一种减小电能脉冲跳动的方法技术

本发明专利技术涉及电子式电能表领域，公开了一种减小电能脉冲跳动的方法。本发明专利技术根据不同的条件从某一状态跳转至另一状态，或者保留在当前状态下，以状态对应的功率源去驱动脉冲发生器，累加电能计量脉冲值。本发明专利技术解决了现有电子式电能表采用瞬时功率驱动脉冲发生器累加脉冲计量电能时容易造成读数跳动的问题，以及采用有功功率的平均值驱动脉冲发生器累加脉冲计量电能造成读数滞后、甚至错误的问题，在改动代价小的情况下，大大提高了读数的精准度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子式电能表领域，尤其涉及。
技术介绍
近年来我国智能电网快速发展，电子式电能表的市场占有量不断扩大，已成为主流电能表实现形式。科技的飞速发展，则人类对于物质的要求也越来越高，从而对电能计量这个基本单元的精度要求也水涨船高，从最近业内开始推崇的“宽动态范围”、“动态负荷”等概念，即可窥见一斑。最终则使得厂商将更多的精力放在追求多功能以获取消费者的更多青睐，诸如谐波计量、防窃电等功能的电子式电能表，反而对电子式电能表的基本实现方式并未做更多的改进。目前的实现方式已成为一种电能计量的经典方式，如图I经典的电能计量框图所示。首先来描述一下图I表示的基本的有功电能的计算原理。图中ua(t)和ia(t)表·示电网上实际的电压、电流经传感器转换后的模拟取样电压，在经模数转换器ADC采样量化而得的数字信号u (t)和i(t)，波形上是以工频(中国为50Hz)为周期的正弦波。为获得电能，u(t)和i(t)信号相乘、低通滤波环节，得到瞬时数字功率流P (t)，在幅度上对应用户的电能消耗速率。从这里开始，一方面P(t)多点取平均后即得到有功功率，另一方面P (t)送往脉冲发生器去累积有功电能并发出脉冲。u(l) = kn * cos(ft), i(i) = ki * cos(o.)( — φ)这里的ku、ki对应着信号传输路径上的增益，计算功率/ (/) == [ku ^ cos{ct)t)] * [ki * cos(/οι -φ)\ =(ku * ki) * [cos(fo>/) * cos(oj/ — φ)] = (ku * ki / 2)* [cos(c)) + cos(2a>/ - φ)\为简化起见，Ek = ku*ki/2，滤波并平均后得I ^有功功率=—*V/;(/) = {kuvh I 2) 5iiCOS(IjO) = k^cosicp)N从以上公式可以看出，电能是对瞬时功率在时间上的积分，在量化计算中，以采样率(或更快)的速度不断均匀累加，来计量在一段时间内消耗的电能。电能输出通常以电能校正脉冲CF (Calibrate Frequency)来表征,CF与标准单位千瓦时(也叫做“度”)的关系，由表常数EC (Electric meter Constant)来描述,EC的物理意义为该电能表每消耗I千瓦时(IkWh)电能所对应的脉冲数。它们之间的关系由下面的公式表达，m表示在某一段时间内测量的脉冲计数值(准确的讲，可能含有小数部分)。K = [ P(I)Jl = H= m * Cl·' = (m / /':(、、)度 Tl从上述说明中可以看出，电能计量的关键点就在脉冲发生器这个环节，基本原理就是通过累加溢出实现的，对于送入的数据源，直观来看，主要有两种选择。其一，直接用瞬时功率P(t)去做累加，缺点在于使用小电流负载时，电能表容易发生精度跳动；其二，对 p(t)进行一段时间(如I秒钟)的缓冲，用缓冲的平均值去驱动脉冲发生器发出脉冲，缺点在于对于负载的切换会产生滞后，甚至在某些复杂应用场合会存在丢失脉冲的可能。很显然，这两种主流方法都存在一定的缺陷。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供，在不改动电子式电能表硬件的前提下，使得电子式电能表的读数更加精准。本专利技术实施例提供的，包括如下步骤根据驱动脉冲的功率源设定四个状态Pinst状态、Pwr状态、Pavg状态和Pnow状态；根据不同的条件从某一状态跳转至另一状态，或者保留在当前状态下，以状态对应的功率源去驱动脉冲发生器，累加电能计量脉冲值。可选的，所述Pinst表示瞬时功率；所述Pwr为所述Pinst的M点的平均；所述 Pavg为Pwr的N点平均；所述Pnow为当下触发脉冲的功率源。 可选的，根据不同的条件从某一状态跳转至或者保留在对应的状态具体情况如下其中rl :为 Pwr 相对于 Pnow 的变化比例，即 rl = | (Pwr/Pnow)- I *100% ；r2 :为 Pavg 相对于 Pnow 的变化比例，即 r2 = | (Pavg/Pnow) -I *100% ；I、当前为Pinst状态驱动脉冲发生器累加脉冲(I)当电流有效值Irms彡电流阈值Itl，则保留在当前Pinst状态驱动脉冲发生器累加脉冲；(2)当电流有效值Irms <电流阈值Itl,则跳转至Pwr状态驱动脉冲发生器累加脉冲。