CN110118891B - 电流检测方法、设备终端和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电流检测方法、设备终端和可读存储介质，该电流检测方法包括：获取各个回路的开关状态和电流初始预估值，并开始计时，根据各个回路的开关状态和电流初始预估值确定总线预估电流，获取总线实时电流，计算总线实时电流与总线预估电流之间的总线电流估算差值，当各个回路至少存在一路导通时，根据导通的回路总数、总线预估电流和总线电流估算差值确定收敛变量，根据收敛变量计算对应导通的各个回路的电流当前预估值，判断累计计时时间是否达到预设时间范围，若是，则进一步判断总线电流估算差值是否属于预设差值范围；若是，则将对应导通的各个回路的电流当前预估值作为对应各个回路的电流检测值。上述电流检测方法降低了电流检测成本。

Description

电流检测方法、设备终端和可读存储介质

技术领域

本发明涉及电力调节领域，尤其涉及一种电力调节方法、设备终端和可读存储介质。

背景技术

目前的电流调整器，需要控制对应的输出电流或输出功率，这就需要对其中每个输出回路进行电流检测，进而需要在每个回路增加电流检测器件，然而检测器件越多，检测单元将过于庞大，其成本越高，且常规控制CPU处理器的模数转换控制通道接口有限，整个电路的可扩展性不强。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种电流检测方法、设备终端和可读存储介质，通过在电路总线侧增加一个电流检测单元，进一步采集总线实时电流和各个回路的开关状态，进而迭代估算出各个回路对应的实际电流值，降低了整个电路的检测单元的数量，进而降低了整个电路的复杂度和经济成本，增强了整个电路的可扩展性。

一种电流检测方法，该电流检测方法包括：

获取各个回路的开关状态和电流初始预估值，并开始计时；

根据各个回路的开关状态和电流初始预估值确定总线预估电流；

获取总线实时电流，计算总线实时电流与总线预估电流之间的总线电流估算差值；

当各个回路至少存在一路导通时，根据导通的回路总数、总线预估电流和总线电流估算差值确定收敛变量；

根据收敛变量计算对应导通的各个回路的电流当前预估值；

判断累计计时时间是否达到预设时间阈值；

当上述累计计时时间达到预设时间阈值时，判断总线电流估算差值是否属于预设差值范围；

若是，则将对应导通的各个回路的电流当前预估值作为对应各个回路的电流检测值；

若否，则返回获取各个回路的开关状态和电流初始预估值，并开始计时的步骤；

当上述累计计时时间未达到预设时间阈值时，返回获取各个回路的开关状态和电流初始预估值，并开始计时的步骤。

在一个实施例中，根据各个回路的开关状态和电流初始预估值确定总线预估电流的步骤包括：

将处于导通状态下的各个回路所对应的电流初始预估值进行累加，得到总线电流预估值。

在一个实施例中，收敛变量包括第一收敛变量和第二收敛变量，根据导通的回路总数、总线预估电流和总线电流估算差值确定收敛变量的步骤包括：

判断总线预估电流是否大于零；

若是，则根据对应导通的回路总数、总线电流估算差值和预设分配调节因子确定第一收敛变量，根据预设分配调节因子、总线电流估算差值、电流滤波系数预设值和总线预估电流确定第二收敛变量；

若否，则根据对应导通的回路总数和总线电流估算差值计算第一收敛变量且第二收敛变量为零。

在一个实施例中，当总线预估电流大于零时，根据对应导通的回路总数、总线电流估算差值和预设分配调节因子确定第一收敛变量的步骤通过以下公式来实现：

E1＝P*E/C，(0<P≤1，C≥1)

