CN112763969B - 一种进行现场谐波电能计量误差检测的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种进行现场谐波电能计量误差检测的装置和方法，包括主机、与主机通过数字同步线连接的从机；主机用于获取电力用户负荷的一次电流采样信号、二次电流采样信号、电压采样信号，并计算二次侧谐波功率，并根据一次侧谐波功率和二次侧谐波功率计算一次侧谐波电能和二次侧谐波电能，并将计算得到的一次侧谐波功率、二次侧谐波功率、一次侧谐波电能和二次侧谐波电能输出显示；从机用于获取柔性电流传感器所检测的电力用户负荷的一次电流并进行采样得到一次电流采样信号，将一次电流采样信号通过数字同步线传送给主机。通过本发明，能够对电力用户负荷进行现场谐波电能计量误差检测，确定现场谐波电能计量装置的电能计量结果是否正确。

Description

一种进行现场谐波电能计量误差检测的装置和方法

技术领域

本发明涉及谐波电能计量技术领域，具体涉及一种进行现场谐波电能计量误差检测的装置和方法。

背景技术

随着电力系统中负荷容量的增加，各种非线性的装置使用，电网中谐波的注入使电力设备测量信号差生偏差，影响电能计量及电网经济效益；谐波分析在各种电力应用中尤为重要，电力用户产生的谐波功率对电网造成污染，电能计量也会受到谐波的干扰。

现有电流测量多采用硅钢铁芯为基础的互感器，主要为工频信号采样设计，谐波等高频信号会在二次侧有明显衰减；而固定铁芯的开合式互感器在现场测量时，特别是对于母排等现场不方便接入；现场使用仪表测量电压电流幅值测量多采用平均值算法，波形失真时误差较大；且电能计量多为实时相乘法，无法对谐波对电能的影响量进行准确的分析。

基于上述内容可知，有必要对电力用户负荷进行现场谐波电能计量误差检测，确定现场谐波电能计量装置的电能计量结果是否正确，以便于进行现场谐波电能计量装置的校准。

发明内容

本发明的目的在于提出一种进行现场谐波电能计量误差检测的装置和方法，以对电力用户负荷进行现场谐波电能计量误差检测，确定现场谐波电能计量装置的电能计量结果是否正确。

为实现上述目的，本发明一方面提出一种进行现场谐波电能计量误差检测的装置，包括主机、与所述主机通过数字同步线连接的从机；

所述主机用于获取电力用户负荷的一次电流采样信号、二次电流采样信号、电压采样信号，并根据所述电压采样信号以及所述一次电流采样信号计算一次侧谐波功率，根据所述二次电流采样信号、电压采样信号计算二次侧谐波功率，并根据所述一次侧谐波功率和二次侧谐波功率计算一次侧谐波电能和二次侧谐波电能，并将计算得到的一次侧谐波功率、二次侧谐波功率、一次侧谐波电能和二次侧谐波电能输出显示；

所述从机用于获取柔性电流传感器所检测的电力用户负荷的一次电流并进行采样得到一次电流采样信号，并将所述一次电流采样信号通过所述数字同步线传送给所述主机；

其中，所述数字同步线用于实现所述一次电流采样信号和所述二次电流采样信号的同步获取。

可选地，所述主机包括第一MCU、第一电流采样电路、与所述第一电流采样电路连接的第一电流信号输入接口、电压采样电路、与所述电压采样电路连接的电压信号输入接口；

所述第一MCU用于下发第一采样指令至所述第一电流采样电路，以控制所述第一电流采样电路进行电力用户负荷的二次电流信号的采样；以及，下发第一采样指令至所述电压采用电路，以控制所述电压采用电路进行电力用户负荷的电压信号的采样；

所述第一电流采样电路用于响应于接收到所述第一MCU的第一采样指令，通过所述第一电流信号输入接口获取电力用户负荷的二次电流信号，并进行采样得到二次电流采样信号后将所述二次电流采样信号发送给所述第一MCU；

所述电压采样电路用于响应于接收到所述第一MCU的第二采样指令，通过所述电压信号输入接口获取电力用户负荷的电压信号，并进行采样得到电压采样信号后将所述电压采样信号发送给所述第一MCU；

