本发明专利技术涉及一种适用于非侵入式负荷监测的电压电流采样模块的调校系统及调校方法，首先将上位机对标准可调交流功率源进行控制，各个电表上连接非侵入式负荷监测模块，电表检测功率源功率，模块与上位机通讯连接。本发明专利技术通过一套自动校准系统，将功率源、电表、模块、上位机闭环连接，通过一套计算方法确定中心值和比例修正系数两个关键参数，进而自动实现对采样模块的校准，其中通过积分值来确定中心值偏移程度的办法可以增强系统稳定性，防止因为电能质量出现参数波动。本发明专利技术大大提高了模块校准的效率，可以多个模块同时自动进行校准，一次校准时间缩短至2‑3分钟，具有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于非侵入式负荷监测的电压电流采样模块的调校系统及调校方法
本专利技术涉及一种调校方法，特别涉及一种适用于非侵入式负荷监测的电压电流采样模块的调校系统及调校方法。
技术介绍
在非侵入式负荷监测系统中，电流电压等采样值的获取是一个基本的环节，基于对电压、电流、功率等电信号的分析，可以获取用电负荷的使用情况，因此，获得准确的电压电流信号至关重要。目前的校准方法需要人为逐次对参数进行修改和迭代，采用最大值和最小值确定零点漂移量。由于电子元器件参数的误差以及电网的谐波，导致漂移量存在一定的随机性，而且每迭代一次，需要手工对参数进行修改，由于电网谐波以及电子元器件参数的影响，导致中心值和比例修正系数的波动，加之需要人为进行参数的迭代计算，每个模块的校准需要约二十分钟左右，限制了生产效率。本文提出一种采集电压电流的前置电路的校准方法，该方法可以通过上位机的简单操作来控制模块的校准，且校准时间缩短为2-3分钟。
技术实现思路
本专利技术主要是解决校表电压电流采集模块校准问题，提供了一种适用于非侵入式负荷监测的电压电流采样模块的调校系统及调校方法。一种适用于非侵入式负荷监测的电压电流采样模块的调校系统，其特征在于，包括上位机，与上位机连接的单相程控标准功率源，通过通讯端口与上位机连接的采样模块，采样模块经电表与火线和零线连接，上位机控制标准可调交流电压源，发出标准电压电流信号；同时上位机将初始参数写入采样模块，接在火线和零线上的电表连接的采样模块依照参数对采样值进行处理得到相应的电压电流幅值，通过对比与调校，得到最合适的参数。在上述的一种适用于非侵入式负荷监测的电压电流采样模块的调校系统，单相程控标准功率源可选取市面上现有的产品，其中输出电压选择范围为220±10％V，输出电流为0-50A，对电压电流进行调节，从而提供标准电信号；电表主要负责为采样模块提供电源；采样模块主要包括电流采样电路、电压采样电路、电流转换电路、电压转换电路、高精度计量芯片、MCU，通过对电压电流的采集和转换，输出电压电流的有效值信息；上位机实现对模块和电源的控制功能；连接功率源，通过对功率源发送命令实现功率的切换；连接多个模块，分别对模块发送命令，能够对多个模块进行批量校准。一种适用于非侵入式负荷监测的电压电流采样模块的调校方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将上位机分别与标准可调交流功率源、各待校正模块通过通讯接口相连接，各个电表与标准可调交流功率源相连接，电表与采样模块连接；步骤2、上位机对待调模块下发初始化命令，待调模块初始化，将自身中心值置为1.65，比例修正系数置为1.0；步骤3、对滤波后的采样值进行中心值调校；步骤3-1、上位机对标准可调功率源下发控制命令，标准可调功率源自动进行升压升流，达到所需要的测试环境(220V,10A)；步骤3-2、上位机发送命令，待调模块进行有功功率采样，采样10个周期的电压电流信号，每个周期160个点，时间为0.2秒，采样时间间隔为200ms；步骤3-3、采样停止后，通过上位机对采样得到的电压值进行FFT滤波，选取基波信号；步骤3-4、对基波的值进行积分得到采样点的偏移量；判断偏移量是否小于阈值，如果小于，那么校准完成，将当前值保存至模块内相应寄存器中，如果不小于，那么根据公式其中对参数c进行修正，并跳转至步骤3-1循环执行；步骤4、对滤波后的采样值进行比例修正系数b的调校；步骤4-1、上位机对标准可调功率源下发控制命令，标准可调功率源自动进行升压升流，达到所需要的测试环境(220V,10A)；步骤4-2、上位机发送命令，待调模块进行有功功率采样，采样10个周期的电压电流信号，每个周期160个点，时间为0.2秒，采样时间间隔为200ms；步骤4-3、采样停止后，通过上位机对采样得到的电压值进行FFT滤波，选取基波信号；步骤4-4、对基波的值进行转换，并将结果与标准值进行比较；判断相差量是否小于阈值，如果小于，那么校准完成，将当前值保存至模块内相应寄存器中，如果不小于，那么根据公式Vm＝Vmax-Vmin对比例修正系数b进行修正，如果有效值V未满足精度要求，则跳转至步骤4-1循环执行；步骤5、调整交流功率源，电压升高10％，电流降低10％，若未达到所需调校次数，跳转至步骤3开始进行新一轮调校；步骤6、达到所需调校次数后，取下模块，调校完成。在上述的一种适用于非侵入式负荷监测的电压电流采样模块的调校方法，在步骤3-3和步骤4-3中，对采样信号进行FFT滤波。具体是在中心值c和比例修正系数b校准前，先使用FFT滤波实现对工频信号的保留，避免因为谐波问题造成根据被测信号校准的模块参数的波动问题，由于各种干扰因素，波形微小变化导致零点和比例修正系数的波动。