CN100425995C - 电能计量中的防潜动电路和防潜动方法 - Google Patents

电能计量中的防潜动电路和防潜动方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电能计量中的防潜动电路,包括:能量累加单元和采样点计数器,其中,所述能量累加单元在同步信号的控制下,对电能计量电路中的输入功率进行采样,并将采样结果进行能量累加;在能量累加结果溢出时,请求采样点计数器进行内部清零,并请求计量单元进行电能计量;根据采样点计数器的请求,进行内部清零;所述采样点计数器在所述同步信号的控制下,对输入功率的采样次数进行累加;在采样次数累加结果溢出时,进行内部清零,并请求能量累加单元进行内部清零;根据来自能量累加单元的请求,进行内部清零。本发明还公开了另一种电能计量中的防潜动电路、一种电能计量中的防潜动方法和另一种电能计量中的防潜动方法。

Description

电能计量中的防潜动电路和防潜动方法
技术领域
本发明涉及电能计量技术,特别涉及电能计量中的防潜动电路和防潜动 方法。
背景技术
电能计量是指:计量有功功率发生的能量。然而,在实际电能计量过程 中,输入功率一般由作为有功功率的直流分量和作为无功功率的频率在100 赫兹左右的交流分量叠加而成。当外部电流和电压输入使得直流分量为零 时,交流分重仍有可能存在,此时的电能计量结果为对无功功率的电能计量 结果,即误差。
上述现象即为电能计量中的潜动。该现象使得用户在未用电时,仍然被 计费,给用户造成损失。
图la为现有技术中防潜动电路1的结构图。如图la所示,现有电能计 量中的防潜动电路包括:绝对值单元101、阈值单元102、比较器103和输 出控制单元104。
绝对值单元IOI,用于对输入功率取绝对值,并将输入功率的绝对值提 供给比较器103;
阈值单元102,用于存储预先设定的阈值,并提供给比较器103;
比较器103,用于在输入功率的绝对值大于或等于阈值的情况下,向输 出控制单元104发送选通信号;
输出控制单元104,用于根据来自比较器103的选通信号,将输入功率 发送给电能计量电路中的能量累加单元;在没有收到来自比较器103的选通 信号时,禁止电能计量电路中的能量累加单元进行累加。图lb为现有技术中防潜动电路2的结构图。如图lb所示,现有电能计 量中的防潜动电路主要包括:计时模块,计数模块和复位电路。
计时模块由若千带复位的D触发器组成;计数模块由若干带复位的加 减计数单元组成;复位电路与加减信号,主时钟,主复位时钟,计时模块, 计数模块连接进行逻辑处理,产生防潜动复位信号。
如果计时模块计满M秒,计数模块还没有输出溢出标志,则复位电路 产生复位信号,将计数模块和计时模块清零,即判断当前状态为潜动状态, 不进行电能的计量。
上述两个防潜动电路虽然能够减小潜动带来的影响,但仍然存在以下问
题:
1) 由于输入功率存在由交流分量产生的紋波,当交流分量的紋波在阈 值上下抖动时,仍有部分无功功率被计量,因此,如图la所示的防潜动电 路1防潜动的控制精度不足,不能实现高精度的防潜动控制,且防潜动的可 靠性也不高。
图2为输入功率的紋波示意图。如图2所示,当输入功率有一段时间内 位于阈值之上的情况下,交流分量仍然会被计量。
2) 如图lb所示的防潜动电路2,在一定程度上解决了防潜动电路1存 在的问题,但防潜动电路2仍然存在以下问题:
电能计量是计量有功功率发生的能量,有功功率Po的计算公式为:
„ Fx/
尸o - 2' "'cosa
其中,V为电压,I为电流,"为电压电流的相位夹角。 如果"接近卯度或-卯度,即负栽不是纯阻性负栽,则有功功率可能由 于cosor很小而表现得很小,在计量时往往被忽略。但是,无论电能计量电路
接收到的有功功率多小,都是需要对其计量,因此,防潜动电路2在电压电 流相位夹角很小时,会忽略对有功功率的计量,因而也存在可靠性不高的问题。可见,现有电能计量中的防潜动电路通过判断当前的输入功率是否应当 被计量来实现电能计量中的防潜动,防潜动控制的精度不高,可靠性也较低。
发明内容
有鉴于此,本发明的一个主要目的在于,提供一种电能计量中的防潜动 电路,能够提高防潜动的控制精度和可靠性。
本发明的另一个主要目的在于,提供另一种电能计量中的防潜动电路, 能够提高防潜动的控制精度和可靠性。
本发明的再一个主要目的在于,提供一种电能计量中的防潜动方法,能 够提高防潜动的控制精度和可靠性。
本发明的还一个主要目的在于,提供另一种电能计量中的防潜动方法, 能够提高防潜动的控制精度和可靠性。
基于上述的一个主要目的,本发明提供了一种电能计量中的防潜动电
路,包括:能重累加单元和采样点计数器,其中,
所述能重累加单元在同步信号的控制下,对电能计量电路中的输入功率 进行采样,并将采样结果进行能量累加;在能量累加结果溢出时,请求采样 点计数器进行内部清零,并请求计量单元进行电能计量;根据采样点计数器 的请求,进行内部清零;
所述采样点计数器在所述同步信号的控制下,对输入功率的采样次数进 行累加;在采样次数累加结果溢出时,进行内部清零,并请求能量累加单元
进行内部清零;根据来自能量累加单元的请求,进行内部清零。
所述采样点计数器进一步存储预先设置的潜动判断阈值;当采样次数累
加结果等于潜动判断阈值时,判断采样次数累加结果溢出。
所述防潜动电路进一步包括:采样计数或运算单元,用于在接收到来自
采样点计数器的溢出信号时,或者在接收到来自能量累加单元的输出时,或
者在接收到系统复位信号时,请求采样点计数器进行内部清零;
所述采样点计数器进一步在采样次数累加结果溢出时,向所述采样计数或运算单元发送溢出信号;根据来自采样计数或运算单元的请求,进行内部
清零;
所述能量累加单元进一步在能量累加结果溢出时,向采样计数或运算单 元输出脉沖。
所述防潜动电路进一步包括:能量累加或运算单元,用于在接收到来自 采样点计数器的溢出信号时,或者在接收到系统复位信号时,请求能量累加 单元进行内部清零;
所述采样点计数器进一步在采样次数累加结果溢出时,向能量累加或运 算单元输出溢出信号;
所述能量累加单元进一步根据来自能量累加或运算单元的请求,进行内 部清零。
所述防潜动电路进一步包括:第一比较器、计数器和第二比较器;
所述第一比较器,在同步信号的控制下,对电能计量电路中的电流进行 采样;将电流采样结果与预先设置的阈值进行比较,并在电流采样结果大于 阈值时,向计数器输出计数请求,否则,请求计数器进行内部清零;
所述计数器,在同步信号的控制下,对来自第一比较器的计数请求进行 尔加计数,并将累加结果输出给第二比较器;根据来自第一比较器或者第二 比较器的请求进行内部清零;
所述第二比较器,在同步信号的控制下,将来自计数器的累加结果与预 先设置的阈值进行比较,并在累加结果大于阈值时,向所述采样计数或运算 单元请求对采样点计数器进行内部清零,并请求计数器进行内部清零;
所述采样计数或运算单元进一步根据第二比较器的请求,请求所述采样 点计数器进行内部清零。
所述能量累加单元为有功功率能量累加单元;
所述防潜动电路进一步包括:无功功率能量累加单元,用于在同步信号 的控制下,对电能计量电路中的无功功率进行采样,并对采样结果进行能量 累加;当无功功率的能量累加结果溢出时,向采样计数或运算单元和电能计量电路中用于计量无功功率的计量单元输出无功功率校表脉冲;根据来自能 量累加或运算单元的请求,进行内部清零;
所述采样计数或运算单元进一步在接收到无功功率能量累加单元输出 的无功功率校表脉沖时,请求所述采样点计数器进行内部清零;
所述能量累加或运算单元进一步在接收到来自采样点计数器的溢出信 号时,或者在接收到系统复位信号时,请求所述无功功率能量累加单元进行 内部清零。
