【技术实现步骤摘要】
本专利技术应用于能源互联网的智能电表领域，尤其是在hems和bems系统中智能电表以模块嵌套形式安装的系统中，具体涉及一种不带电压互感器的高阻隔离计量系统及方法。
技术介绍
1、目前，能源互联网系统正在快速发展，对于家庭和建筑管理系统hems和bems需要精确测量用电和发电数据。但这些系统内的安装空间有限，且作为商业品，在用户使用时有较高的安全用电需求。因此，智能电表以模块化的形式嵌套在系统硬件主板上，系统提供双通道计量数据。
2、电力系统中因为使用单相大容量负荷，比如电焊机等，又或存在多种接线方式，比如单相接线、单相三线接线等，存在三相电压不平衡问题，发生三相不平衡后，中性线串大电阻的硬件方式存在电压偏差问题，此外在一些不能把零线当作接地基准的情况下，例如系统安全性测试，系统计量功能的电压基准发生偏移，电压测量和计量精度受到影响，因此还需要进行电压补偿，使得整表的计量误差在各种不平衡条件下达到计量要求。
3、因此，从hems和bems系统的设计成本，系统体积和用电安全的角度出发，有必要在减少硬件成本的基础上设计一种高阻隔离计量补偿系统及方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对智能电表计量数据采集时不使用大尺寸电压互感器所存在的电路结构以及不平衡问题，提出一种智能电表用带电压不平衡补偿的高阻隔离计量系统及方法，本专利技术通过中性线接大电阻的计量系统实现电压隔离，满足用户用电安全、减少系统硬件成本、智能电表灵活安装的要求；并通过补偿方式提高计量精度，在
2、本专利技术的技术方案是：
3、本专利技术提供一种智能电表用带电压不平衡补偿的高阻隔离计量系统，该系统包括高阻隔离电路、计量模块：
4、高阻隔离电路，包括靠近电源侧且分别与三相电源abc连接的分压电阻r1、r2和r3，靠近采样端的分压电阻r′1、r′2、r′3、r′5、r′6和r′7，所述分压电阻r′1的一端与r′5的一端并联、r′2的一端与r′6的一端并联、r′3的一端与r′7的一端并联，且各并联连接点分别与分压电阻r1、r2、r3远离电源的一侧连接；相电压采样电阻r1、r2、r3、r5、r6和r7，分别与分压电阻r′1、r′2、r′3、r′5、r′6和r′7的另一端相连；零线上的分压电阻r4、r′4和r′8，所述分压电阻r′4的一端与r′8的一端并联，且并联连接点与分压电阻r4相连；零线电压采样电阻r4和r8，分别与分压电阻r′4、r′8的另一端相连；
5、计量模块，包括两个带有零线电压角度测量功能的计量芯片，用于实现内置外置独立计量；将采样电阻r4与分压电阻r′4的连接点n作为电压采样参考点，将采样电阻r′1与分压电阻r1的连接点a和n点作为a相电压采样端，将采样电阻r′2与分压电阻r2的连接点b和n点作为b相电压采样端，将采样电阻r′3与分压电阻r3的连接点c和n点作为c相电压采样端，分别接计量芯片的对应输入端。
6、进一步地，所述的分压电阻r1、r2和r3阻值相等且均为r；分压电阻r′1、r′2、r′3、r′5、r′6和r′7，阻值相等且均为r′，相电压采样电阻r1、r2、r3、r5、r6和r7，阻值相等且均为r；零线上的分压电阻r4、r′4和r′8，阻值为r和r′；零线电压采样电阻r4和r8，阻值均为r。
7、进一步地，r的阻值范围是6-8mω，r′的阻值范围是1-4mω，r的阻值范围是1-5kω。
8、进一步地，计量模块中，内置计量芯片的测量范围100a，外置计量芯片的测量范围与外置电流互感器适配，优选100a互感器。
9、一种智能电表用带电压不平衡补偿的高阻隔离计量方法，基于所述的系统，该方法包括以下步骤：
10、s1、对相线和零线调表，获得电压通道增益寄存器的值，进行归一化，获得归一化后的电压通道寄存器值gpa、gpb、gpc和gpn；
11、s2、实时获取电能表用电数据，基于三相电压采样值计算三相电压不平衡度εu，当εu超过预设的阈值时，执行补偿转s4，否则转s5；
12、s3、计算各分相补偿电压相量；
13、s4、基于各分相补偿电压相量计算补偿后的半波有功功率和半波无功功率；
14、s5、对各相功率进行累加，根据脉冲常数输出有功和无功电能脉冲。
15、进一步地，相线调表步骤为：将abc三相端子连接额定电压u，再将零线端子n和gnd点短接，调表完成后获得分相电压通道增益寄存器配置值gpa、gpb和gpc。
16、进一步地，零线调表步骤为：在电能表的零线端子加额定电压u，将gnd、电源中性线n、a相接线端子三者短接，调试后获得零线电压通道增益寄存器的配置值gpn。