其中，E1代表第一收敛变量，E代表总线电流估算差值，P代表预设分配调节因子，C代表对应导通的回路总数。

在一个实施例中，当总线预估电流大于零时，根据预设分配调节因子、总线电流估算差值、电流滤波系数预设值和总线预估电流确定第二收敛变量的步骤通过以下公式来实现：

E2＝(1-P)*E*K/S

其中，E2代表第二收敛变量，K代表电流滤波系数预设值，S代表总线预估电流。

在一个实施例中，当总线预估电流等于零时，根据对应导通的回路总数和总线电流估算差值计算第一收敛变量且第二收敛变量为零的步骤通过以下公式来实现：

E1＝E/C

E1代表待求的第一收敛变量，E代表总线电流估算差值，C代表对应导通的回路总数。

在一个实施例中，根据收敛变量计算对应导通的各个回路的电流当前预估值的步骤通过以下公式来实现：

V'_m[n]＝(1+E2)*V_m[n]+E1

其中，E1代表第一收敛变量，E2代表第二收敛变量，V_m[n]代表第m时刻第n回路所对应的电流初始预估值，V'_m[n]代表第m时刻第n回路所对应的电流当前预估值。

在一个实施例中，总线电流实时值采用半周期电流有效值、半周期电流平均值、单周期电流有效值、单周期电流平均值、多周期电流有效值和多周期电流平均值中的任意一种。

一种设备终端，包括存储器以及处理器，存储器用于存储计算机程序，处理器运行计算机程序以使设备终端执行上述电流检测方法。

一种可读存储介质，其存储有上述设备终端所使用的计算机程序。

上述电流检测方法，获取各个回路的开关状态和电流初始预估值，并开始计时，根据各个回路的开关状态和电流初始预估值确定总线预估电流，获取总线实时电流，计算总线实时电流与总线预估电流之间的总线电流估算差值，当各个回路至少存在一路导通时，根据导通的回路总数、总线预估电流和总线电流估算差值确定收敛变量，根据收敛变量计算对应导通的各个回路的电流当前预估值，判断累计计时时间是否达到预设时间阈值，当上述累计计时时间达到预设时间阈值时，判断总线电流估算差值是否属于预设差值范围；若是，则将对应导通的各个回路的电流当前预估值作为对应各个回路的电流检测值；若否，则返回获取各个回路的开关状态和电流初始预估值，并开始计时的步骤；当上述累计计时时间未达到预设时间阈值时，返回获取各个回路的开关状态和电流初始预估值，并开始计时的步骤，仅仅在电路总线侧增加一个电流检测单元，进一步采集总线实时电流和各个回路的开关状态，进而在较短的时间内进行迭代计算以逼近各个回路对应的实际电流值，不需要对每个功率单元回路都增加电流检测器件就能够将每一回路的电流都独立计算出来，方便对整个电路进行实时检测与控制，理论上回路数量不受限制，降低了整个电路的检测单元的数量，进而降低了整个电路的复杂度和经济成本，增强了整个电路的可扩展性，优化了整个电路的系统结构，为电路系统整体的监控运行和反馈带来方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。

图1为一个实施例中一种电流检测方法的流程示意图；

图2为一个实施例中计算第一收敛变量和第二收敛变量的流程示意图；

图3为一个实施例中应用电流检测方法时所对应的电路结构示意图；

图4为一个实施例中得到的各个回路对应的电流检测值输出曲线示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下文中，将更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

图1为一个实施例中一种电流检测方法的流程示意图，该电流检测方法包括：

步骤S110，获取各个回路的开关状态和电流初始预估值，并开始计时。

在电网系统中，存在着单相、三相或者多相控制系统，其中，对于单相控制系统而言，例如电力调整器对应的控制系统一般存在多个回路，也就是存在多个输出功率单元，由于需要对每一路输出功率单元的电流进行控制，因而每一路均设有对应的电路控制开关，因而可通过上述各个电路控制控制开关获取各个回路的开关状态，进而判断是否导通。

进一步地，根据经验值可对上述各个回路的电流给定对应的初始预估值，称之为电流初始预估值，并通过软件或者硬件设置一个定时器，获取电网系统对应的实时时间，并开始计时。

步骤S120，根据各个回路的开关状态以及电流初始预估值确定总线预估电流。

其中，电力调整器各个回路在获取各自对应的开关状态和电流初始预估值之后，可根据预设计算公式模型确定总线预估电流，例如对每个电流回路可设置一个比例因子，从而根据各个回路设置的比例因子和各自对应的电流初始预设值计算确定总线预估电流。

