[发明专利]一种高精度交流电能计量方法

说明书

本发明公开了一种高精度交流电能计量方法，在较高的采样频率下，通过定频采样方式获取电压信号及电流信号的原始数据；在谐波环境下，通过数字滤波及软件过零点判断的方式获取电压信号与电流信号的相位差；在特定的测试时间段，通过点积和方法计计算单次采样过程瞬时功率，周期累加作为有功电能值。在引入了滤波环节的情况下可提高过零点判断的精确度，进而提高有功电能的计量精度。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，更为具体地讲，涉及一种高精度交流电能计量方法。

背景技术

对于电能的准确计量是电力系统的重要保障，亦是促进新能源市场推广的必要技术。对于交流用电场合，较为典型的电能计量方法为瞬时功率积分法：先计算电流瞬时值及电压瞬时值的乘积，再结合两者的相位差进行校正，最后累加计算电能值。其中，电流信号及电压信号计量的准确性依赖于采集通道的精度；相位差的准确计量则依赖于系统计时器的精度，当采用过零点检测方法时，信号噪声波动亦会对相位判断造成影响。基于以上原理设计的电子式电能计量装置对于动态畸变的抗扰度较差，计量精度有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高精度交流电能计量方法，在指定测试时间段，通过点积和方法计计算单次采样过程瞬时功率，周期累加作为有功电能值。

为实现上述发明目的，本发明一种高精度交流电能计量方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、通过控制单元提供采样时钟及采样通道的量程范围，并通过实时反馈的方式将采样通道量程设定为当前信号幅值的1.5倍至3倍以保证较高分辨率，然后以高采样率采集电压数据及电流数据；

(2)、通过低通滤波器与高通滤波器级联方式对采集的电压数据及电流数据进行滤波处理；

(3)、将滤波处理后的电压数据及电流数据由过零点比较器计算相位差及频率值；

(4)、将过零点比较器计算得到相位差用于校正瞬时功率，将频率值用于动态设定系统采样频率；

(5)、通过点积和累加公式计算单次采样过程的有功电能值。

本发明的发明目的是这样实现的：

本发明一种高精度交流电能计量方法，在较高的采样频率下，通过定频采样方式获取电压信号及电流信号的原始数据；在谐波环境下，通过数字滤波及软件过零点判断的方式获取电压信号与电流信号的相位差；在特定的测试时间段，通过点积和方法计计算单次采样过程瞬时功率，周期累加作为有功电能值。在引入了滤波环节的情况下可提高过零点判断的精确度，进而提高有功电能的计量精度。

附图说明

图1是本发明一种高精度交流电能计量方法流程图；

图2是本发明系统结构用于具体实施例示意图；

图3是数字滤波器组运算前后的波形效果。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

实施例

图1是本发明一种高精度交流电能计量方法流程图。

在本实施例中，请参阅图2，一种高精度交流电能计量方法用于三相四线制大功率回路的计量测试案例，图中由电压调理通道、ADC采样电路、电流调理通道实现采样过程；由DSP单元实现数字滤波环节及过零点判断并累加电能值；由控制单元实现采样率实时设置及通道量程设置；由系统程序输出电能数据并控制电能计量试验进程。

如图1所示，本发明一种高精度交流电能计量方法，包括以下步骤：