单相物联电能表的电热耦合仿真方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种单相物联电能表的电热耦合仿真方法及装置，所述单相物联电能表的电热耦合仿真方法包括：根据单相物联电能表的计量单元的电路构成数据，生成所述计量单元的电路仿真模型；根据所述电路仿真模型以及所述计量单元的发热器件分布数据，生成所述计量单元的初始热场仿真模型；根据所述计量单元中的元器件的发热功率对所述初始热场仿真模型进行迭代，以生成所述计量单元的热场仿真模型。本发明专利技术从单相智能物联电能表工作原理出发，建立了考虑温度的单相智能物联电能表计量单元的电路仿真模型，其中电路仿真模型考虑了电路中每个元器件参数的温度曲线，得到的结果更加拟合实际情况。合实际情况。合实际情况。

【技术实现步骤摘要】
单相物联电能表的电热耦合仿真方法及装置


[0001]本申请属于电子系统热仿真
，具体涉及一种单相物联电能表的电热耦合仿真方法及装置。

技术介绍

[0002]单相智能物联电能表是电力物联网建设的重要载体，其作为即将大批量投入市场使用的电测设备，其各项质量特性的指标精度都尤为严格，尤其是对计量精度有着很高的要求。
[0003]可以理解的是，单相智能物联电能表是一种复杂的电子系统，其工作情况会受到环境温度、器件发热等多种因素的影响。在工作过程中，电能表会产生大量的热量，影响其内部各种元器件的工作状态，此外，环境温度也是影响电表工作状态的重要因素。在不同批次电表产品中，安装环境、工作时间、用户负载等存在差异，导致每块电表内部计量功能电路的温度场分布均会有所区别。为了分析热效应对电表计量功能电路的影响机理并进行优化设计，需要业界技术人员在热设计上对其工作情况进行精确、完善的仿真模拟。但在单相智能物联电能表的计量单元中，存在着复杂变化的电、热效应。
[0004]综上所述，现有技术中的单纯的热模型无法满足单相智能物联电能表的电子系统仿真的精度要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术公开的单相物联电能表的电热耦合仿真方法及装置，从单相物联电能表工作原理出发，建立了考虑温度的单相智能物联电能表计量单元的电路仿真模型，其中电路仿真模型考虑了电路中每个元器件参数的温度曲线，得到的结果更加拟合实际情况。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种单相物联电能表的电热耦合仿真方法，包括：
[0008]根据单相物联电能表的计量单元的电路构成数据，生成所述计量单元的电路仿真模型；
[0009]根据所述电路仿真模型以及所述计量单元的发热器件分布数据，生成所述计量单元的初始热场仿真模型；
[0010]根据所述计量单元中的元器件的发热功率对所述初始热场仿真模型进行迭代，以生成所述计量单元的热场仿真模型。
[0011]一实施例中，所述计量单元包括：电压采样电路、电流采样电路以及计量芯片；所述根据单相物联电能表的计量单元的电路构成数据，生成所述计量单元的电路仿真模型，包括：
[0012]根据所述电压采样电路的电路构成数据、电流采样电路的电路构成数据以及计量芯片的电路构成数据，生成所述电路仿真模型；其中，所述电路仿真模型的自变量至少包括所述元器件的温度。
[0013]一实施例中，所述根据所述电路仿真模型以及所述计量单元的发热器件分布数据，生成所述计量单元的初始热场仿真模型，包括：
[0014]根据所述发热器件分布数据确定所述发热器件的温度曲线；
[0015]根据所述温度曲线以及所述电路仿真模型确定所述元器件的发热功率；
[0016]根据所述发热功率以及所述电路仿真模型生成所述初始热场仿真模型。
[0017]一实施例中，所述根据所述计量单元中的元器件的发热功率对所述初始热场仿真模型进行迭代，以生成所述计量单元的热场仿真模型，包括：
[0018]将所述元器件在温度场下的不同温度值所确定的发热功率输入至所述初始热场仿真模型中进行迭代，直至迭代结果小于预设阈值，以生成热场仿真模型。
[0019]一实施例中，单相物联电能表的电热耦合仿真方法还包括：
[0020]测量不同的工作环境温度下所述元器件的温度，以对所述热场仿真模型进行校正。
[0021]第二方面，本专利技术提供一种单相物联电能表的电热耦合仿真装置，该装置包括：
[0022]电路模型生成模块，用于根据单相物联电能表的计量单元的电路构成数据，生成所述计量单元的电路仿真模型；
[0023]初始热场模型生成模块，用于根据所述电路仿真模型以及所述计量单元的发热器件分布数据，生成所述计量单元的初始热场仿真模型；
[0024]热场模型生成模块，用于根据所述计量单元中的元器件的发热功率对所述初始热场仿真模型进行迭代，以生成所述计量单元的热场仿真模型。
[0025]一实施例中，所述计量单元包括：电压采样电路、电流采样电路以及计量芯片；
[0026]所述电路模型生成模块具体用于根据所述电压采样电路的电路构成数据、电流采样电路的电路构成数据以及计量芯片的电路构成数据，生成所述电路仿真模型；其中，所述电路仿真模型的自变量至少包括所述元器件的温度。