步骤S130，获取总线实时电流，计算总线实时电流与总线预估电流之间的总线电流估算差值。

其中，电力调整器对应的电路总线侧设置有电流检测装置，通过该电流检测装置，可检测出总线电流大小，获得总线实时电流，进一步地可计算总线实时电流与总线预估电流之间的差值，得到总线电流差值。

步骤S140，当各个回路至少存在一路导通时，根据导通的回路总数、总线预估电流和总线电流估算差值确定收敛变量。

其中，对于导通的各个回路，每个回路的电流初始预估值与每个回路的真实电流值极有可能不同，这就导致各个回路的总线电流预估值和总线实时电流会有误差，进一步地，利用该总线电流估算误差值可确定收敛变量，从而利用该收敛变量对上述各个处于导通状态的回路对应的电流初始预估值进行校正和纠偏，从而进一步对为后续的电流检测与计算奠定基础。

此外，当系统刚启动时，电网或者负载变化较大，确定的收敛变量相应的会产生变化，从而加快后续迭代调整计算的幅度。

步骤S150，根据收敛变量计算对应导通的各个回路的电流当前预估值。

其中，在确定上述收敛变量之后，可根据该收敛变量对上述各个回路的电流初始预估值进行校正和纠偏，得到对应导通的各个回路的电流当前预估值，这是因为，各个对应导通回路的电流初始预估值是根据经验值进行设定的，极有可能出现与对应真实电流值差距较大的情况，因而得到上述收敛变量之后，可进一步根据收敛变量对其进行校正。

步骤S160，判断累计计时时间是否达到预设时间阈值。

其中，步骤S110至步骤S150，在确定对应导通的各个回路的电流当前预估值之后，可进一步获取当前时刻各个回路的电流当前预估值，电流初始值经过一次的调整之后一般很难接近对应回路的真实电流，因而需要多次的迭代计算调整才能够达到或者接近各个对应回路的真实电流，这里通过步骤S110设置的定时器进行衡量，通过设定预设时间阈值，使得步骤S110至步骤S150的步骤反复执行，因而每一次计算完毕后进一步判断累计计时时间是否达到预设时间阈值。

其中，累计计时时间是指从电力调整器整个控制系统开始执行上述电流检测方法到当前时刻对应的总时间。

步骤S170，当上述累计计时时间达到预设时间阈值时，判断总线电流估算差值是否属于预设差值范围，若是，则进入步骤S180；若否，则返回步骤S110。

其中，在上述累计计时时间达到预设时间阈值时，还需要进一步判断总线电流估算差值是否等于零，这是因为，上述步骤S110至步骤S150在预设时间阈值内多次被执行之后，得到各个回路的电流当前预估值。如果各个回路的电流当前预估值接近各个回路对应的真实电流，那么总线实时电流和总线预估电流相同或者接近，换言之，总线电流估算差值必然在一定的差值范围内，因而通过设定一个预设差值范围，可进一步判断计算得到各个回路的电流当前预估值是否接近各个回路对应的真实电流。

若是，则进入步骤S180；若否，则返回步骤S110。

步骤S180，将对应导通的各个回路的电流当前预估值作为对应各个回路的电流检测值。

其中，总线电流估算差值在预设差值范围内时，可进一步判断计算得到各个回路的电流当前预估值是否接近各个回路对应的真实电流，因而可将对应导通的各个回路的电流当前预估值作为对应各个回路的电流检测值。

此外，当总线电流估算差值不在预设差值范围内时，表明各个回路的电流当前预估值与各个回路对应的真实电流之间仍然差距较大，因而需要返回步骤S110继续进行循环，以进一步进行校正。

步骤S190，当上述累计计时时间未达到预设时间阈值时，返回步骤S110。

同样地，当上述累计计时时间未达到预设时间阈值时，表明上述步骤S110至S150循环执行的次数较少，因而此时各个回路的电流当前预估值与各个回路对应的真实电流之间差距仍然较大，因而需要返回步骤S110继续处理。