所述第一MCU还用于接收所述二次电流采样信号和所述电压采样信号，并根据所述二次电流采样信号和所述电压采样信号进行计算获得电力用户的二次侧基波功率、二次侧谐波功率，并根据所述二次侧基波功率、二次侧谐波功率进行二次侧谐波电能计量。

可选地，所述从机包括第二MCU、第二电流采样电路、与所述第二电流采样电路连接的第二电流信号输入接口；

所述第一MCU还用于下发第三采样指令至所述从机，以控制所述从机进行电力用户负荷的一次电流信号的采样；

所述第二MCU用于响应于接收到所述第一MCU的第三采样指令，下发第四采样指令至所述第二电流采样电路，以控制所述第二电流采样电路进行电力用户负荷的一次电流信号的采样；

所述第二电流采样电路用于响应于接收到所述第二MCU的第四采样指令，通过所述第二电流信号输入接口获取电力用户负荷的二次电流信号，并进行采样得到二次电流采样信号后将所述二次电流采样信号发送给所述第二MCU；

所述第二MCU还用于接收所述二次电流采样信号，并将所述二次电流采样信号发送给所述第一MCU；

所述第一MCU还用于根据所述一次电流采样信号和所述二次电流采样信号确定现场谐波电能计量用的电流互感器的极性变比。

可选地，所述装置还包括电压互感器、钳形电流互感器、柔性电流传感器；所述电压互感器用于检测电力用户负荷的电压信号，并送至所述电压信号输入接口；所述钳形电流互感器用于检测电力用户负荷的二次电流信号，并送至所述第一电流信号输入接口；所述柔性电流传感器用于检测电力用户负荷的一次电流信号，并送至所述第二电流信号输入接口。

本发明第二方面提出一种进行现场谐波电能计量误差检测的方法，该方法基于上述第一方面所述的进行现场谐波电能计量误差检测的装置实现；

所述方法包括：

步骤S1、所述主机获取电力用户负荷的二次电流采样信号、电压采样信号；并且，所述从机获取柔性电流传感器所检测的电力用户负荷的一次电流并进行采样得到一次电流采样信号，并将所述一次电流采样信号通过所述数字同步线传送给所述主机；

步骤S2、所述主机根据所述电压采样信号以及所述一次电流采样信号计算一次侧谐波功率，根据所述二次电流采样信号以及所述电压采样信号计算二次侧谐波功率，并根据所述一次侧谐波功率和二次侧谐波功率计算一次侧谐波电能和二次侧谐波电能，并将计算得到的一次侧谐波功率、二次侧谐波功率、一次侧谐波电能和二次侧谐波电能输出显示。

可选地，所述步骤S2，具体包括：

步骤S11、所述第一MCU下发第一采样指令至所述第一电流采样电路，以控制所述第一电流采样电路进行电力用户负荷的二次电流信号的采样；以及，下发第一采样指令至所述电压采用电路，以控制所述电压采用电路进行电力用户负荷的电压信号的采样；

步骤S12、所述第一电流采样电路响应于接收到所述第一MCU的第一采样指令，通过所述第一电流信号输入接口获取电力用户负荷的二次电流信号，并进行采样得到二次电流采样信号后将所述二次电流采样信号发送给所述第一MCU；

步骤S13、所述电压采样电路响应于接收到所述第一MCU的第二采样指令，通过所述电压信号输入接口获取电力用户负荷的电压信号，并进行采样得到电压采样信号后将所述电压采样信号发送给所述第一MCU；

步骤S14、所述第一MCU接收所述二次电流采样信号和所述电压采样信号，并根据所述二次电流采样信号和所述电压采样信号进行计算获得电力用户的二次侧基波功率、二次侧谐波功率，并根据所述二次侧基波功率、二次侧谐波功率进行二次侧谐波电能计量得到二次侧谐波电能，并将计算得到的二次侧谐波功率和二次侧谐波电能输出显示。

