明提供的第三优选方案的累加方法，其改进之处在于：所述寄存器中的数据为二进制补码形式，负数则需要将其变换成原码形式，并屏蔽符号位。

本发明提供的第四优选方案的累加方法，其改进之处在于：由电能计量芯片中阈值寄存器中数据确定所述C值。

本发明提供的第五优选方案的累加方法，其改进之处在于：所述Reader为正数，将其累加到正向总电量上；整数商和正向总电量的整数部分PEInt相加；余数和正向总电量的小数部分PEDec相加；PEDec≥C，向整数进位，并将PEDec-C所得数据作为下一次累加的小数部分。

本发明提供的第六优选方案的累加方法，其改进之处在于：所述情况类型包括：

所述Reader为负数，所述TAEnergy为负数；

所述Reader为正数，所述TAEnergy为正数；

所述Reader为正数，所述TAEnergy为负数；

所述Reader为负数，所述TAEnergy为正数。