在一个实施例中，步骤S120包括：将处于导通状态下的各个回路所对应的电流初始预估值进行累加，得到总线电流预估值。

其中，每个电流回路设置的比例因子可均设置为1，从而将处于导通状态下的各个回路所对应的电流初始预估值直接进行累加，得到总线电流预估值。

在一个实施例中，收敛变量包括第一收敛变量和第二收敛变量，如图2所示，步骤140包括：

其中，这里将收敛变量分为第一收敛变量和第二收敛变量，目的是为了构造一个计算调整单元，为后续的调整奠定基础。

步骤S142，判断总线预估电流是否大于零；若是，则进入步骤S144；若否，则进入步骤S146。

步骤S144，根据对应导通的回路总数、总线电流估算差值和预设分配调节因子确定第一收敛变量，根据预设分配调节因子、总线电流估算差值、电流滤波系数预设值和总线预估电流确定第二收敛变量。

其中，上述预设分配调节因子主要用于调节总线电流估算差值对于本次迭代计算确定第一收敛变量和第二收敛变量各自的影响程度；电流滤波系数预设值主要用于对各个回路的电流估算进行一阶滤波，平滑估算电流，避免估算电流跳跃太大。

步骤S146，根据对应导通的回路总数和总线电流估算差值计算第一收敛变量。

在一个实施例中，步骤S144中确定第一收敛变量的步骤通过以下公式来实现：

E1＝P*E/C，(0<P≤1，C≥1)

其中，E1代表第一收敛变量，E代表总线电流估算差值，P代表预设分配调节因子，C代表对应导通的回路总数。

在一个实施例中，步骤S144中确定第二收敛变量的步骤通过以下公式来实现：

E2＝(1-P)*E*K/S，(0<K<1)

其中，E2代表第二收敛变量，K代表电流滤波系数预设值，S代表总线预估电流。

在一个实施例中，步骤S146通过以下公式来实现：

E1＝E/C

E1代表第一收敛变量，E代表总线电流估算差值，C代表对应导通的回路总数，将总线电流估算差值E直接除以对应导通的回路总数C，得到第一收敛变量E1。

其中，第二收敛变量为0。

在一个实施例中，步骤150通过以下公式来实现：

V'_m[n]＝(1+E2)*V_m[n]+E1

其中，E1代表第一收敛变量，E2代表第二收敛变量，V_m[n]代表第m时刻第n回路所对应的电流初始预估值，V'_m[n]代表第m时刻第n回路所对应的电流当前预估值。

通过该公式，可计算各个回路对应的电流当前预估值。

在一个实施例中，总线电流实时值采用半周期电流有效值、半周期电流平均值、单周期电流有效值、单周期电流平均值、多周期电流有效值和多周期电流平均值中的任意一种。

在一个实施例中，如图3所示，电力调节控制系统中设置有9回路输出，每个回路均设置有对应的开关元件和负载，每一时刻开关状态可用一维数组表示，1为导通，0为关断，电力调整器总线侧设置有电流检测单元，用于检测总线实时电流，这里总线电流采用半周期电流有效值，预设时间阈值设置为4s，预设差值范围设置为[-1A，1A]，采用上述电流检测方法进行检测，得到的各回路电流检测值如图4所示，图4中横坐标表示累计计时时间，纵坐标表示电流当前预估值，显然在T＝4s时刻之后，每个导通回路的电流检测值对应的变化幅度基本可以忽略，此时总线电流估算差值满足预设差值范围[-1A，1A]，此时每个导通回路的电流检测值基本上逼近各个回路的真实电流值，即可获得9个回路的半周期电流有效值为I1＝100A、I2＝43A、I3＝60A、I4＝80A、I5＝83A、I6＝55A、I7＝6A、I8＝10A和I9＝0A。

一种设备终端，包括存储器以及处理器，存储器用于存储计算机程序，处理器运行计算机程序以使设备终端执行上述电流检测方法。

一种可读存储介质，其存储有上述设备终端所使用的计算机程序。

上述电流检测方法，仅仅在电路总线侧增加一个电流检测单元，进一步采集总线实时电流和各个回路的开关状态，进而在预设时间阈值内进行迭代计算以逼近各个回路对应的实际电流值，不需要对每个功率单元回路都增加电流检测器件就能够将每一回路的电流都独立计算出来，方便对整个电路各个回路进行实时检测与控制，理论上回路数量不受限制，降低了整个电路的检测单元的数量，进而降低了整个电路的复杂度和经济成本，增强了整个电路的可扩展性，优化了整个电路的系统结构，为电路系统整体的监控运行和反馈带来方便。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电流检测方法，其特征在于，所述电流检测方法包括：

