CN101937017A - 智能电表的交流采样动态去直流方法 - Google Patents

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任智仁
贾俊
邓廷
李朝培
康希
刘振雨
史谦
许永平
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Abstract

本发明公开一种智能电表的交流采样动态去直流方法，以电压信号和电流信号的周波为单元，通过计算上一周波的直流分量，将其作为下一周波的参考，如此反复地以下一周波减去上一周波的直流分量，从而动态地去除交流电压、电流采样信号数据中的直流分量，各直流分量的计算是在在数字信号阶段，不需要增加额外的模拟电路，本发明实施成本低，电能计量的准确性有明显的提高，实用效果突出。

Description

智能电表的交流采样动态去直流方法 
技术领域
本发明涉及电能计量领域，具体涉及电能表中交流采样时去直流的方法。 
背景技术
如图1所示，在电子式电能表采样回路中，电流、电压信号往往是很微弱的交流信号，需要在模拟信号进入ADC进行采样转换之前根据参考电平VR为其增加一个直流偏置，以免出现ADC不能采样转换负信号的情况，再加上采样回路中存在的一些无源器件，这可能导致输入到ADC内部的电压、电流交流模拟信号相对于采样电路参考电平VR的会存在另一个额外的直流偏置。可以看出采样回路中的输入到ADC的电压、电流模拟信号相对于参考电平存在一个直流偏置，并且这个直流偏置的大小与采样回路本身以及外界干扰和环境条件有关，是难以确定的，这将给电能计量的准确性带来了很大的干扰，也不便于校准。所以，在进行电能计算之前，应该对ADC采样转换得到的电压、电流数据进行去直流运算，这样才能保证电表计量准确性与稳定性。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能电表的交流采样动态去直流方法，该方法由以下技术方案实现。 
一种智能电表的交流采样动态去直流方法，其特征在于，包括：(1)输入电压、电流采样数据；(2)第N个周波时，计算该第N个周波的直流分量VDC(N)和IDC(N)；(3)第N+1个周波时，用第N+1个周波的电压、电流采样数据减去第N个周波的直流分量VDC(N)和IDC(N)，同时计算第N+1个周波的直流分量VDC(N+1)和IDC(N+1)；(4)如此反复，对第N个周波后的各周波进行去直流运算。 
本发明提供的去直流方法，以电压信号和电流信号的周波为单元，通过计算上一周波的直流分量，将其作为下一周波的参考，如此反复地以下一周波减去上一周波的直流分量，从而动态地去除交流电压、电流采样信号数据中的直流分量，各直流分量的计算是在在数字信号阶段，不需要增加额外的模拟电路，本发明实施成本低，电能计量的准确性有明显的提高，实用效果突出。 
附图说明
图1是智能电表的交流采样中直流偏置的原理说明图。 
具体实施方式
实施例一：本实施例提供的交流采样动态去直流方法，首先输入电压、电流采样数据；当第N个周波时，通过以下公式计算出第N个周波的直流分量，直流分量包括电压信号直流分量和电流信号直流分量：  V DC ( N ) = Σ i = 0 n v ( N ) i / n - - - ( 1 ) I DC ( N ) = Σ i = 0 n i ( N ) i / n - - - ( 2 ) 其中，“VDC(N)”表示电压信号第N个周波的直流分量，“n”为每一个周波的采样点数，结合图1，本实施例中电压信号一个周波的采样点数为14；“v(N)i”表示电压信号第N个周波的第i个采样点数据；“IDC(N)”表示电流信号(可参见图1所示的电压信号)第N个周波的直流分量，“i(N)i”表示电流信号第N个周波第i个采样点数据。 
当第N+1个周波时，用第N+1个周波的电压、电流采样数据减去第N个周波的电压信号直流分量和电流信号直流分量，得到可以用于计算电能的已去直流分量电压、电流数据v(N+1)′i、(N+1)′i：v(N+1)′i＝v(N+1)i-VDC-(N)(3)i(N+1)′i＝i(N+1)i-IDC(N)(4)同时，计算第N+1个周波的电压、电流信号的直流分量，计算方法同第N个周波。如此反复运算，这样就可以保证第N个周波后进行电能计算的电压、电流数据不受采样信号中的直流分量的影响，从而可以实现准确的交流电能计量。 
实施例二：本实施例与实施例一的区别在于：实施例一提供的去直流方法中，电压信号直流分量是通过计算相应周波电压采样数据中所有采样点幅值的平均值得到的，电流信号直流分量是通过计算相应周波电流采样数据中所有采样点幅值的平均值得到的。而出于减小计算量的考虑，本实施例二提供的去直流方法中，电压信号直流分量是通过计算相应周波电压采样数据中采样点中部分特征点幅值的平均值得到的，电流信号直流分量是通过计算相应周波电流采样数据中采样点中部分特征点幅值的平均值得到的，经验证采用采样点中的部分特征点计算直流分量已具有代表性，例如，以第1、3、5、7、9、11和13个采样点为特征点，或者以第2、4、6、8、10、12和14个采样点为特征点。 

Claims (3)

1.一种智能电表的交流采样动态去直流方法，其特征在于，包括：(1)输入电压、电流采样数据；(2)第N个周波时，计算该第N个周波的电压信号直流分量VDC(N)和电流信号直流分量IDC(N)；(3)第N+1个周波时，用第N+1个周波的电压、电流采样数据减去第N个周波的直流分量VDC(N)和IDC(N)，同时计算第N+1个周波的电压信号直流分量VDC(N+1)和电流信号直流分量IDC(N+1)；(4)如此反复，对第N个周波后的各周波进行去直流运算。
2.根据权利要求1所述的智能电表的交流采样动态去直流方法，其特征在于：所述电压信号直流分量是通过计算相应周波电压采样数据中所有采样点幅值的平均值得到的，所述电流信号直流分量是通过计算相应周波电流采样数据中所有采样点幅值的平均值得到的。
3.根据权利要求1所述的智能电表的交流采样动态去直流方法，其特征在于：所述电压信号直流分量是通过计算相应周波电压采样数据中采样点中部分特征点幅值的平均值得到的，所述电流信号直流分量是通过计算相应周波电流采样数据中采样点中部分特征点幅值的平均值得到的。
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