基于上述的另一个主要目的,本发明提供了一种电能计量中的防潜动电 路,包括:能量累加单元、采样点计数器和判断单元;
所述能量累加单元在同步信号的控制下,对电能计量电路中的输入功率 进行采样,并将采样结果进行能量累加;将能量累加结果提供给判断单元; 根据来自采样点计数器的请求,进行内部清零;
所述采样点计数器在所迷同步信号的控制下,对输入功率的采样次数进 行累加;在累加结果溢出时,进行内部清零,并请求能量累加单元进行内部 清零,请求判断单元进行判断;
所述判断单元接收电能计量电路中用于电能计量的输出结果;根据采样 计数器的请求,将来自能量累加单元的能量累加结果与预先存储的阈值进行 比较,并在能量累加结果大于或等于阈值时,将当前接收到的所述输出结果 输出给电能计量电路中的计量单元。
所述判断单元包括:绝对值单元、阈值单元、比较器和输出控制单元;
所述采样点计数器进一步在采样次数累加结果溢出时,请求比较器进行 比较;
所述能量累加单元进一步将能量累加结果提供给绝对值单元; 所述绝对值单元计算来自能量累加单元的能量累加结果的能量累加绝 对值,并将计算出的能量累加绝对值发送给比较器;
所述阈值单元存储预先设定的潜动判断阈值,并提供给比较器; 所述比较器接收来自绝对值单元的能量累加绝对值和来自阈值单元的潜动判断阈值;根据采样点计数器的请求,对能量累加绝对值和潜动判断阈 值进行比较,在能量累加绝对值大于或等于潜动判断阈值时,向输出控制单
元发送允许输出信号;
所述输出控制单元接收电能计量电路中的校表脉沖;根据来自比较器的 允许输出信号,将当前接收到的校表脉冲信号发送到电能计量电路中的计量单元。
所述判断单元包括:绝对值单元、阈值单元、比较器、输出控制单元和 移位单元;
所述采样点计数器进一步在采样次数累加结果溢出时,请求比较器进行 比较;
所述能量累加单元进一步将能量累加结果提供给移位单元;
所迷移位单元对来自能量累加单元的能量累加结果进行移位处理,得到 平均功率;将平均功率提供给绝对值单元;
所述绝对值单元计算来自移位单元的平均功率的绝对值,并将计算出的 平均功率绝对值发送给比较器;
所述阈值单元存储预先设定的潜动判断阈值,并提供给比较器;
潜动判断阈值;根据采样点计数器的请求,对平均功率绝对值和潜动判断阈 值进行比较,在平均功率绝对值大于或等于潜动判断阈值时,向输出控制单 元发送允许输出信号;
所述输出控制单元接收来自电能计量电路中的校表脉沖;根据来自比较 器的允许输出信号,将当前接收到的校表脉沖信号发送到电能计量电路中的 计量单元。
所述移位单元对来自能量累加单元的能量累加结果进行移位处理的位 数,为所述采样点计数器的位宽。
所述能量累加单元的位宽为采样点计数器的位宽与输入功率的位宽之和。所述判断单元进一步包括:第一比较器、计数器、第二比较器和或运算
单元;
所述第一比较器,在同步信号的控制下,对电能计量电路中的电流进行
采样;将电流采样结果与预先设置的阈值进行比较,并在电流采样结果大于 阈值时,向计数器输出计数请求,否则,请求计数器进行内部清零;
所述计数器,在同步信号的控制下,对来自第一比较器的计数请求进行 累加计数,并将累加结果输出给第二比较器;根据来自第一比较器或第二比 较器的请求进行内部清零;
所述第二比较器,在同步信号的控制下,将来自计数器的累加结果与预 先设置的阈值进行比较,并在累加结果大于阈值时,向或运算单元输出允许 输出信号,并请求计数器进行内部清零;
所述或运算单元,将来自所述第二比较器或者所述比较器的允许输出信 号输出给所述输出控制单元;
所述输出控制单元进一步根据来自所述或运算单元的允许输出信号,将 当前接收到的校表脉沖信号发送到电能计量电路中的计量单元。
基于上述的再一个主要目的,本发明提供了一种电能计量中的防潜动方 法,包括以下步骤:
能量累加单元对输入功率的采样结果进行能量累加,并由采样点计数器 对采样次数进行累加;在采样次数累加结果溢出时,对能量累加单元和采样 点计数器进行内部清零;当能量累加结果溢出时,进行电能计量。
所述能量累加单元对输入功率的采样结果进行能量累加为:
能量累加单元在同步信号的控制下,对接收到的输入功率进行采样,对 采样点计数器进行内部清零,并对采样结果进行能量累加;
所述采样点计数器对采样次数进行累加为:
采样点计数器在同步信号的控制下,对采样次数进行累加。
所述采样次数累加结果溢出之前,进一步包括:将采样次数累加结果与预先存储的潜动判断阈值进行比较,如果采样次数累加结果等于预先存储的 潜动判断阈值,则确定采样次数累加结果溢出。
所述能量累加结果溢出之后,进一步包括:采样点计数器和能量累加单 元进行内部清零。
所述进行电能计量之前进一步包括:
对电能计量电路中的电流进行采样,并对连续超过预先设置的电流阈值 的电流采样结果进行计数;如果该计数结果超过预先设定的次数,则对采样 点计数器进行内部清零。
所迷进行电能计量之前进一步包括:
对电能计量电路中的无功功率进行能量累加,并在无功功率的能量累加 结果达到预先设定的阈值时,对采样点计数器进行内部清零。
基于上述的还一个主要目的,本发明提供了一种电能计量中的防潜动方 法,包括以下步骤:
能量累加单元对输入功率的采样结果进行能量累加,并由采样点计数器 对采样次数进行累加;在采样次数累加结果溢出时,将能量累加结果与预先 设置的阈值进行比较,并在能量累加结果大于或等于阈值时进行电能计量。
所述将能量累加结果与预先设置的阚值进行比较为:
在采样次数累加结果溢出时,计算能量累加结果与采样次数的商,得到 平均功率,并求平均功率的绝对值,然后将所述平均功率的绝对值和预先设 置的潜动判断阈值进行比较。
所述将能量累加结果与预先设置的阈值进行比较为:
在采样次数累加结果溢出时,求能量累加结果的绝对值的平均值,在将 该平均值和预先设置的潜动判断阈值进行比较。
所迷将能量累加结果与预先设置的阈值进行比较的同时,进一步包括: 采样点计数器和能量累加单元进行内部清零。
所述进行电能计量之前进一步包括:
对电能计量电路中的电流进行采样,并对连续超过预先设置的电流阈值的电流采样结果进行计数;如果该计数结果超过预先设定的次数,则执行所 述进行电能计量。
由上迷技术方案可见,本发明通过能量累加单元对输入功率的采样结果 进行能量累加,并由采样点计数器对采样次数进行累加,采样后的能量累加 消除了输入功率的紋波,相当于对输入功率进行了低通滤波,当能量累加结 果或者采样次数累加结果溢出时,根据能量累加结果进行电能计量,从而提 高了防潜动的控制精度和可靠性。
本发明只在现有的电能计量电路中增加一个采样点计数器,即实现了电 能计量的防潜动,而且实现简单,硬件成本低;本发明还基于防潜动定义和 平均功率实现了电能计量的防潜动,准确判断出了电能计量中的潜动状态;
同时,本发明还基于电流有效值的定义,解决了电能计量中,电压电流相位 夹角很小时,有功功率被忽略计量的问题。
附图说明
图la为现有技术中防潜动电路1的结构图。 困lb为现有技术中防潜动电路2的结构图。 图2为输入功率的紋波示意图。 图3为电能计量电路的结构示意图。
图4为本发明中 一种电能计量中的防潜动电路的示例性结构图。
图5为本发明中另一种电能计量中的防潜动电路的示例性结构图。
图6a为本发明电路实施例一中防潜动电路1的结构图。
图6b为本发明电路实施例一中防潜动电路2的结构图。
图7为本发明电路实施例二中防潜动电路的结构图。
图8为本发明电路实施例三中防潜动电路的结构图。
图9为本发明中一种电能计量中的防潜动方法的示例性流程图。
图10为本发明中另 一 种电能计量中的防潜动方法的示例性流程图。