可选地，所述步骤S14，包括：

当所述二次侧基波功率与所述二次侧谐波功率的方向相同，则根据所述二次侧基波功率与所述二次侧谐波功率之和进行二次侧谐波电能计量得到二次侧谐波电能；

当所述二次侧基波功率与所述二次侧谐波功率的方向相反，则单独根据所述二次侧谐波功率进行二次侧谐波电能计量之后得到二次侧谐波电能。

可选地，所述方法还包括：

步骤S21、所述第一MCU下发第三采样指令至所述从机，以控制所述从机进行电力用户负荷的一次电流信号的采样；

步骤S22、所述第二MCU响应于接收到所述第一MCU的第三采样指令，下发第四采样指令至所述第二电流采样电路，以控制所述第二电流采样电路进行电力用户负荷的一次电流信号的采样；

步骤S23、所述第二电流采样电路响应于接收到所述第二MCU的第四采样指令，通过所述第二电流信号输入接口获取电力用户负荷的一次电流信号，并进行采样得到一次电流采样信号后将所述一次电流采样信号发送给所述第二MCU；

步骤S24、所述第二MCU接收所述一次电流采样信号，并将所述一次电流采样信号发送给所述第一MCU；

步骤S25、所述第一MCU接收所述一次电流采样信号，根据所述电压采样信号以及所述一次电流采样信号进行计算获得电力用户的一次侧基波功率、一次侧谐波功率，并根据所述一次侧基波功率、一次侧谐波功率进行一次侧谐波电能计量得到一次侧谐波电能，并将计算得到的一次侧谐波功率和一次侧谐波电能输出显示；以及，根据所述一次电流采样信号和所述二次电流采样信号确定现场谐波电能计量用的电流互感器极性变比。

可选地，所述步骤S25，包括：

当所述一次侧基波功率与所述一次侧谐波功率的方向相同，则根据所述一次侧基波功率与所述一次侧谐波功率之和进行一次侧谐波电能计量得到一次侧谐波电能；

当所述一次侧基波功率与所述一次侧谐波功率的方向相反，则单独根据所述一次侧谐波功率进行一次侧谐波电能计量之后得到一次侧谐波电能。

可选地，所述步骤S25，包括：

分别根据所述一次电流采样信号和所述二次电流采样信号获得对应的一次电流谐波和二次电流谐波；

判断所述一次电流谐波的相位和所述二次电流谐波的相位为相同或相反；若相位相同，则确定现场谐波电能计量用的电流互感器一二次侧极性相同；若相位相反，则确定现场谐波电能计量用的电流互感器一二次侧极性相反。

本发明实施例提出一种进行现场谐波电能计量误差检测的装置和方法，包括主机、与所述主机通过数字同步线连接的从机；所述主机用于获取电力用户负荷的一次电流采样信号、二次电流采样信号以及所述电压采样信号，并根据所述电压采样信号以及所述一次电流采样信号计算一次侧谐波功率，根据所述二次电流采样信号以及所述电压采样信号计算二次侧谐波功率，并根据所述一次侧谐波功率和二次侧谐波功率计算一次侧谐波电能和二次侧谐波电能，并将计算得到的一次侧谐波功率、二次侧谐波功率、一次侧谐波电能和二次侧谐波电能输出显示；所述从机用于获取柔性电流传感器所检测的电力用户负荷的一次电流并进行采样得到一次电流采样信号，并将所述一次电流采样信号通过所述数字同步线传送给所述主机；其中，所述数字同步线用于实现所述一次电流采样信号和所述二次电流采样信号的同步获取。输出显示的一次侧谐波功率、二次侧谐波功率、一次侧谐波电能和二次侧谐波电能用于校验现场谐波电能计量误差；能够对电力用户负荷进行现场谐波电能计量误差检测，确定现场谐波电能计量装置的电能计量结果是否正确，以便于进行现场谐波电能计量装置的校准，避免电网中谐波的注入使电力设备测量信号差生偏差，影响电能计量及电网经济效益。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中一种进行现场谐波电能计量误差检测的装置的结构示意图。