[0027]一实施例中，所述初始热场模型生成模块包括：
[0028]温度曲线确定单元，用于根据所述发热器件分布数据确定所述发热器件的温度曲线；
[0029]发热功率确定单元，用于根据所述温度曲线以及所述电路仿真模型确定所述元器件的发热功率；
[0030]初始热场模型生成单元，用于根据所述发热功率以及所述电路仿真模型生成所述初始热场仿真模型。
[0031]一实施例中，所述热场模型生成模块具体用于将所述元器件在温度场下的不同温度值所确定的发热功率输入至所述初始热场仿真模型中进行迭代，直至迭代结果小于预设阈值，以生成热场仿真模型。
[0032]一实施例中，单相物联电能表的电热耦合仿真装置还包括：
[0033]模型校正模块，用于测量不同的工作环境温度下所述元器件的温度，以对所述热场仿真模型进行校正。
[0034]第三方面，本专利技术提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现单相物联电能表的电热耦合仿真方法的步骤。
[0035]第四方面，本专利技术提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可
在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现单相物联电能表的电热耦合仿真方法的步骤。
[0036]第五方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现单相物联电能表的电热耦合仿真方法的步骤。
[0037]从上述描述可知，本专利技术实施例提供一种单相物联电能表的电热耦合仿真方法及装置，首先根据单相物联电能表的计量单元的电路构成数据，生成计量单元的电路仿真模型；接着，根据电路仿真模型以及计量单元的发热器件分布数据，生成计量单元的初始热场仿真模型；最后根据计量单元中的元器件的发热功率对初始热场仿真模型进行迭代，以生成计量单元的热场仿真模型。本专利技术从单相智能物联电能表工作原理出发，建立了考虑温度的单相智能物联电能表计量单元的电路仿真模型，其中电路仿真模型考虑了电路中每个元器件参数的温度曲线，得到的结果更加拟合实际情况。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]图1为本专利技术的实施例中单相物联电能表的电热耦合仿真方法的流程示意图一；
[0040]图2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单相物联电能表的电热耦合仿真方法，其特征在于，包括：根据单相物联电能表的计量单元的电路构成数据，生成所述计量单元的电路仿真模型；根据所述电路仿真模型以及所述计量单元的发热器件分布数据，生成所述计量单元的初始热场仿真模型；根据所述计量单元中的元器件的发热功率对所述初始热场仿真模型进行迭代，以生成所述计量单元的热场仿真模型。2.如权利要求1所述的电热耦合仿真方法，其特征在于，所述计量单元包括：电压采样电路、电流采样电路以及计量芯片；所述根据单相物联电能表的计量单元的电路构成数据，生成所述计量单元的电路仿真模型，包括：根据所述电压采样电路的电路构成数据、电流采样电路的电路构成数据以及计量芯片的电路构成数据，生成所述电路仿真模型；其中，所述电路仿真模型的自变量至少包括所述元器件的温度。3.如权利要求1所述的电热耦合仿真方法，其特征在于，所述根据所述电路仿真模型以及所述计量单元的发热器件分布数据，生成所述计量单元的初始热场仿真模型，包括：根据所述发热器件分布数据确定所述发热器件的温度曲线；根据所述温度曲线以及所述电路仿真模型确定所述元器件的发热功率；根据所述发热功率以及所述电路仿真模型生成所述初始热场仿真模型。4.如权利要求1所述的电热耦合仿真方法，其特征在于，所述根据所述计量单元中的元器件的发热功率对所述初始热场仿真模型进行迭代，以生成所述计量单元的热场仿真模型，包括：将所述元器件在温度场下的不同温度值所确定的发热功率输入至所述初始热场仿真模型中进行迭代，直至迭代结果小于预设阈值，以生成热场仿真模型。5.如权利要求1所述的电热耦合仿真方法，其特征在于，还包括：测量不同的工作环境温度下所述元器件的温度，以对所述热场仿真模型进行校正。6.一种单相物联电能表的电热耦合仿真装置，其特征在于，包括：电路模型生成模块，用于根据单相物联电能表的计量单元的电路构成数据，生成所述计量单元的电路仿真模型；初始热场模型生成模块，用于根据所述电路仿真模型以及所述计量单元的发热器件分布数据，生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文文，袁瑞铭，巨汉基，易忠林，庞富宽，王晨，姜振宇，刘岩，戚成飞，丁恒春，鲁观娜，燕凯，周树刚，王爽，姜洪浪，王语凡，
申请(专利权)人：国家电网有限公司中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：