图11为本发明方法实施例一中防潜动方法的流程图。图12为本发明方法实施例二中防潜动方法的流程图。 图13为本发明方法实施例三中防潜动方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举 实施例,对本发明进一步详细说明。
首先,对本发明的防潜动电路进行说明。
本发明的防潜动电路,可以作为一个模块添加到电能计量电路中,实现 电能计量的防潜动。
图3为电能计量电路的结构示意图。如图3所示,通常情况下,电能计 量电路包括:模数转换单元301和模数转换单元302、抽取滤波单元303和 抽取滤波单元304、乘法器305、低通滤波器306、能量累加单元307和计 量单元308。
模数转换单元301和模数转换单元302分别将电流模拟信号和电压模拟 信号转换为i比特的数字信号,并将转换后的电流数字信号和电压数字信号 分别输出给抽取滤波单元303和抽取滤波单元304。
抽取滤波单元303和抽取滤波单元304再分别将1比特的电流数字信号 和1比特的电压数字信号转换为多个比特的并行电流数字信号和并行电压 数字信号,并将并行的电流数字信号和并行电压数字信号输出给乘法器305,
乘法器305计算并行电流数字信号和并行电压数字信号的乘积,得到瞬 时功率,并榆出给低通滤波器306。
低通滤波器306对来自乘法器的瞬时功率进行低通滤波,并将滤波后的 瞬时功率作为输入功率输出给能量累加单元307。
能量累加单元307接收输入功率,并将输入功率的数值进行累加,即能 量累加,在累加结果溢出时,通过数频转换,输出脉冲给计量单元308并进 行内部清零,此时输出的脉冲可以称为校表脉冲。计量单元308再对接收到 的校表脉沖计数,实现电能计量。其中,计重单元308也可以为电能计量电路之外的功能单元,例如电表 中的计量装置,
上述电能计量电路中,各单元可以在同步信号的控制下,进行内部处理 和相互间的信息交互;该同步信号可以来自电能计量电路之外的同步装置, 例如晶振,也可以由电能计量电路中的任意一个单元产生,例如抽取滤波单 元303、乘法器305或低通滤波器306,并发送给其他单元;上述电能计量 电路中的各单元,还会在接收到系统复位信号时,全部进行复位搮作;模数 转换单元301和抽取滤波单元303、模数转换单元302和抽取滤波单元304 也可以分别为两个直接输出并行信号的模数转换单元。
上述电能计量电路中也可以不包括低通滤波器306,此时,乘法器305 直接将瞬时功率作为能量累加单元307的输入功率,提供给能量累加单元 307。
图4为本发明中一种防潜动电路的示例性结构图。如图4所示,本发明 中的一种电能计量中的防潜动电路包括:采样点计数器401和能量累加单元 402。
能量累加单元402,用于同步信号的控制下,对电能计量电路中的输入
功率进行采样,并将采样结果进行能量累加;在能量累加结果溢出时,请求 采样点计数器401进行内部清零,请求计量单元进行电能计量;根据采样点 计数器401的请求,进行内部清零;
采样点计数器401,用于在同步信号的控制下,对输入功率的采样次数 进行累加;在采样次数累加结果溢出时,进行内部清零,并请求能量累加单 元402进行内部清零;根据来自能量累加单元402的请求,进行内部清零。
其中,同步信号可以为如图3所示的电能计量电路中的同步信号;计量 单元为如图3所示的电能计量电路中的计量单元308。
上述防潜动电路是基于采样点数来实现防潜动的,采样点计数器401中 预先存储一个累加上限值,如果能量累加结果在累加上限值的采样次数内未 溢出,则判定该能量累加结果为潜动状态下的能量累加结果,并对能量累加单元402清零。
上迷防潜动电路中,能量累加单元402可以与如图3所示的电能计量电 路中的能量累加单元307相同。因此,在基于如图4所示的防潜动电路实现 电能计量防潜动时,只需在电能计量电路中添加采样点计数器401即可。
图5为本发明中另一种防潜动电路的示例性结构图。如图5所示,本发 明中的另一种防潜动电路包括:采样点计数器501、能量累加单元502和判 断单元503。
能量累加单元502,用于同步信号的控制下,对输入功率进行采样,并 将采样结果进行能量累加;将能量累加结果提供给判断单元503;根据来自 采样点计数器501的请求,进行内部清零;
采样点计数器501,用于在同步信号的控制下,对电能计量电路中的输 入功率的采样次数进行累加;在采样次数累加结果溢出时,进行内部清零, 并请求能量累加单元502进行内部清零,请求判断单元503进行判断;
判断单元503,用于接收电能计量电路中用于电能计量的输出结果;根 据来自采样计数器501的请求,将来自能量累加单元502的能量累加结果与 预先存储的阁值进行比较,并在能量累加结果大于或等于阈值时,将当前接 收到的输出结果输出给电能计量电路中的计量单元。
其中,同步信号可以为如图3所示的电能计量电路中的同步信号;判断 单元503接收到的用于电能计量的输出结杲,为如图3所示的能量累加单元 307输出的校表脉沖;在能量累加结果大于或等于阈值时,判断单元503将 当前接收到的校表脉冲输出给如图3所示的电能计量电路中的计量单元 308。
上述防潜动电路中,能量累加单元502相对于图3所示的电能计量电路 中的能量累加单元307的区别在于:能量累加单元502输出的能量累加结果 仅用于和判断单元503中预先存储的阈值相比,从而实现对电能计量电路中 潜动状态进行判断,而不是在能量累加结果溢出时,进行数频转换,输出用 于电能计量的脉冲。上述图4和图5所示的防潜动电路结构为示例性结构。下面,结合具体 实施例,对本发明中的防潜动电路进行详细说明。 电路实施例一
本实施例中包括2种防潜动电路,即防潜动电路1和防潜动电路2,均 是基于如图4所示的示例性电路结构并采用采样点方法的原理来实现的。
防潜动电路1在如图4所示的电路结构上,增加了用于判断启动状态的 相关电路结构,以便于电能计量电路在保持较高控制精度和可靠性的同时, 不会对很小的有功功率忽略计量;防潜动电路2在如图4所示的电路结构上, 增加了用于计重无功功率的能量累加单元,以便于电能计量电路在保持较高 控制精度和可靠性的同时,不会对很小的有功功率忽略计量。
图6a为本发明电路实施例一中防潜动电路1的结构图。如图6a所示, 本实施例中的防潜动电路包括:采样点计数器601、能量累加单元602、或 运算单元603、或运算单元604、比较器605、计数器606和比较器607。
采样点计数器601,用于存储预先计算出的潜动判断阈值;根据接收到 的同步信号,对输入功率的采样次数进行累加;当采样次数累加结果等于潜 动判断阈值时,分别向或运算单元603和或运算单元604输出溢出信号,请 求对自身进行内部清零、请求能量累加单元602进行内部清零;根据来自或 运算单元603的复位信号,进行内部清零。
能量累加单元602,用于根据接收到的同步信号,对接收到的电能计量 电路中的输入功率进行采样,并对采样结果进行能量累加;当能量累加结果 溢出时,向或运算单元603和计量单元输出校表脉冲;根据来自或运算单元 604的复位信号,进行内部清零。
其中,能量累加单元602接收到的输入功率,来自如图3所示的电能计 量电路中的低通滤波器306或者乘法器305;计量单元为如图3所示的电能 计量电路中的计量单元308,计量单元308根据接收到的校表脉沖进行计量。
或运算单元603,即采样计数或运算单元,用于在接收到来自采样点计 数器601的溢出信号时,或者在接收到来自能量累加单元602的校表脉冲时,或者在接收到来自比较器607输出的低电平信号时,再或者在接收到系统复 位信号时,向采样点计数器601输出复位信号,请求采样点计数器601进行 内部清零。