在上述的一种适用于非侵入式负荷监测的电压电流采样模块的调校方法，在步骤3-4，选择对所有电压值进行积分的方法确定中心值偏移量。具体是在中心值校准过程中，采用积分值作为判断标准，实现对误差的累加。采样周期中一个周期内160个点，每个点125us，选取10个周期进行处理，对周期内每个点的值进行累加，得到偏移量，通过这种误差的累加，得到稳定的零点偏移量本专利技术大大提高了模块校准的效率，可以多个模块同时自动进行校准，一次校准时间缩短至2-3分钟，具有广泛的应用前景。附图说明图1是电压电流采集模块的示意图。图2是模块校准系统的示意图。图3是本专利技术中模块校准系统的流程图。图4是中心值校准方法的流程图。图5是比例修正系数校准方法的流程图。具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面对本专利技术所述一种适用于非侵入式负荷监测的电压电流采样模块的调校系统及调校方法作进一步详细的描述，具体步骤包括：步骤1、将上位机分别与标准可调交流功率源、各待校正模块通过通讯接口相连接，各个电表与标准可调交流功率源相连接，电表与采样模块连接。步骤2、上位机对待调模块下发初始化命令，待调模块初始化，将自身中心值置为1.65，比例修正系数置为1.0。步骤3、对滤波后的采样值进行中心值调校。步骤3-1、上位机对标准可调功率源下发控制命令，标准可调功率源自动进行升压升流，达到所需要的测试环境(220V,10A)。步骤3-2、上位机发送命令，待调模块进行有功功率采样，采样10个周期的电压电流信号，每个周期160个点，时间为0.2秒，采样时间间隔为200ms。步骤3-3、采样停止后，通过上位机对采样得到的电压值进行FFT滤波，选取基波信号。步骤3-4、对基波的值进行积分得到采样点的偏移量。判断偏移量是否小于阈值，如果小于，那么校准完成，将当前值保存至模块内相应寄存器中，如果不小于，那么根据公式其中对参数c进行修正，并跳转至步骤3-1循环执行。步骤4、对滤波后的采样值进行比例修正系数b的调校。步骤4-1、上位机对标准可调功率源下发控制命令，标准可调功率源自动进行升压升流，达到所需要的测试环境(220V,10A)。步骤4-2、上位机发送命令，待调模块进行有功功率采样，采样10个周期的电压电流信号，每个周期160个点，时间为0.2秒，采样时间间隔为200ms。步骤4-3、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于非侵入式负荷监测的电压电流采样模块的调校系统，其特征在于，包括上位机，与上位机连接的单相程控标准功率源，通过通讯端口与上位机连接的采样模块，采样模块经电表与火线和零线连接，上位机控制标准可调交流电压源，发出标准电压电流信号；同时上位机将初始参数写入采样模块，接在火线和零线上的电表连接的采样模块依照参数对采样值进行处理得到相应的电压电流幅值，通过对比与调校，得到最合适的参数。
【技术特征摘要】
1.一种适用于非侵入式负荷监测的电压电流采样模块的调校系统，其特征在于，包括上位机，与上位机连接的单相程控标准功率源，通过通讯端口与上位机连接的采样模块，采样模块经电表与火线和零线连接，上位机控制标准可调交流电压源，发出标准电压电流信号；同时上位机将初始参数写入采样模块，接在火线和零线上的电表连接的采样模块依照参数对采样值进行处理得到相应的电压电流幅值，通过对比与调校，得到最合适的参数。2.根据权利要求书1所述的一种适用于非侵入式负荷监测的电压电流采样模块的调校系统，其特征在于，单相程控标准功率源可选取市面上现有的产品，其中输出电压选择范围为220±10％V，输出电流为0-50A，对电压电流进行调节，从而提供标准电信号；电表主要负责为采样模块提供电源；采样模块包括电流采样电路、电压采样电路、电流转换电路、电压转换电路、高精度计量芯片、MCU，通过对电压电流的采集和转换，输出电压电流的有效值信息；上位机实现对模块和电源的控制功能；连接功率源，通过对功率源发送命令实现功率的切换；连接多个模块，分别对模块发送命令，能够对多个模块进行批量校准。3.一种适用于非侵入式负荷监测的电压电流采样模块的调校方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将上位机分别与标准可调交流功率源、各待校正模块通过通讯接口相连接，各个电表与标准可调交流功率源相连接，电表与采样模块连接；步骤2、上位机对待调模块下发初始化命令，待调模块初始化，将自身中心值置为1.65，比例修正系数置为1.0；步骤3、对滤波后的采样值进行中心值调校；步骤3-1、上位机对标准可调功率源下发控制命令，标准可调功率源自动进行升压升流，达到所需要的测试环境(220V,10A)；步骤3-2、上位机发送命令，待调模块进行有功功率采样，采样10个周...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓世聪，康文韬，史帅彬，张恒，周洪，邓其军，胡文山，周东国，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，武汉大学，
类型：发明
国别省市：广东,44
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