[发明专利]一种用于非车载充电机现校仪的直流计量方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于非车载充电机现校仪的直流计量方法及系统，所述方法包括对充电机直流电流以及直流电压进行采样测量；运用特定方法优化采样数据，使采样误差减小；所述采样数据包括电压采样值以及电流采样值；通过电压采样值对瞬时功率进行采样周期整数倍时延补偿；通过电流采样值对瞬时功率进行插值算法补偿；通过补偿后的瞬时功率获得任意时刻的累积电能；所述系统包括采样测量单元、采样处理单元、瞬时功率补偿单元及累积电能计算单元；采样测量单元用于采样测量采样数据；采样处理单元用于对采样数据进行优化；瞬时功率补偿单元用于通过电压采样值对瞬时功率进行采样周期整数倍时延补偿，通过电流采样值对瞬时功率进行插值算法补偿。

技术领域

本发明涉及电力计量领域，更具体地，涉及一种用于非车载充电机现校仪的直流计量方法及系统。

背景技术

电动汽车的推广使用，使直流电能表用于电动汽车电池充放电电量的贸易结算成为必然趋势，因此，在计量管理中迫切地需要与直流电能表的检定相配套的计量检定装置。由于非车载直流充电机在给电动汽车充电时，用于直流电能表检定装置的直流现校仪工作在电压、电流范围宽且动态变化的环境中，要求线校仪不仅有较宽的电流、电压测量范围，还要具有较高的测量准确度。为提高测量准确度，需要提高电压电流信号的同步采样率，一般来说，解决相位延时补偿算法分别从硬件和软件两方面着手：硬件补偿一般使用模拟滤波器，但是模拟滤波器的幅频特性无法做到理想，对频率变化的信号其幅值输出会有变化，只适合对频率比较稳定的信号进行相位补偿，另外模拟电路中使用的电阻、电容、电感为温度敏感器件不利于长期稳定工作；软件补偿分为时域补偿和频域补偿，频域补偿具有很高的准确度，但其只适合于频率比较稳定的场合且运算量非常大，同时会伴有一个周波的延时，对于频率不稳定的信号会造成频谱泄露，不适合直流纹波这种不稳定信号的补偿；目前的时域补偿主要使用FIR滤波器算法、插值算法和希尔伯特变换算法，其中，数字FIR滤波器具有较高的移相精度，但是和模拟滤波器一样，幅频特性不好，幅度会随着频率的变化而变化；希尔伯特变换更适合于90度移相；插值算法具有很好的线性特点，并且对频率变化不敏感，适合直流电能计量，但是插值算法也有一些弊端，一阶牛顿插值和一次拉格朗日插值的精度不高，而且常使用内插值，补偿的时延有限。

发明内容

为了解决背景技术存在的现有技术的各种相位延迟补偿方法都不能很好的解决直流电压电流信号的同步采样问题，本发明提供了一种用于非车载充电机现校仪的直流计量方法及系统；所述方法及系统对电压及电流通道进行分开补偿，通过运用插值法和整数倍时延方法的结合，补偿了插值法运用在相位延迟补偿上精度不高的问题；所述方法及系统在电动汽车充电电压、电流变化较大的范围内，仍能进行快速准确的采样、计量，提高了非车载直流充电机现场校验仪在测量直流信号的精度，所述一种用于非车载充电机现校仪的直流计量方法包括：

对充电机直流电流以及直流电压进行采样测量；

运用特定方法优化采样数据，使采样误差减小；所述采样数据包括电压采样值以及电流采样值；

通过电压采样值对瞬时功率进行采样周期整数倍时延补偿；通过电流采样值对瞬时功率进行插值算法补偿；

通过补偿后的瞬时功率获得任意时刻的累积电能；

进一步的，所述运用特定方法优化采样数据包括使用防脉冲干扰移动平均值法对采样数据进行优化，即将采样周期T均分成i个采样区间，i个采样区间的每一个采样区间内采集N个采样点；去除所述N个采样点中最大的x个点以及最小的y个点，并将剩余的采样点取平均值作为所述采样区间对应的平均采样值；所述采样周期T内的i个平均采样值作为优化后的采样数据；其中N＞x+y，所述N、x以及y均为自然数；

进一步的，对电压采样值向后挪动采样周期整数倍的时延补偿，用于补偿瞬时功率对应数值的整数部分；对电流采样值向前使用n次插值算法补偿，用于补偿瞬时功率对应数值的小数部分；

进一步的，所述插值算法使用改进型拉格朗日算法；所述补偿后的瞬时功率P(i)的计算公式为：