或运算单元604,即能量累加或运算单元,用于在接收到来自采样点计 数器601的溢出信号时,或者在接收到系统复位信号时,向能量累加单元 602输出复位信号,请求能量累加单元602进行内部清零。
其中,或运算单元603和或运算单元604接收到的系统复位信号,是针 对如困3所示的电能计量电路中所有单元的复位信号,在将本实施例中的防 潜动电路设置在电能计量电路中,防潜动电路也接收该复位信号。
比较器605,用于根据接收到的同步信号,对接收到的输入电流进行采 样;将输入电流的采样结果与预先设置的阈值进行比较,并在输入电流大于 阈值时,向计数器606输出高电平信号,否则,向计数器606输出低电平信号。
其中,比较器605接收到的输入电流,可以来自如图3所示的电能计量 电路中的抽取滤波单元303。
计数器606,用于根据接收到的同步信号,对来自比较器605的高电平 信号进行累加计数,并将累加结果输出给比较器607;根据来自比较器605 的低电平进行内部清零;根据来自比较器607输出的信号,进行内部清零,
比较器607,用于根据接收到的同步信号,将来自计数器606的累加结 果与预先设置的阈值进行比较,并在累加结果大于阈值时,向或运算单元 603和计数器606输出一个信号,例如高电平信号,否则,向或运算单元603 和计数器606输出低电平信号。
上述防潜动电路中,比较器605、计数器606和比较器607组合而成的 电路结构可以设置为一个功能单元,例如启动状态判断单元,该电路结构的 主要作用为:如果连续N个对输入电流的采样结杲次均超过M,则判断当 前电能计量处于启动状态,即电能计量结果为对有功功率的电能计量结果。 其中,比较器605中的阈值为N,比较器607中的阈值为M, M和N的具体数值可以根据电能计量中的实际情况任意设定。此时,即便有功功率由于
电流电压相位夹角接近±90度而变得很小,仍会被计量。
在实际应用中,可能会由于电流电压相位夹角接近土卯度而使得能量 累加单元602接收到的输入功率很小,且在采样点计数器601规定的采样次 数之内,能重累加单元602的累加结果可能不会溢出,但该累加结果应被计 量,因此,在判断出当前状态为启动状态时,仅对采样点计数器601进行内 部清零,而保留能量累加单元602中的能量累加结果。
以上是对本实施例中防潜动电路1的说明,下面,对本实施例中的防潜 动电路2进行详细说明。
本实施例中的防潜动电路2,在如图4所示的电路结构上增加了用于计 量无功功率的能量累加单元608。
实际应用中,在如图3所示的电能计量电路中,还可以包括用于计算无 功功率的装置,该装置接收抽取滤波单元303和抽取滤波单元304输出的电 流数字信号和电压数字信号,并进行相关运算,输出无功功率。本实施例中 的防潜动电路2中的能重累加单元608,将该装置输出的无功功率作为输入 功率。在如围3所示的电能计量电路中,还可以包括用于计量无功功率的计 量单元,本实施例中的能量累加单元608向该计量单元输出无功功率的校表 脉冲。
图6b为本发明电路实施例一中防潜动电路2的结构图。如图6所示, 本实施例中的防潜动电路包括:采样点计数器601、能量累加单元602、或 运算单元603、或运算单元604和能量累加单元608。
采样点计数器601,用于存储预先计算出的潜动判断阄值;根据接收到 的同步信号,对输入功率的采样次数进行累加;当采样次数累加结果等于潜 动判断阁值时,分别向或运算单元603和或运算单元604输出溢出信号,请 求对自身进行内部清零、请求能量累加单元602进行内部清零;根据来自或 运算单元603的复位信号,进行内部清零。
能量累加单元602,用于根据接收到的同步信号,对接收到的电能计量电路中的输入功率进行采样,并对采样结果进行能量累加;当能量累加结果 溢出时,向或运算单元603和计量单元输出校表脉冲;根据来自或运算单元 604的复位信号,进行内部清零。
其中,能量累加单元602接收到的输入功率,来自如图3所示的电能计 量电路中的低通滤波器306或者乘法器305;计量单元为如图3所示的电能 计量电路中的计量单元308,计量单元308根据接收到的校表脉冲进行计量。
或运算单元603,即采样计数或运算单元,用于在接收到来自采样点计 数器601的溢出信号时,或者在接收到来自能量累加单元602的校表脉沖时, 或者在接收到来自能量累加单元608的校表脉沖时,再或者在接收到系统复 位信号时,向采样点计数器601输出复位信号,请求采样点计数器601进行 内部清零。
或运算单元604,即能量累加或运算单元,用于在接收到来自采样点计 数器601的溢出信号时,或者在接收到系统复位信号时,向能量累加单元 602输出复位信号,请求能量累加单元602进行内部清零。
其中,或运算单元603和或运算单元604接收到的系统复位信号,是针 对如困3所示的电能计量电路中所有单元的复位信号,在将本实施例中的防 潜动电路设置在电能计量电路中,防潜动电路也接收该复位信号。
能量累加单元608,用于根据接收到的同步信号,对接收到的无功功率 进行采样,并对采样结果进行能量累加;当能量累加结果溢出时,向或运算 单元603和用于计量无功功率的计量单元输出无功功率校表脉冲;根据来自 或运算单元604的复位信号,进行内部清零。
在电能计重过程中,可能会由于电流电压相位夹角接近土90度而使得 能量累加单元602接收到的输入功率很小,且在采样点计数器601规定的采 样次数之内,能量累加单元602的累加结果可能不会溢出,但该累加结果应 被计量。因此,如果能量累加单元602和能量累加单元608在规定采样次数 之内均未溢出,即有功无功功率都较小的时候,才判定为潜动状态,将能量 累加结果进行清零;否则,如果仅能量累加单元608溢出,即无功功率较大、有功功率较小,仍判定当前状态为启动状态,对采样点计数器601和能量累 加单元608清零,而保留能量累加单元602中的能量累加结果。
本实施例中采样点计数器601存储的潜动判断阈值是根据国标规定计 算出来的数值,例如,计算国标规定的最小时间与防潜动电路的采样频率的 乘积,
其中,国标规定的最小时间的计算过程可以表示为:
对于1级电能计量装置: "w*""^,
<formula>formula see original document page 25</formula>
对于2级电能计量装置:
其中,A/表示最短时间;k表示仪表输出单元发出的脉冲数/千瓦小时
(imp/kWh); m表示测量单元数;""表示参比电压;;"表示最大电流。
最短时间的意义为:在该最短时间内所发的校表脉沖不应多于1个,且 电能计量电路中的电流线路开路,电压线路所加电压为参比电压的115%。
由此可知,本实施例中潜动判断阈值的作用为:防潜动电路在该阈值规 定的采样次数之内,如果没有发出校表脉沖,则判断能量累加单元602此时 获得的能量累加结果为潜动状态下的能量累加结果,不需要进行计量。
本实施例的防潜动电路中,采样点计数器601中也可以不存储根据国标 规定计算出的潜动判断阈值,而是将采样点计数器601的位宽设置为与潜动 判断阈值对应的数值;或运算单元603和或运算单元604也可以分别设置为 采样点计数器601和能量累加单元602内部的运算模块。
本实施例的防潜动电路,实现简单,硬件成本低,只需在现有的电能计 量电路中增加几个简单模块即可实现较高精度和较高可靠性的防潜动,且该 电路也解决了电流电压相位夹角接近土90度时,有功功率被忽略计量的问 题。
电路实施例二
本实施例中的防潜动电路,是基于如图5所示的示例性电路结构并采用能量方法的原理来实现的。
图7为本发明电路实施例二中防潜动电路的结构图。如图7所示,本实 施例中的防潜动电路包括:采样点计数器701、能量累加单元702、绝对值 单元703、阈值单元704、比较器705、输出控制单元706、比较器707、计 数器708、比较器709和或运算单元710。