17、进一步地，s3具体为：采用下述公式获得实际不平衡情况下，a、b和c三相的补偿电压向量
18、
19、
20、
21、其中：ku表示电压换算系数，u′rega、u′regb、u′regc分别是a、b、c相半波电压寄存器的值，inreg'是零线半波电压寄存器的值，∠uaa、∠uba、∠uca分别是a、b、c相周波电压夹角寄存器的值，∠una是零线周波电压夹角寄存器值。
22、进一步地，s4具体为：
23、s41、获取补偿后各相电压幅值和以及各相电压角度∠a补偿、∠b补偿和∠c补偿；
24、s42、获取每相的功率比差kpa、kpb和kpc；
25、
26、
27、
28、s43、获取各相的有功角差kphasepa、kphasepb和kphasepc；
29、kphasepa＝cosφui补偿a/cosφuia
30、kphasepb＝cosφui补偿b/cosφuib
31、kphasepb＝cosφui补偿b/cosφuib
32、其中：cosφui补偿a、cosφui补偿b、cosφui补偿c分别为补偿后a相电压和a相电流、b相电压和b相电流以及c相电压和c相电流的夹角余弦值；cosφuia、cosφuib、cosφuic分别为补偿前a相电压和a相电流、b相电压和b相电流以及c相电压和c相电流的夹角余弦值；
33、s44、获取各相的无功角差kphaseqa、kphaseqb和kphaseqc；
34、kphaseqa＝sinφui补偿a/sinφuia
35、kphaseqa＝sinφui补偿a/sinφuia
36、kphaseqa＝sinφui补偿a/sinφuia
37、s45、计算经过补偿后的各相有功功率p补偿a、p补偿b和p补偿c；
38、p补偿a＝kp·prega·kpa·kphasepa
39、p补偿b＝kp·pregb·kpb·kphasepb
40、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种智能电表用带电压不平衡补偿的高阻隔离计量系统，其特征在于，该系统包括高阻隔离电路、计量模块：
2.根据权利要求1所述的智能电表用带电压不平衡补偿的高阻隔离计量系统，其特征在于，所述的分压电阻R1、R2和R3阻值相等且均为R；分压电阻R′1、R′2、R′3、R′5、R′6和R′7，阻值相等且均为R′，相电压采样电阻r1、r2、r3、r5、r6和r7，阻值相等且均为r；零线上的分压电阻R4、R′4和R′8，阻值为R和R′；零线电压采样电阻r4和r8，阻值均为r。
3.根据权利要求2所述的智能电表用带电压不平衡补偿的高阻隔离计量系统，其特征在于，R的阻值范围是6-8MΩ，R′的阻值范围是1-4MΩ，r的阻值范围是1-5kΩ。
4.根据权利要求1所述的智能电表用带电压不平衡补偿的高阻隔离计量系统，其特征在于计量模块中，内置计量芯片的测量范围100A，外置计量芯片的测量范围与外置电流互感器适配，优选100A互感器。
5.一种智能电表用带电压不平衡补偿的高阻隔离计量方法，基于权利要求1-4之一所述的系统，其特征在于该方法包括以下步骤：<...
【技术特征摘要】
1.一种智能电表用带电压不平衡补偿的高阻隔离计量系统，其特征在于，该系统包括高阻隔离电路、计量模块：
2.根据权利要求1所述的智能电表用带电压不平衡补偿的高阻隔离计量系统，其特征在于，所述的分压电阻r1、r2和r3阻值相等且均为r；分压电阻r′1、r′2、r′3、r′5、r′6和r′7，阻值相等且均为r′，相电压采样电阻r1、r2、r3、r5、r6和r7，阻值相等且均为r；零线上的分压电阻r4、r′4和r′8，阻值为r和r′；零线电压采样电阻r4和r8，阻值均为r。
3.根据权利要求2所述的智能电表用带电压不平衡补偿的高阻隔离计量系统，其特征在于，r的阻值范围是6-8mω，r′的阻值范围是1-4mω，r的阻值范围是1-5kω。
4.根据权利要求1所述的智能电表用带电压不平衡补偿的高阻隔离计量系统，其特征在于计量模块中，内置计量芯片的测量范围100a，外置计量芯片的测量范围与外置电流互感器适配，优选100a互感器。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：唐文进，米小兵，李媛媛，曹晓华，李鹏飞，周张超，
申请(专利权)人：江苏林洋能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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