[发明专利]基于温度补偿的电能表计量精度优化方法

说明书

本发明公开了一种基于温度补偿的电能表计量精度优化方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、热仿真建模；步骤二、近似建模；步骤三、计量模块建模；步骤四、温度补偿。本发明基于温度补偿的电能表计量精度优化方法填补了已有补偿方法没有考虑到温度变化影响采样电阻、参考电压进而导致计量误差的空白，对电能表在全温度下的计量一致性做出了优化。本发明用于在智能电能表产品的设计阶段，根据产品可能的温度运行环境，利用温度仿真和近似建模，通过理论计算，得到能够实现智能电能表在全温度环境下运行的计量功率一致性优化的方法。

技术领域

本发明属于电能表产品设计技术领域，涉及一种温度补偿优化方法。

背景技术

智能电表是用于智能电网数据采集的基本设备之一，承担着包括原始电能数据采集、计量和传输两方面的任务，同时也是实现信息集成、对信息分析优化和展现的基础。电能表的计量误差直接关系到供、用电双方的经济效益，因此双方对电能计量的准确性都提出了较高要求，智能电能表的计量精度具有重要意义。

我国南北纬度跨越大，不同地区温度差距较大，电能表的工作环境复杂多样，而温度变化对电能表中各元器件都有较大影响，易造成随时间积累的误差，因此考虑温度对于智能电表计量功率一致性的影响十分重要。现有的温度补偿方法多是从永久磁铁磁通、对相位调整线圈的阻抗、对计量芯片的晶振等元件入手，对电能表进行温度补偿，而缺乏对因温度变化而导致的采样电阻阻值、计量芯片参考电压变化所造成误差的考量。

发明内容

为了解决目前温度补偿方法没有考虑到采样电阻阻值、计量芯片参考电压变化会对计量误差造成影响的问题，本发明提供了一种基于温度补偿的电能表计量精度优化方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于温度补偿的电能表计量精度优化方法，包括如下步骤：

步骤一、热仿真建模：

(1)根据电能表内部结构和元件参数建立电能表热仿真模型；

(2)根据电能表在确定环境、确定运行状态下的各部分发热情况修正电能表热仿真模型参数，建立符合实际测量结果的电能表热仿真模型；

(3)根据步骤(2)所建立的符合实际测量结果的电能表热仿真模型获得不同环境温度和负载电流下电能表各部分温度；

步骤二、近似建模：

(1)根据已获得的不同环境温度和负载电流下电能表各部分温度，建立各部分温度的近似模型；

(2)根据步骤(1)建立的近似模型的相对均方根误差和负相关系数确定最优近似建模；

(3)根据步骤(2)确定的最优近似建模建立电能表各主要元件发热的映射关系；

步骤三、计量模块建模：

(1)根据电能表计量芯片部分原理建立计量模块的Simulink仿真模型；

(2)将步骤(1)建立的Simulink仿真模型与电能表的实际计量结果对比，调整并验证仿真模型正确性；

(3)根据步骤(2)获得的仿真模型，计算电能表在全温度范围下的计量误差；

步骤四、温度补偿：

(1)根据电能表在确定工作状态下的各主要元件温度及其温度变化关系式，确定温度补偿系数；

(2)在Simulink仿真模型中加入温度补偿程序，运行Simulink仿真模型并计算引入温度补偿程序后电能表模型在全温度范围下的计量误差；

(3)在电能表芯片中加入温度补偿程序，批量生产电能表，测量并计算引入温度补偿程序后电能表实物在全温度范围下的计量误差，实现基于温度补偿的电能表全温度下计量精度优化。