采样点计数器701,为位宽为N比特的计数器,用于根据接收到的同步 信号,对输入功率的采样次数进行累加;当采样次数累加结果溢出时,进行 内部清零,并分别向能量累加单元702和比较器705输出溢出信号,请求能 量累加单元702进行内部清零、请求比较器705进行比较。与电路实施例一 中的采样点计数器601相比,采样点计数器701的区别在于,其主要作用为: 控制潜动判断的周期。
能量累加单元702,其位宽为输入功率的比特数加N比特的和,用于根 据接收到的同步信号,对接收到的电能计量电路中的输入功率进行采样,并 对采样结果进行能量累加;将能量累加结果提供给绝对值单元703;根据来 自采样点计数器701的溢出信号,进行内部清零。
其中,能量累加单元702接收到的输入功率,来自如闺3所示的电能计 量电路中的低通滤波器306或者乘法器305。
绝对值单元703,用于计算来自能量累加单元702的能量累加结果的能 量累加绝对值,并将计算出的能量累加绝对值输出给比较器705。
阔值单元704,用于存储预先设定的潜动判断阈值,并提供给比较器
705。
其中,本实施例中的潜动判断阈值可以与电路实施例一中的潜动判断阈 值不同,而是根据电能计量电路的实际情况任意设定,但应当处于与国标规 定相对应的取值范围内。
比较器705,用于接收来自绝对值单元703的能量累加绝对值和来自阈 值单元704的潜动判断阁值;根据来自采样点计数器701的溢出信号,对能 量累加绝对值和潜动判断阈值进行比较,在能量累加绝对值大于或等于潜动判断阈值时,向或运算单元710输出一个信号,例如高电平脉沖,允许输出 控制单元706向外部输出,否则,向或运算单元710输出低电平信号,禁止 输出控制单元706向外部输出。
比较器707,用于根据接收到的同步信号,对接收到的输入电流进行采 样;将输入电流的采样结果与预先设置的阈值进行比较,并在输入电流大于 阚值时,向计数器708输出高电平信号,否则,向计数器708输出低电平信 号。
其中,比较器707接收到的输入电流,可以来自如图3所示的电能计量 电路中的抽取滤波单元303。
计数器708,用于根据接收到的同步信号,对来自比较器707的高电平 信号进行累加计数,并将累加结果输出给比较器709;根据来自比较器707 的低电平信号进行内部清零;根据来自比较器709输出的信号,进行内部清 零。
比较器709,用于根据接收到的同步信号,将来自计数器708的累加结 果与预先设置的阈值进行比较;在累加结果大于阈值时,向或运算单元710 和计数器708输出一个信号,例如高电平脉冲,允许输出控制单元706向外 部输出并请求计数器708进行内部清零。比较器709还可以在来自计数器 708的累加结果小于阈值时,向或运算单元710输出低电平信号,禁止输出 控制单元706向外部输出。
或运算单元710,用于在接收到来自比较器705或来自比较器709输出 的信号时,请求输出控制单元706向外部输出。
输出控制单元706,用于接收来自如图3所示的电能计量电路中的能量 累加单元307的校表脉冲;根据来自或运算单元710的请求,将当前接收到 的校表脉冲信号输出给计量单元。
其中,计重单元为如图3所示的电能计量电路中的计量单元308,计量 单元308根据接收到的校表脉冲进行计量。
上述防潜动电路中,采样点计数器701、能量累加单元702、绝对值单元703、阈值单元704和比较器705组成的电路结构主要的作用为:在一定 时间内不够一定的能量,就不得对如图3所示的电能计量电路中的能量累加 单元307输出校表脉冲进行计量。
上述防潜动电路中,比较器707、计数器708和比较器709的主要作用 为:如果连续N个对输入电流的采样结果次均超过M,则判断当前电能计 量处于启动状态,即电能计量结果为对有功功率的电能计量结果。其中,比 较器707中的阈值为N,比较器709中的阈值为M, M和N的具体数值可 以根据电能计量中的实际情况任意设定。此时,即便有功功率由于电流电压 相位夹角接近±90度而变得很小,仍会被计量。
因此,在比较器705和比较器709中的任意一个,判断出当前状态为启 动状态时,就允许如图3所示的电能计量电路中的能量累加单元307向计量 单元308输出校表脉冲。
本实施例的防潜动电路中,也可以将绝对值单元703、阈值单元704, 比较器705、输出控制单元706、比较器707、计数器708、比较器709和或 运算单元710设置为一个功能单元,即如图5所示的防潜动电路中的判断单 元503。
本实施例中,采样点计数器701和能量累加单元702也可以分别根据内 部存储的阈值,判断累加结果是否溢出,而不是根据自身的位宽来判断累加 结果是否溢出。
本实施例的防潜动电路用于判断电能计量电路中的防潜动状态,其工作 原理主要是基于防潜动定义来实现的,即"一定时间内,不够一定能量,就 不得发出脉冲",且该电路也解决了电流电压相位夹角接近士90度时,有 功功率被忽略计量的问题。因此,本实施例中的防潜动电路对潜动状态的判 断是准确且可靠的。 电路实施例三
本实施例中的防潜动电路,是基于如图5所示的示例性电路结构并采用 平均功率方法的原理来实现的。图8为本发明电路实施例三中防潜动电路的结构图。如图8所示,本发 明中的防潜动电路包括:采样点计数器801、能量累加单元802、绝对值单 元803、阈值单元804、比较器805、输出控制单元806、移位单元807、比 较器80S、计数器809、比较器810和或运算单元811。
采样点计数器801,为位宽为N比特的计数器,用于根据接收到的同步 信号,对输入功率的采样次数进行累加;当采样次数累加结果溢出时,进行 内部清零,并分别向能量累加单元802和比较器805输出溢出信号,请求能 量累加单元802进行内部清零、请求比较器805进行比较。与电路实施例一 中的采样点计数器601相比,采样点计数器801的区别在于,其主要作用为: 控制潜动判断的周期。
能量累加单元802,其位宽为输入功率的比特数加N比特的和,用于根 据接收到的同步信号,对接收到的电能计量电路中的输入功率进行采样,并 对采样结果进行能量累加;将能量累加结果提供给移位单元807;根据来自 采样点计数器801的溢出信号,进行内部清零。
其中,能重累加单元802接收到的输入功率,来自如图3所示的电能计 量电路中的低通滤波器306或者乘法器305。
移位单元807,用于对来自能量累加单元802的能量累加结果进行移位 处理,即右移N比特,得到平均功率;将能量累加结果的平均值提供给绝 对值单元803。
其中,将能量累加结果右移N比特,等效于计算能量累加结果与采样 次数的商,该采样次数即为采样点计数器801的上限值。
绝对值单元803,用于计算来移位单元807的平均功率的绝对值,并将 计算出的平均功率绝对值输出给比较器805。
阈值单元804,用于存储预先设定的潜动判断阈值,并提供给比较器
805。
其中,本实施例中的潜动判断阈值可以与电路实施例一中的潜动判断阈 值不同,而是根据电能计量电路的实际情况任意设定,但应当处于与国标规定相对应的取值范围内。
比较器805,用于接收来自绝对值单元803的平均功率和来自阈值单元 804的潜动判断阈值;根据来自采样点计数器801的溢出信号,对平均功率 绝对值和潜动判断阈值进行比较,在平均功率绝对值大于或等于潜动判断阈 值时,向或运算单元811输出一个信号,例如高电平脉冲,允许输出控制单 元806向外部输出,否则,向或运算单元811输出低电平信号,禁止输出控 制单元806向外部输出。
比较器808,用于根据接收到的同步信号,对接收到的输入电流进行采 样;将输入电流的采样结果与预先设置的阈值进行比较,并在输入电流大于 阈值时,向计数器809输出高电平信号,否则,向计数器809输出低电平信 号。
