智能電表及電能質(zhì)量測量方法

今天為大家介紹一項國家發(fā)明授權(quán)專利——智能電表及電能質(zhì)量測量方法。該專利由浙江易享節(jié)能技術(shù)服務股份有限公司申請，并于2018年11月9日獲得授權(quán)公告。

內(nèi)容說明

本發(fā)明涉及智能電表技術(shù)領域，尤其是涉及一種智能電表及電能質(zhì)量測量方法。

發(fā)明背景

電能質(zhì)量是指電力系統(tǒng)中電能的質(zhì)量，包括電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量和用電質(zhì)量。理想的電能應該是完美對稱的正弦波。一些因素會使波形偏離對稱正弦，由此便產(chǎn)生了電能質(zhì)量問題。

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電壓暫降和中斷已成為最重要的電能質(zhì)量問題。電能質(zhì)量問題容易導致用電設備故障，影響用電設備的使用壽命。

然而，傳統(tǒng)電能質(zhì)量測量設備，一般是由工作人員攜帶至待測電網(wǎng)處，然后由工作人員手動測量，測量比較不便。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種智能電表及電能質(zhì)量測量方法，以緩解現(xiàn)有技術(shù)中存在的傳統(tǒng)電能質(zhì)量測量設備，由工作人員攜帶至待測電網(wǎng)處，然后由工作人員手動測量，測量比較不便的技術(shù)問題。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種智能電表，包括：電壓采樣模塊、電流采樣模塊、電能計量模塊和控制模塊;所述電壓采樣模塊的采樣端與待測電網(wǎng)連接，所述電壓采樣模塊的輸出端與所述電能計量模塊連接，用于采集待測電網(wǎng)的三相電壓信號，并將所述三相電壓信號發(fā)送給所述電能計量模塊;所述電流采樣模塊的采樣端與待測電網(wǎng)連接，所述電流采樣模塊的輸出端與所述電能計量模塊連接，用于采集待測電網(wǎng)的三相電流信號，并將所述三相電流信號發(fā)送給所述電能計量模塊;

所述電能計量模塊與所述控制模塊連接，用于對所述三相電壓信號及所述三相電流信號進行濾波放大處理，并向所述控制模塊輸出電壓計量數(shù)據(jù)及電流計量數(shù)據(jù);所述控制模塊，用于基于所述電壓計量數(shù)據(jù)及所述電流計量數(shù)據(jù)進行計算，得到電能質(zhì)量數(shù)據(jù)。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，還包括：通信模塊;所述通信模塊與所述控制模塊連接，用于在所述控制模塊的控制下將所述電能質(zhì)量數(shù)據(jù)上傳至服務器。結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述電壓采樣模塊和電流采樣模塊的采樣頻率比所述控制模塊的計算頻率低一個數(shù)量級。結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，還包括：掉電保護模塊;所述掉電保護模塊與所述控制模塊連接，用于對所述控制模塊進行掉電保護。結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，還包括：電源模塊;所述電源模塊用于為所述電能計量模塊供電。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供一種電能質(zhì)量測量方法，應用于所述的智能電表中，所述方法包括：獲取所述三相電流數(shù)據(jù)及所述三相電壓數(shù)據(jù);若接收到模式選擇指令，基于所述三相電流數(shù)據(jù)、所述三相電壓數(shù)據(jù)及預設算式集合計算電能質(zhì)量數(shù)據(jù)。結(jié)合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，若所述模式選擇指令選擇輸出第一組質(zhì)量數(shù)據(jù)，所述基于所述三相電流數(shù)據(jù)、所述三相電壓數(shù)據(jù)及預設算式集合計算電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，包括：獲取當前電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的采樣時間和設備當天運行持續(xù)運行時長，采集電壓頻率及芯片溫度;

基于所述三相電流數(shù)據(jù)及所述三相電壓數(shù)據(jù)，按照所述預設算式集合中的公司，分別計算三相線電壓、三相相電壓有效值、三相有效電流、三相有功功率、合相有功功率、三相無功功率、合相無功功率、三相視在功率、合相視在功率、三相功率因數(shù)、合相功率因數(shù)、三相電流總諧波和三相電壓總諧波;對三相有功功率進行積分運算，得到三相有功電量，對所述合相有功功率進行積分運算，得到合相有功電量。

結(jié)合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第二種可能的實施方式，其中，若所述模式選擇指令選擇輸出第二組質(zhì)量數(shù)據(jù)，所述基于所述三相電流數(shù)據(jù)、所述三相電壓數(shù)據(jù)及預設算式集合計算電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，包括：對所述所述三相電流數(shù)據(jù)及所述三相電壓數(shù)據(jù)分別進行FFT運算，得到基波及奇數(shù)次諧波含量;基于所述三相電流諧波與基波和所述三相電壓諧波與基波，計算三相基波電流值、三相奇次諧波電流值、三相基波電壓值和三相奇次諧波電壓值;基于所述三相電流全波及總諧波值和所述三相電壓全波及總諧波值，電流畸變率和電壓畸變率。

結(jié)合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第三種可能的實施方式，其中，若所述模式選擇指令選擇的模式為輸出第三組質(zhì)量數(shù)據(jù)，所述電能質(zhì)量數(shù)據(jù)包括：所述第一組質(zhì)量數(shù)據(jù)及所述第二組質(zhì)量數(shù)據(jù)。結(jié)合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第四種可能的實施方式，其中，所述方法還包括：將計算得到的所述電能質(zhì)量數(shù)據(jù)按照預設時間間隔發(fā)送給通信模塊，以使所述通信模塊將所述電能質(zhì)量數(shù)據(jù)按照預設時間間隔上傳至服務器。

本發(fā)明實施例帶來了以下有益效果：本發(fā)明實施例通過電壓采樣模塊采集待測電網(wǎng)的三相電壓信號，并將三相電壓信號發(fā)送給所述電能計量模塊;電流采樣模塊采集待測電網(wǎng)的三相電流信號，并將三相電流信號發(fā)送給電能計量模塊;電能計量模塊對三相電壓信號及三相電流信號進行濾波放大處理，并向控制模塊輸出電壓計量數(shù)據(jù)及電流計量數(shù)據(jù);控制模塊基于電壓計量數(shù)據(jù)及電流計量數(shù)據(jù)進行計算，可以得到電能質(zhì)量數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實施例能夠通過一直連接待測電網(wǎng)的電壓采樣模塊及電流采樣模塊對電網(wǎng)中的電信號進行電壓采樣和電流采樣，并根據(jù)采樣得到的三相電壓信號及三相電流信號計算得到電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，能夠自動測量待測電網(wǎng)的電能質(zhì)量，無需工作人員到現(xiàn)場手動操作，電能質(zhì)量測量更簡單方便。