CN109061543B - 一种自适应动态调整的智能电能表计量精度校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自适应动态调整的智能电能表计量精度校准方法，采用电流分段、电压选点的方法，设置了多个校准点，基本覆盖了电能表工作范围内的所有电压、电流情况。对每个校准点进行独立计算，并根据电能表实际运行情况实时刷新校准值，与传统方法一个校准点相比，大大提高了电能表在实际用电环境下的计量精度。
Description
技术领域
本发明涉及智能电能表校准领域，特别是涉及智能电能表计量精度校准方法。
背景技术
近年来，随着智能电能表的大规模普及，居民的用电体验发生了天翻地覆的变化，为智能电网的发展提供了有力支撑。电能计量是智能电能表的核心功能，努力提高计量精度是做好智能电能表的关键环节。新一代智能电能表采用脉冲法进行电能计量，市电经过采样电路转换为采样信号输入给计量芯片，当计量芯片的输入电能累计达到预置的计量常数时，计量芯片输出一个脉冲给MCU，MCU根据计量常数和输入脉冲来计算用户的用电量。
校准操作是指，根据标准源示值和被校准的智能电能表测量值，来计算各类补偿值并写入对应的计量芯片寄存器。与校准相关的计量芯片寄存器包括：电压增益寄存器、电流增益寄存器、功率增益寄存器、功率偏移寄存器和相位校正寄存器。
现有的大多数校准方法通常是将标准源调整至Ib点(即电压等于额定电压Un、电流等于额定电流In、功率因数等于0.5L)，对所有校准相关的寄存器进行一次性的计算和写入，这种方法简单高效，也能保证在Ib点的计量精度，但是，在实际应用的绝大多数时间中，电压、电流和功率因数不能保持在Ib点，特别是在小电流情况下的偏差较大。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能够提高计量精度的自适应动态调整的智能电能表计量精度校准方法。
技术方案：本发明所述的自适应动态调整的智能电能表计量精度校准方法，包括以下步骤：
S1：在电能表电流测量范围中，以额定电流In为基准，将电流分为数量相等的若干个电流段；
S2：在电能表工作电压范围中，以额定电压Un为基准，选取若干个电压测试点；
S3：一个电压测试点与一个电流段构成一个校准点；
S4：调整标准源至Ib点；
S5：进行电压增益和电流增益的校准；
S6：进行功率增益、功率偏移和相位的校准；
S7：在额定电流In所处的电流段内，选取若干个电流测试点，分别计算各电流测试点的功率增益值、功率偏移值和相位校准值，并得出该电流段的最优校准值；
S8：保持标准源的功率因数和电压不变，分别调整电流至步骤S1划分的所有电流段，重复以下过程，直至得到额定电压Un对应的所有校准点的最优校准值为止：对所有电流段都选取若干个电流测试点，分别计算各电流测试点的功率增益值、功率偏移值和相位校准值，并得出电流段的最优校准值；
S9：保持标准源的功率因数不变，分别调整电压至其他电压测试点，得到步骤S3中划分的所有校准点的最优校准值，并存储；
S10：电能表运行中，根据实测的电压值和电流值，实时刷新对应的校准值至计量芯片。
进一步，所述步骤S9中，通过以下过程得到步骤S3中划分的所有校准点的最优校准值：
S9.1：在额定电流In所处的电流段内，选取若干个电流测试点，分别计算各电流测试点的功率增益值、功率偏移值和相位校准值，并得出该电流段的最优校准值；
S9.2：保持标准源的功率因数和电压不变，分别调整电流至步骤S1划分的所有电流段，重复以下过程，直至得到电压测试点对应的所有校准点的最优校准值为止：对所有电流段都选取若干个电流测试点，分别计算各电流测试点的功率增益值、功率偏移值和相位校准值，并得出该电流段的最优校准值。
进一步，所述步骤S9.1和S9.2中，电流测试点在电流增加方向和电流减小方向进行选取。
进一步，所述步骤S1中，在电流增加方向和电流减小方向将电流分为数量相等的若干段。
进一步，所述步骤S7中，电流测试点在电流增加方向和电流减小方向进行选取。
进一步，所述步骤S8中，电流测试点在电流增加方向和电流减小方向进行选取。
有益效果：本发明公开了一种自适应动态调整的智能电能表计量精度校准方法，采用电流分段、电压选点的方法，设置了多个校准点，基本覆盖了电能表工作范围内的所有电压、电流情况。对每个校准点进行独立计算，并根据电能表实际运行情况实时刷新校准值，与传统方法一个校准点相比，大大提高了电能表在实际用电环境下的计量精度。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中的电流分段方法的示意图；
图2为本发明具体实施方式中的校准方法的执行流程图。
具体实施方式
本具体实施方式公开了一种自适应动态调整的智能电能表计量精度校准方法，如图2所示，包括以下步骤：
S1：在电能表电流测量范围中，以额定电流In为基准，在电流增加方向和电流减小方向将电流分为数量相等的若干段；具体的，如图1所示，在电流增加方向，设置2个阈值IH1、IH2；在电流减小方向，设置2个阈值IL1、IL2；其中，IL1<IH1<In<IL2<IH2。将电流分为小、中、大三段，一般将In设为中段电流范围内的中间值。