其中,比较器808接收到的输入电流,可以来自如图3所示的电能计量 电路中的抽取滤波单元303。
计数器809,用于根据接收到的同步信号,对来自比较器808的高电平 信号进行累加计数,并将累加结果输出给比较器810;根据来自比较器808 的低电平信号进行内部清零;根据来自比较器810输出的信号,进行内部清 零。
比较器810,用于根据接收到的同步信号,将来自计数器809的累加结 果与预先设置的阈值进行比较;在累加结果大于阈值时,向或运算单元811 和计数器809输出一个信号,例如高电平脉冲,允许输出控制单元806向外 部输出并请求计数器809进行内部清零。比较器810还可以在来自计数器 809的累加结果小于阈值时,向或运算单元811输出低电平信号,禁止输出 控制单元806向外部榆出。
或运算单元811,用于在接收到来自比较器805或来自比较器810输出 的允许输出信号时,请求输出控制单元806向外部输出。
输出控制单元806,用于接收来自如图3所示的电能计量电路中的能量 累加单元307的校表脉冲;根据来自或运算单元811的请求,将当前接收到的校表脉冲信号发送到计量单元。
其中,计量单元为如图3所示的电能计量电路中的计量单元308,计量 单元308根据接收到的校表脉冲进行计量。
上述防潜动电路中,采样点计数器801、能量累加单元802、绝对值单 元803、阈值单元804、比较器805和移位单元807组成的电路结构主要的 作用为:在一定时间内不够一定的能量,就不得对如图3所示的电能计量电 路中的能量累加单元307输出校表脉冲进行计量。
上述防潜动电路中,比较器808、计数器809和比较器810的主要作用 为:如果连续N个对输入电流的采样结果次均超过M,则判断当前电能计 量处于启动状态,即电能计量结果为对有功功率的电能计量结果。其中,比 较器808中的阈值为N,比较器810中的阈值为M, M和N的具体数值可 以根据电能计量中的实际情况任意设定。此时,即便有功功率由于电流电压 相位夹角接近±90度而变得很小,仍会被计量。
因此,在比较器805和比较器810中的任意一个,判断出当前状态为启 动状态时,就允许如图3所示的电能计量电路中的能量累加单元307向计量 单元308输出校表脉冲。
本实施例的防潜动电路中,也可以将移位单元807、绝对值单元803、 阈值单元804,比较器805、输出控制单元806、比较器808、计数器809、 比较器810和或运算单元811设置为一个功能单元,即如图5所示的防潜动 电路中的判断单元503。
本实施例中,采样点计数器801和能量累加单元802也可以分别根据内 部存储的阈值,判断累加结果是否溢出,而不是根据自身的位宽来判断累加 结果是否溢出。
本实施例的防潜动电路用于判断电能计量电路中的防潜动状态,其工作 原理主要是基于稳定的能量累加结果平均值,即稳定的平均功率来实现的, 且该电路也解决了电流电压相位夹角接近±卯度时,有功功率被忽略计量 的问題。因此,本实施例中的防潜动电路对潜动状态的判断是准确且可靠的。以上是对本发明中防潜动电路的说明,上述四个电路实施例,通过不同 的电路结构,均实现了电能计量的防潜动。下面,对本发明中的防潜动方法 进行说明。
图9为本发明中一种电能计量中的防潜动方法的示例性流程图。如图9 所示,本发明中的防潜动方法包括以下步骤:
步骤卯l,能量累加单元对电能计量电路中的输入功率的采样结果进行 能量累加,并由采样点计数器对采样次数进行累加;
步骤902,当采样次数累加结果溢出时,对能量累加单元和采样点计数 器进行内部清零;当能量累加结果溢出时,对采样点计数器进行内部清零, 并进行电能计量,
图10为本发明中另一种电能计量中的防潜动方法的示例性流程图。如 图IO所示,本发明中的防潜动方法包括以下步骤:
步骤1001,能量累加单元对电能计量电路中的输入功率的采样结果进 行能量累加,并由采样点计数器对采样次数进行累加;
步骤1002,在采样次数累加结果溢出时,将能量累加结果与预先设置 的阚值进行比较,并在能量累加结果大于或等于阈值时进行电能计量。
下面,结合具体实施例,对本发明的防潜动方法进行详细说明。 方法实施例一
本实施例中的防潜动方法,是基于如图9所示的示例性方法来实现的, 本实施例中的防潜动方法可以称为采样点方法。
困11为本发明方法实施例一中防潜动方法的流程图。如图ll所示,本 发明的防潜动方法包括以下步骤:
步骤1101,在电能计量电路中增加一个采样点计数器,将其输入端与 低通滤波器或者乘法器的输出端相连,将其输出端与能量累加单元的输入端 相连,并在采样点计数器中,存储一个潜动判断阈值。
本步骤中,潜动判断阈值是根据国标规定计算出来的数值,该阈值的作 用为:防潜动电路在该阈值规定的采样次数之内,如果没有发出校表脉冲,则判断能重累加单元此时获得的能量累加结果为潜动状态下的能量累加结
果;采样点计数器中也可以不存储根据国标规定计算出的潜动判断阈值,而 是将采样点计数器的位宽设置为与潜动判断阈值对应的数值。
步骤1102,能量累加单元对电能计量电路中的输入功率进行采样,并 对采样结果进行能量累加,采样点计数器对能量累加单元的采样次数进行累 加。
其中,能量累加单元接收到的输入功率,可以来自如图3所示的电能计 量电路中的低通滤波器306或者乘法器305;能量累加单元和采样点计数器 在同步信号的控制下,分别进行采样、能量累加和采样次数计数。
在本步骤中,同时对如图3所示的电能计量电路中,抽取滤波单元303 输出的电流进行采样,并对连续超过预先设置的电流阚值的电流采样结果进 行计数,如果该计数结果超过预先设定的次数,则仅对采样点计数器进行内 部清零,以此来解决由于电流电压相位夹角接近土90度时,有功功率被忽 略计量的问題。
在本步骤中,还可以对电能计量电路中的无功功率进行能量累加,并在 无功功率的能量累加结果达到预先设定的阚值时,即无功功率较大、有功功
率较小时,仅对采样点计数器进行内部清零,以此来解决由于电流电压相位 夹角接近士90度时,有功功率被忽略计量的问题。
步骤1103,判断采样次数累加结果是否超过潜动判断阈值或者能量累 加结果是否溢出,如果采样次数累加结果小于预先存储的潜动判断阈值且能 量累加结果未溢出,则返回步骤1102;如果采样次数累加结果等于预先存 储的潜动判断阈值,则执行步骤1104;如果能量累加结果溢出,则执行步 骤1105。
步骤1104,采样点计数器和能量累加单元进行内部清零,并返回步壤 1102,分别开始继续进行采样次数累加和能量累加。
步骤1105,采样点计数器和能量累加单元进行内部清零,并对能量累 加单元输出的校表脉沖进行计数,实现电能计量,并返回步骤1102,分别开始继续进行采样次数累加和能量累加。
本步骤中,可以由如图3所示的电能计量电路中的计量单元308来实现 电能计量。
上述流程中,当采样点计数器和能量累加单元接收到系统复位信号时, 也进行内部清零操作。
本实施例的防潜动方法,只需在现有的电能计量电路中增加一个采样点 计数器即可实现电能计量的防潜动。 方法实施例二
本实施例中的防潜动方法,是基于如图IO所示的示例性方法来实现的, 本实施例中的防潜动方法可以称为能量方法。
图12为本发明方法实施例二中防潜动方法的流程图。如困12所示,本 发明的防潜动方法包括以下步骤:
步骤1201,能量累加单元对电能计量电路中的输入功率进行采样,并 对采样结果进行能量累加,采样点计数器对输入功率的采样次数进行累加。
本步骤中,能量累加单元和采样点计数器在同步信号的控制下,分别进 行采样、能量累加和采样次数计数。