II、当前为Pwr状态驱动脉冲发生器累加脉冲(I)当电流有效值Irms彡电流阈值Itl,则跳转至Pinst状态驱动脉冲发生器累加脉冲；(2)当rl彡死区比例p%，则保留在当前Pwr状态驱动脉冲发生器累加脉冲；(3)当rl〈死区比例p%，且r2 < p%，则跳转至Pavg状态驱动脉冲发生器累加脉冲。III、当前为Pavg状态驱动脉冲发生器累加脉冲(I)当电流有效值Irms彡I0,则跳转至Pinst状态驱动脉冲发生器累加脉冲；(2)当rl彡动态比例q%，则跳转至Pwr状态驱动脉冲发生器累加脉冲；(3)当r2彡死区比例P %，则保留保留在Pavg状态驱动脉冲发生器累加脉冲；(4)当r2 <死区比例p%，则跳转至Pnow状态驱动脉冲发生器累加脉冲。IV、当前为Pnow状态驱动脉冲发生器累加脉冲(I)当电流有效值Irms彡电流阈值Itl,则跳转至Pinst状态驱动脉冲发生器累加脉冲；(2)当rl彡动态比例q%，则跳转至Pwr状态驱动脉冲发生器累加脉冲；(3)当r2 <死区比例p%，则保留在Pnow状态驱动脉冲发生器累加脉冲；(4)当r2≥死区比例P %，则跳转至Pavg状态驱动脉冲发生器累加脉冲。可选的，所述电流阈值Itl用来做分段处理的固定小电流，其中所述电流阈值Itl为基本电流Ib的n%倍，并且1%≤n%≤10%, BP I0 = n% *Ib。可选的，所述倍数η %为I %。可选的，所述死区比例ρ%和所述死区比例q%的范围为0. 5%≤p%≤(q%^ 8%。可选的，所述死区比例P %为1%，所述动态比例q%为5%。可选的，所述M、N为2的幂数。可选的，所述M为1024，所述N为16。由上可见，应用本专利技术实施例的技术方案，解决的主要问题是(I)现有电子式电能表使用瞬时功率驱动脉冲发生器累加脉冲，然后根据累加后的脉冲计量电能时，如果用户负载端使用的是小电流负载，则容易出现读数跳动的现象，造成电子式电能表的读数不准确；(2)现有电子式电能表使用有功功率的平均值驱动脉冲发生器累加脉冲，然后根据累加后的脉冲驱动计量电能时，如果用户负载端发生大电流负载投切，则电子式电能表的读数会出现滞后，在某些复杂应用场合，还可能丢失脉冲的可能，最终导致读数完全错误。针对上述两种问题，本专利技术所述的一种减小电能脉冲跳动方法，是在不改变现有电子式电能表内部硬件的前提下，仅仅对驱动其内部的脉冲发生器的功率进行适当性选择，即能满足用户端使用小电流负载时，减小读数跳动幅度大的问题，也不会发生用户端使用大电流负载时，读数滞后或者错误的现象。因此，在解决上述两问题时，首先需明确上述两问题是针对不同用户端使用的负载是否是大电流还是小电流的情况，从而引入电流阈值I。作为临界点，定义为基本电流Ib的η%10%)倍，即I。= n% *Ib，然后再进一步去确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减小电能脉冲跳动的方法，其特征在于，包括如下步骤 根据驱动脉冲的功率源设定四个状态Pinst状态、Pwr状态、Pavg状态和Pnow状态；根据不同的条件从某一状态跳转至另一状态，或者保留在当前状态下，以状态对应的功率源去驱动脉冲发生器，累加电能计量脉冲值。2.根据权利要求I所述的一种减小电能脉冲跳动的方法，其特征在于 所述Pinst表示瞬时功率；所述Pwr为所述Pinst的M点的平均； 所述Pavg为Pwr的N点平均；所述Pnow为当下触发脉冲的功率源。3.根据权利要求I所述的一种减小电能脉冲跳动的方法，其特征在于 根据不同的条件从某一状态跳转至或者保留在对应的状态具体情况如下 其中rl :为Pwr相对于Pnow的变化比例，即rl= (Pwr/Pnow) -I *100% ； r2 :为 Pavg 相对于 Pnow 的变化比例，即 r2=| (PavgPnow) -I *100% ； I、当前为Pinst状态驱动脉冲发生器累加脉冲 (1)当电流有效值Irms≥电流阈值Itl，则保留在当前Pinst状态驱动脉冲发生器累加脉冲； (2)当电流有效值Irms〈电流阈值Itl，则跳转至Pwr状态驱动脉冲发生器累加脉冲。II、当前为状态驱动脉冲发生器累加脉冲 (1)当电流有效值Irms≥电流阈值Itl，则跳转至Pinst状态驱动脉冲发生器累加脉冲； (2)当rl≥死区比例？％，则保留在当前Pwr状态驱动脉冲发生器累加脉冲； (3)当rl〈死区比例p%，且r2〈死区比例p%，则跳转至Pavg状态驱动脉冲发生器累加脉冲。III、当前为Pavg状态驱动脉冲发生器累加脉冲 (O当...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌阳，张志勇，
申请(专利权)人：钜泉光电科技上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：