获取各个回路的开关状态和电流初始预估值，并开始计时；

根据各个回路的开关状态和所述电流初始预估值确定总线预估电流；

获取总线实时电流，计算所述总线实时电流与所述总线预估电流之间的总线电流估算差值；

当各个回路至少存在一路导通时，根据导通的回路总数、所述总线预估电流和所述总线电流估算差值确定收敛变量；

根据所述收敛变量计算对应导通的各个回路的电流当前预估值；

判断累计计时时间是否达到预设时间阈值；

当所述累计计时时间达到预设时间阈值时，判断所述总线电流估算差值是否属于预设差值范围；

若是，则将对应导通的各个回路的电流当前预估值作为对应各个回路的电流检测值；

若否，则返回所述获取各个回路的开关状态和电流初始预估值，并开始计时的步骤；

当所述累计计时时间未达到预设时间阈值时，返回所述获取各个回路的开关状态和电流初始预估值，并开始计时的步骤。

2.根据权利要求1所述的电流检测方法，其特征在于，所述根据各个回路的开关状态和所述电流初始预估值确定总线预估电流的步骤包括：

将处于导通状态下的各个回路所对应的电流初始预估值进行累加，得到总线电流预估值。

3.根据权利要求1所述的电流检测方法，其特征在于，所述收敛变量包括第一收敛变量和第二收敛变量，所述根据导通的回路总数、所述总线预估电流和所述总线电流估算差值确定收敛变量的步骤包括：

判断所述总线预估电流是否大于零；

若是，则根据对应导通的回路总数、所述总线电流估算差值和预设分配调节因子确定所述第一收敛变量，根据所述预设分配调节因子、所述总线电流估算差值、电流滤波系数预设值和所述总线预估电流确定所述第二收敛变量；

若否，则根据对应导通的回路总数和所述总线电流估算差值计算所述第一收敛变量。

4.根据权利要求3所述的电流检测方法，其特征在于，当所述总线预估电流大于零时，所述根据对应导通的回路总数、所述总线电流估算差值和预设分配调节因子确定所述第一收敛变量的步骤通过以下公式来实现：

E1＝P*E/C

其中，0<P≤1，C≥1，E1代表所述第一收敛变量，E代表所述总线电流估算差值，P代表所述预设分配调节因子，C代表对应导通的回路总数。

5.根据权利要求4所述的电流检测方法，其特征在于，当所述总线预估电流大于零时，所述根据所述预设分配调节因子、所述总线电流估算差值、电流滤波系数预设值和所述总线预估电流确定所述第二收敛变量的步骤通过以下公式来实现：

E2＝(1-P)*E*K/S

其中，E2代表所述第二收敛变量，K代表所述电流滤波系数预设值，S代表所述总线预估电流。

6.根据权利要求3所述的电流检测方法，其特征在于，当所述总线预估电流等于零时，所述根据对应导通的回路总数和所述总线电流估算差值计算所述第一收敛变量的步骤通过以下公式来实现：

E1＝E/C

E1代表所述第一收敛变量，E代表所述总线电流估算差值，C代表对应导通的回路总数。

7.根据权利要求3所述的电流检测方法，其特征在于，所述根据所述收敛变量计算对应导通的各个回路的电流当前预估值的步骤通过以下公式来实现：

V'_m[n]＝(1+E2)*V_m[n]+E1

其中，E1代表所述第一收敛变量，E2代表所述第二收敛变量，V_m[n]代表第m时刻第n回路所对应的电流初始预估值，V'_m[n]代表第m时刻第n回路所对应的电流当前预估值。

8.根据权利要求1所述的电流检测方法，其特征在于，所述总线实时电流采用半周期电流有效值、半周期电流平均值、单周期电流有效值、单周期电流平均值、多周期电流有效值和多周期电流平均值中的任意一种。

9.一种设备终端，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述设备终端执行权利要求1至8中任一项所述的电流检测方法。

10.一种可读存储介质，其特征在于，其存储有权利要求9所述设备终端所使用的所述计算机程序。

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