步骤1202,判断采样次数累加结果是否溢出,如果未溢出,则返回步 骤1201;如杲溢出,则执行步骤1203。
上述步骤1201~步骤1202为控制潜动判断的周期的过程。
步骤1203,计算能量累加单元输出的能量累加结果的绝对值,采样点 计数器和能量累加单元进行内部清零,并执行步骤1204和步骤1201。
本步骤中,能量累加单元输出能量累加结果后,执行步骤1204,继续 本实施例中的防潜动流程;在采样点计数器和能量累加单元进行内部清零 后,执行步骤1201,继续下一个潜动判断周期的流程。
步骤1204,对能量累加绝对值和预先设置的潜动判断阈值进行比较, 如果能量累加绝对值大于或等于潜动判断阈值,则判断电能计量电路中的校 表脉沖有效,并执行步骤1205;如果能量累加绝对值小于潜动判断阈值,则判断电能计量电路中的校表脉冲为潜动状态下输出的脉沖,并执行步骤
1206。
本步骤中的潜动判断阈值可以与方法实施例一中的潜动判断阈值不同, 而是根据电能计量中的实际情况任意设定,但应当处于与国标规定相对应的 取值范围内。
在执行步槺1201~步骤1204的同时,还对如图3所示的电能计量电路 中,抽取滤波单元303榆出的电流进行采样,并对连续超过预先设置的电流 阈值的电流采样结果进行计数,在该计数结果超过预先设定的次数时,也可 以执行步骤1206,以此来解决由于电流电压相位夹角接近士90度时,有功 功率被忽略计量的问题。
步骤1205,对电能计量电路中的校表脉沖进行累加计数,实现非潜动 状态下的电能计量,并结束本流程。
步骤1206,电能计量电路中的校表脉冲信号无效,不予计量,并结束 本流程。
上述流程中,当采样点计数器和能量累加单元接收到系统复位信号时, 也进行内部清零操作。
本实施例的防潜动方法用于判断电能计量电路中的防潜动状态,是基于 防潜动定义来实现的,即"一定时间内,不够一定能量,就不得发出脉冲"。 因此,本实施例中的防潜动方法对潜动状态的判断是准确且可靠的。 方法实施例三
本实施例中的防潜动方法,是基于如图IO所示的示例性方法来实现的, 本实施例中的防潜动方法可以称为平均功率方法。
图13为本发明方法实施例三中防潜动方法的流程图。如图13所示,本 发明的防潜动方法包括以下步骤:
步骤1301,能量累加单元对电能计量电路中的输入功率进行采样,并 对采样结果进行能量累加,采样点计数器对输入功率的采样次数进行累加,
本步骤中,能量累加单元和釆样点计数器在同步信号的控制下,分别进行采样、能量累加和采样次数计数。
步骤1302,判断采样次数累加结果是否溢出,如果未溢出,则返回步 骤1301;如果溢出,则执行步骤1303。
上述步骤1301〜步骤1302为控制潜动判断的周期的过程。
步骤1303,计算能量累加单元输出的能量累加结果的绝对值,采样点 计数器和能量累加单元进行内部清零,并执行步骤1304和步骤1302。
本步骤中,能量累加单元输出能量累加结果后,执行步骤1304,继续 本实施例中的防潜动流程;在采样点计数器和能量累加单元进行内部清零 后,执行步骤1302,继续下一个潜动判断周期的流程。
步骤1304,根据能量累加结果,计算平均功率的绝对值。
本步骤中,计算平均功率绝对值的方法可以为:求能量累加结果与采样 次数的商,再对计算得到的商取绝对值。
步骤1305,对平均绝对值和预先设置的潜动判断阈值进行比较,如果 平均绝对值大于或等于潜动判断阈值,则判断电能计量电路中的校表脉冲有 效,并执行步槺1306;如果平均绝对值小于潜动判断阈值,则判断电能计 量电路中的校表脉沖为潜动状态下输出的脉沖,并执行步骤1307。
本步骒中的潜动判断阈值可以与方法实施例一中的潜动判断阈值不同, 而是根据电能计量中的实际情况任意设定,但应当处于与国标规定相对应的 取值范围内。
在执行步骤1301〜步骤1305的同时,还对如图3所示的电能计量电路 中,抽取滤波单元303输出的电流进行采样,并对连续超过预先设置的电流 阈值的电流采样结果进行计数,在该计数结果超过预先设定的次数时,也可 以执行步骤1307,以此来解决由于电流电压相位夹角接近士90度时,有功 功率被忽略计量的问题。
步骤1306,对电能计量电路中的校表脉冲进行累加计数,实现非潜动 状态下的电能计量,并结束本流程。
步骤1307,电能计量电路中的校表脉冲信号无效,不予计量,并结束本流程。
上述流程中,当采样点计数器和能量累加单元接收到系统复位信号时, 也进行内部清零操作。
本实施例的防潜动方法是基于稳定的能量累加结果平均值,即稳定的平 均功率来实现的。因此,本实施例中的防潜动方法对潜动状态的判断是准确 且可靠的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范 围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换以及改进等, 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (23)

1、一种电能计量中的防潜动电路,其特征在于,包括:能量累加单元和采样点计数器,其中, 所述能量累加单元在同步信号的控制下,对电能计量电路中的输入功率进行采样,并将采样结果进行能量累加;在能量累加结果溢出时,请求采样点计数器进行内部清零,并请求计量单元进行电能计量;根据采样点计数器的请求,进行内部清零; 所述采样点计数器在所述同步信号的控制下,对输入功率的采样次数进行累加;在采样次数累加结果溢出时,进行内部清零,并请求能量累加单元进行内部清零;根据来自能量累加单元的请求,进行内部清零。
2、 如权利要求1所述的防潜动电路,其特征在于,所述采样点计数器 进一步存储预先设置的潜动判断阈值;当采样次数累加结果等于潜动判断阈 值时,判断采样次数累加结果溢出。
3、 如权利要求1所述的防潜动电路,其特征在于,所述防潜动电路进 一步包括:采样计数或运算单元,用于在接收到来自采样点计数器的溢出信 号时,或者在接收到来自能量累加单元的输出时,或者在接收到系统复位信 号时,请求采样点计数器进行内部清零;所述采样点计数器进一步在采样次数累加结果溢出时,向所述采样计数 或运算单元发送溢出信号;根据来自釆样计数或运算单元的请求,进行内部 清零;所述能量累加单元进一步在能量累加结果溢出时,向采样计数或运算单 元输出脉沖。
4、 如权利要求3所述的防潜动电路,其特征在于,所述防潜动电路进 一步包括:能量累加或运算单元,用于在接收到来自采样点计数器的溢出信 号时,或者在接收到系统复位信号时,请求能量累加单元进行内部清零;所述采样点计数器进一步在采样次数累加结果溢出时,向能量累加或运算单元输出溢出信号;所述能量累加单元进一步根据来自能量累加或运算单元的请求,进行内 部清零。
5、 如权利要求3或4所述的防潜动电路,其特征在于,所述防潜动电 路进一步包括:第一比较器、计数器和第二比较器;所述第一比较器,在同步信号的控制下,对电能计量电路中的电流进行 采样;将电流采样结果与预先设置的阔值进行比较,并在电流采样结果大于 阈值时,向计数器输出计数请求,否则,请求计数器进行内部清零;所述计数器,在同步信号的控制下,对来自第一比较器的计数请求进行 累加计数,并将累加结果输出给第二比较器;根据来自第一比较器或者第二 比较器的请求进行内部清零;所述第二比较器,在同步信号的控制下,将来自计数器的累加结果与预 先设置的阈值进行比较,并在累加结果大于阈值时,向所述采样计数或运算 单元请求对采样点计数器进行内部清零,并请求计数器进行内部清零;所述采样计数或运算单元进一步根据第二比较器的请求,请求所述采样 点计数器进行内部清零。
