[发明专利]虚拟关口表平台及构建方法

权利要求书

1.一种虚拟关口表平台，基于MATLAB平台通过MEX文件调用VisualStudio平台的C语言进行模拟实现的，其特征在于，包括MATLAB平台建立层、MEX文件调用层和Visual Studio平台建立层；

所述MATLAB平台建立层用于模拟并建立数据采集系统和数据显示系统，模拟的数据采集系统包括调理电路及AD采样模块、实时采样数据模块和噪声模块，模拟的显示系统包括电参量输出模块，实时采样数据模块用于采集实时电压数据和电流数据，噪声模块连接调理电路及AD采样模块，调理电路及AD采样模块用于采集各种相关参数以及噪声模块中产生的模拟误差数据；所述电参量输出模块用于显示并保存电能计量核心模块实时处理后的电参量数据，其中，所述MATLAB平台建立层还包括校表模块，校表模块连接调理电路及AD采样模块并对调整电路及AD采样模块进行调整与校正，所述校表模块的校正方式包括比值校正和相位校正，基于比值校正和相位校正的结果对调整电路及AD采样模块，比值校正和相位校正具体表示如下：

所述MEX文件调用层用于模拟并建立MATLAB平台建立层和VisualStudio平台建立层的连接，将MATLAB平台建立层和VisualStudio平台建立层进行关联；

所述VisualStudio平台建立层用于模拟并建立数据处理系统，包括电能计量核心模块，所述电能计量核心模块用于实时计算相关参数以及采集到的实时电压数据和电流数据，得到相关电参量数据结果，并将得到的电参量数据结果通过MEX文件调用层传输至电参量输出模块中。

2.根据权利要求1所述的虚拟关口表平台，其特征在于，所述MATLAB平台建立层还包括信号源标准模型库模块，信号源标准模型库模块中包括电压信号标准模型、电流信号标准模型和谐波标准模型，通过电压信号标准模块、电流信号标准模型和谐波标准模型产生标准电压数据U(t)和标准电流数据I(t)。

3.根据权利要求2所述的虚拟关口表平台，其特征在于，调理电路及AD采样模块中采集到的相关参数包括电流互感器变比CT、采样电阻R、AD基准电压V_REF和AD采样频率f_s，调理电路及AD采样模块将AD基准电压V_REF和AD采样频率f_s转化为电压数字信号u_AD(n)、电流数字信号i_AD(n)，转化过程如下：

其中，ADbits为AD转换位数；f_s为AD采样频率；PT表示参比电压；

其中，CT为电流互感器变比；R为采样电阻。

4.根据权利要求2所述的虚拟关口表平台，其特征在于，信号源标准模型库模块和噪声模块分别连接调理电路及AD采样模块，实时采样数据模块连接电能计量核心模块，电能计量核心模块连接电参量输出模块。

5.根据权利要求1所述的虚拟关口表平台，其特征在于，所述实时采样数据模块包括USBCDC虚拟串口和前端采集模块，所述前端采集模块用于采集实时电压数据和电流数据，所述USBCDC虚拟串口将采集到的实时电压数据和电流数据传输至电能计量核心模块中。

6.根据权利要求1所述的虚拟关口表平台，其特征在于，所述噪声模块用于模拟关口表产生的噪声，所述噪声模块中的模拟误差数据包括AD基准电压V_REF、AD采样频率f_s、数字信号u_AD(n)、数字信号i_AD(n)，所述噪声模块中设有AD基准电压V_REF噪声模型和AD采样频率f_s噪声模型、数字信号u_AD(n)噪声模型、数字信号i_AD(n)噪声模型，在此，噪声模型包括均匀噪声模型和高斯造型模型。

7.一种虚拟关口表平台构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于MATLAB平台模拟并建立数据采集系统和数据显示系统，模拟的数据采集系统包括调理电路及AD采样模块、实时采样数据模块和噪声模块，模拟的显示系统包括电参量输出模块，实时采样数据模块用于采集实时电压数据和电流数据，噪声模块连接调理电路及AD采样模块，调理电路及AD采样模块用于采集各种相关参数以及噪声模块中产生的模拟误差数据；所述电参量输出模块用于显示并保存电能计量核心模块实时处理后的电参量数据；

基于MEX文件模拟并建立MATLAB平台建立层和VisualStudio平台建立层的连接，将MATLAB平台建立层和VisualStudio平台建立层进行关联，其中，所述MATLAB平台建立层还包括校表模块，校表模块连接调理电路及AD采样模块并对调整电路及AD采样模块进行调整与校正，所述校表模块的校正方式包括比值校正和相位校正，基于比值校正和相位校正的结果对调整电路及AD采样模块，比值校正和相位校正具体表示如下：

基于VisualStudio平台模拟并建立数据处理系统，包括电能计量核心模块，所述电能计量核心模块用于实时计算相关参数以及采集到的实时电压数据和电流数据，得到相关电参量数据结果，并将得到的电参量数据结果通过MEX文件调用层传输至电参量输出模块中。