S2：在电能表工作电压范围中，以额定电压Un为基准，选取若干个电压测试点。具体的，电能表电压工作范围为：80％～115％额定电压，电压测试点可选择80％Un、90％Un、Un、110％Un、115％Un，共计五个。
S3：一个电压测试点与一个电流段构成一个校准点。具体的，有15个校准点。
S4：调整标准源至Ib点。具体的，调整标准源功率因数等于0.5L、电压等于Un、电流等于In。
S5：进行电压增益和电流增益的校准，并写入对应的寄存器。
S6：进行功率增益、功率偏移和相位的校准，并写入对应的寄存器。
S7：在额定电流In所处的电流段内，在电流增加方向和电流减小方向选取若干个电流测试点，分别计算各电流测试点的功率增益值、功率偏移值和相位校准值，并得出该电流段的最优校准值。具体的，以In为基准，在中段电流范围内，分别在电流增加方向和电流减小方向，选取若干个电流测试点，分别计算各测试点的功率增益值、功率偏移值和相位校准值，并据此得出中段电流的最优校准值，并写入对应寄存器。
S8：保持标准源的功率因数和电压不变，分别调整电流至步骤S1划分的所有电流段，重复以下过程，直至得到额定电压Un对应的所有校准点的最优校准值为止：对所有电流段都在电流增加方向和电流减小方向选取若干个电流测试点，分别计算各电流测试点的功率增益值、功率偏移值和相位校准值，并得出该电流段的最优校准值。
S9：保持标准源的功率因数不变，分别调整电压至其他电压测试点，得到步骤S3中划分的所有校准点的最优校准值，并存储。
S10：电能表运行中，根据实测的电压值和电流值，实时刷新对应的校准值至计量芯片。
步骤S9中，通过以下过程得到步骤S3中划分的所有校准点的最优校准值：
S9.1：在额定电流In所处的电流段内，在电流增加方向和电流减小方向选取若干个电流测试点，分别计算各电流测试点的功率增益值、功率偏移值和相位校准值，并得出该电流段的最优校准值；
S9.2：保持标准源的功率因数和电压不变，分别调整电流至步骤S1划分的所有电流段，重复以下过程，直至得到电压测试点对应的所有校准点的最优校准值为止：对所有电流段都在电流增加方向和电流减小方向选取若干个电流测试点，分别计算各电流测试点的功率增益值、功率偏移值和相位校准值，并得出该电流段的最优校准值。
Claims (5)
1.一种自适应动态调整的智能电能表计量精度校准方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：在电能表电流测量范围中，以额定电流In为基准，将电流分为数量相等的若干个电流段；
S2：在电能表工作电压范围中，以额定电压Un为基准，选取若干个电压测试点；
S3：一个电压测试点与一个电流段构成一个校准点；
S4：调整标准源至Ib点；
S5：进行电压增益和电流增益的校准；
S6：进行功率增益、功率偏移和相位的校准；
S7：在额定电流In所处的电流段内，选取若干个电流测试点，分别计算各电流测试点的功率增益值、功率偏移值和相位校准值，并得出该电流段的最优校准值；
S8：保持标准源的功率因数和电压不变，分别调整电流至步骤S1划分的所有电流段，重复以下过程，直至得到额定电压Un对应的所有校准点的最优校准值为止：对所有电流段都选取若干个电流测试点，分别计算各电流测试点的功率增益值、功率偏移值和相位校准值，并得出电流段的最优校准值；
S9：保持标准源的功率因数不变，分别调整电压至其他电压测试点，得到步骤S3中划分的所有校准点的最优校准值，并存储；其中，通过以下过程得到步骤S3中划分的所有校准点的最优校准值：
S9.1：在额定电流In所处的电流段内，选取若干个电流测试点，分别计算各电流测试点的功率增益值、功率偏移值和相位校准值，并得出该电流段的最优校准值；
S9.2：保持标准源的功率因数和电压不变，分别调整电流至步骤S1划分的所有电流段，重复以下过程，直至得到电压测试点对应的所有校准点的最优校准值为止：对所有电流段都选取若干个电流测试点，分别计算各电流测试点的功率增益值、功率偏移值和相位校准值，并得出该电流段的最优校准值；
S10：电能表运行中，根据实测的电压值和电流值，实时刷新对应的校准值至计量芯片。
2.根据权利要求1所述的自适应动态调整的智能电能表计量精度校准方法，其特征在于：所述步骤S9.1和S9.2中，电流测试点在电流增加方向和电流减小方向进行选取。
3.根据权利要求1所述的自适应动态调整的智能电能表计量精度校准方法，其特征在于：所述步骤S1中，在电流增加方向和电流减小方向将电流分为数量相等的若干段。
4.根据权利要求1所述的自适应动态调整的智能电能表计量精度校准方法，其特征在于：所述步骤S7中，电流测试点在电流增加方向和电流减小方向进行选取。
5.根据权利要求1所述的自适应动态调整的智能电能表计量精度校准方法，其特征在于：所述步骤S8中，电流测试点在电流增加方向和电流减小方向进行选取。
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