6、 如权利要求4所述的防潜动电路,其特征在于,所述能量累加单元 为有功功率能量累加单元;所述防潜动电路进一步包括:无功功率能量累加单元,用于在同步信号 的控制下,对电能计量电路中的无功功率进行采样,并对采样结果进行能量 累加;当无功功率的能量累加结果溢出时,向采样计数或运算单元和电能计 量电路中用于计量无功功率的计量单元输出无功功率校表脉冲;根据来自能 量累加或运算单元的请求,进行内部清零;所述采样计数或运算单元进一步在接收到无功功率能量累加单元输出 的无功功率校表脉冲时,请求所述采样点计数器进行内部清零;所述能量累加或运算单元进一步在接收到来自采样点计数器的溢出信 号时,或者在接收到系统复位信号时,请求所述无功功率能量累加单元进行内部清零。
7、 一种电能计量中的防潜动电路,其特征在于,包括:能量累加单元、 采样点计数器和判断单元;所述能量累加单元在同步信号的控制下,对电能计量电路中的输入功率 进行采样,并将采样结果进行能量累加;将能量累加结果提供给判断单元; 很据来自采样点计数器的请求,进行内部清零;所述采样点计数器在所述同步信号的控制下,对输入功率的采样次数进 行累加;在累加结果溢出时,进行内部清零,并请求能量累加单元进行内部 清零,请求判断单元进行判断;所述判断单元接收电能计量电路中用于电能计量的输出结果;根据采样 计数器的请求,将来自能量累加单元的能量累加结果与预先存储的阈值进行 比较,并在能量累加结果大于或等于阈值时,将当前接收到的所述输出结果 输出给电能计量电路中的计量单元。
8、 如权利要求7所述的防潜动电路,其特征在于,所述判断单元包括: 绝对值单元、阈值单元、比较器和输出控制单元;所述采样点计数器进一步在采样次数累加结果溢出时,请求比较器进行 比较;所述能量累加单元进一步将能量累加结果提供给绝对值单元; 所述绝对值单元计算来自能量累加单元的能量累加结果的能量累加绝对值,并将计算出的能量累加绝对值发送给比较器;所述阈值单元存储预先设定的潜动判断阈值,并提供给比较器; 所述比较器接收来自绝对值单元的能量累加绝对值和来自阈值单元的潜动判断阈值;根据采样点计数器的请求,对能量累加绝对值和潜动判断阈值进行比较,在能量累加绝对值大于或等于潜动判断阈值时,向输出控制单元发送允许输出信号;所迷输出控制单元接收电能计量电路中的校表脉冲;根据来自比较器的允许输出信号,将当前接收到的校表脉冲信号发送到电能计量电路中的计量单元。
9、 如权利要求7所述的防潜动电路,其特征在于,所述判断单元包括: 绝对值单元、阈值单元、比较器、输出控制单元和移位单元;所述采样点计数器进一步在采样次数累加结果溢出时,请求比较器进行 比较;所述能量累加单元进一步将能量累加结果提供给移位单元; 所述移位单元对来自能量累加单元的能量累加结果进行移位处理,得到平均功率;将平均功率提供给绝对值单元;所述绝对值单元计算来自移位单元的平均功率的绝对值,并将计算出的平均功率绝对值发送给比较器;所述阈值单元存储预先设定的潜动判断阈值,并提供给比较器; 所述比较器接收来自绝对值单元的平均功率绝对值和来自阈值单元的潜动判断阈值;根据采样点计数器的请求,对平均功率绝对值和潜动判断阈值进行比较,在平均功率绝对值大于或等于潜动判断阈值时,向输出控制单元发送允许输出信号;所述输出控制单元接收来自电能计量电路中的校表脉冲;根据来自比较器的允许输出信号,将当前接收到的校表脉冲信号发送到电能计量电路中的计量单元。
10、 如权利要求9所述的防潜动电路,其特征在于,所述移位单元对来 自能量累加单元的能量累加结果进行移位处理的位数,为所述采样点计数器 的位宽。
11、 如权利要求8或9所述的防潜动电路,其特征在于,所述能量累加 单元的位宽为采样点计数器的位宽与输入功率的位宽之和。
12、 如权利要求8或9所述的防潜动电路,其特征在于,所述判断单元 进一步包括:第一比较器、计数器、第二比较器和或运算单元;所述第一比较器,在同步信号的控制下,对电能计量电路中的电流进行 采样;将电流采样结果与预先设置的阈值进行比较,并在电流采样结果大于阈值时,向计数器输出计数请求,否则,请求计数器进行内部清零;所述计数器,在同步信号的控制下,对来自第一比较器的计数请求进行累加计数,并将累加结果输出给第二比较器;根据来自第一比较器或第二比 较器的请求进行内部清零;所述第二比较器,在同步信号的控制下,将来自计数器的累加结果与预 儿设置的阈值进行比较,并在累加结果大于阈值时,向或运算单元输出允许 输出信号,并请求计数器进行内部清零;所述或运算单元,将来自所述第二比较器或者所述比较器的允许输出信 号输出给所述输出控制单元;所述输出控制单元进一步根据来自所述或运算单元的允许输出信号,将 当前接收到的校表脉沖信号发送到电能计量电路中的计量单元。
13、 一种电能计量中的防潜动方法,其特征在于,包括以下步骤: 能量累加单元对输入功率的采样结果进行能量累加,并由采样点计数器对采样次数进行累加;在采样次数累加结果溢出时,对能量累加单元和采样 点计数器进行内部清零;当能量累加结果溢出时,对采样点计数器进行内部 清零,并进行电能计量。
14、 如权利要求13所述的防潜动方法,其特征在于,所述能量累加单 元对输入功率的采样结果进行能量累加为:能量累加单元在同步信号的控制 下,对接收到的输入功率进行采样,并对采样结果进行能量累加;所述采样点计数器对采样次数进行累加为:采样点计数器在同步信号的 控制下,对采样次数进行累加。
15、 如权利要求13所述的防潜动方法,其特征在于,所迷采样次数累 加结果溢出之前,进一步包括:将采样次数累加结果与预先存储的潜动判断 阈值进行比较,如果采样次数累加结果等于预先存储的潜动判断阚值,则确 定采样次数累加结果溢出。
16、 如权利要求13所述的防潜动方法,其特征在于,所述能量累加结 果溢出之后,进一步包括:采样点计数器和能量累加单元进行内部清零。
17、 如权利要求13所述的防潜动方法,其特征在于,所述进行电能计量之前进一步包括:对电能计量电路中的电流进行采样,并对连续超过预先设置的电流阈值 的电流采样结果进行计数;如果该计数结果超过预先设定的次数,则对采样 点计数器进行内部清零。
18、 如权利要求13所述的防潜动方法,其特征在于,所述进行电能计 量之前进一步包括:对电能计量电路中的无功功率进行能量累加,并在无功功率的能量累加 结果达到预先设定的阈值时,对采样点计数器进行内部清零。
19、 一种电能计量中的防潜动方法,其特征在于,包括以下步骤: 能量累加单元对输入功率的采样结果进行能量累加,并由采样点计数器对采样次数进行累加;在采样次数累加结果溢出时,将能量累加结果与预先 设置的阔值进行比较,并在能量累加结果大于或等于阈值时进行电能计量。
20、 如权利要求19所述的防潜动方法,其特征在于,所述将能量累加 结果与预先设置的阈值进行比较为:在采样次数累加结果溢出时,对能量累加结果的绝对值和预先设置的潜 动判断阈值进行比较。
21、 如权利要求19所述的防潜动方法,其特征在于,所述将能量累加 结果与预先设置的阈值进行比较为:在采样次数累加结果溢出时,计算能量累加结果与采样次数的商,得到 平均功率,并求平均功率的绝对值,然后将所述平均功率的绝对值和预先设 置的潜动判断阈值进行比较。
22、 如权利要求20或21所述的防潜动方法,其特征在于,所述将能量 累加结果与预先设置的阈值进行比较的同时,进一步包括:采样点计数器和 能量累加单元进行内部清零。
23、 如权利要求20或21所述的防潜动方法,其特征在于,所述进行电 能计量之前进一步包括:对电能计量电路中的电流进行采样,并对连续超过预先设置的电流阈值的电流采样结果进行计数;如果该计数结果超过预先设定的次数,则执行所 述进行电能计量。
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