图2为本发明一实施例中主机的结构示意图。

图3为本发明一实施例中从机的结构示意图。

图4为本发明实施例中一次、二次电流信号同步采样原理示意图。

图5为本发明一实施例中一种进行现场谐波电能计量误差检测的方法流程图。

图6为本发明实施例中第一MCU分析原理示意图。

图中标记：

1-主机，11-第一MCU，12-第一电流采样电路，13-第一电流信号输入接口，14-电压采样电路，15-电压信号输入接口；

2-从机，21-第二MCU，22-第二电流采样电路，23-第二电流信号输入接口。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的手段未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

参阅图1，本发明一实施例提出本发明一方面提出一种进行现场谐波电能计量误差检测的装置，包括主机1、与所述主机1通过数字同步线连接的从机2；

所述主机1用于获取电力用户负荷的一次电流采样信号、二次电流采样信号以及电压采样信号，并根据所述电压采样信号以及所述一次电流采样信号计算一次侧谐波功率，根据所述二次电流采样信号以及所述电压采样信号计算二次侧谐波功率，并根据所述一次侧谐波功率和二次侧谐波功率计算一次侧谐波电能和二次侧谐波电能，并将计算得到的一次侧谐波功率、二次侧谐波功率、一次侧谐波电能和二次侧谐波电能输出显示；

所述从机2用于获取柔性电流传感器所检测的电力用户负荷的一次电流并进行采样得到一次电流采样信号，并将所述一次电流采样信号通过所述数字同步线传送给所述主机1；

其中，所述数字同步线用于实现所述一次电流采样信号和所述二次电流采样信号的同步获取。

具体地，参阅图2，所述主机1包括第一MCU11、第一电流采样电路12、与所述第一电流采样电路12连接的第一电流信号输入接口13、电压采样电路14、与所述电压采样电路14连接的电压信号输入接口15；

所述第一MCU11用于下发第一采样指令至所述第一电流采样电路12，以控制所述第一电流采样电路12进行电力用户负荷的二次电流信号的采样；以及，下发第一采样指令至所述电压采用电路，以控制所述电压采用电路进行电力用户负荷的电压信号的采样；

所述第一电流采样电路12用于响应于接收到所述第一MCU11的第一采样指令，通过所述第一电流信号输入接口13获取电力用户负荷的二次电流信号，并进行采样得到二次电流采样信号后将所述二次电流采样信号发送给所述第一MCU11；

所述电压采样电路14用于响应于接收到所述第一MCU11的第二采样指令，通过所述电压信号输入接口15获取电力用户负荷的电压信号，并进行采样得到电压采样信号后将所述电压采样信号发送给所述第一MCU11；

所述第一MCU11还用于接收所述二次电流采样信号和所述电压采样信号，并根据所述二次电流采样信号和所述电压采样信号进行计算获得电力用户的二次侧基波功率、二次侧谐波功率，并根据所述二次侧基波功率、二次侧谐波功率进行二次侧谐波电能计量。

具体地，参阅图3，所述从机2包括第二MCU21、第二电流采样电路22、与所述第二电流采样电路22连接的第二电流信号输入接口23；

所述第一MCU11还用于下发第三采样指令至所述从机2，以控制所述从机2进行电力用户负荷的一次电流信号的采样；

所述第二MCU21用于响应于接收到所述第一MCU11的第三采样指令，下发第四采样指令至所述第二电流采样电路22，以控制所述第二电流采样电路22进行电力用户负荷的一次电流信号的采样；

所述第二电流采样电路22用于响应于接收到所述第二MCU21的第四采样指令，通过所述第二电流信号输入接口23获取电力用户负荷的二次电流信号，并进行采样得到二次电流采样信号后将所述二次电流采样信号发送给所述第二MCU21；

所述第二MCU21还用于接收所述二次电流采样信号，并将所述二次电流采样信号发送给所述第一MCU11；

所述第一MCU11还用于根据所述一次电流采样信号和所述二次电流采样信号确定现场谐波电能计量用的电流互感器的极性变比，并输出显示。

具体地，所述装置还包括电压互感器、钳形电流互感器、柔性电流传感器；所述电压互感器可以是传统的电压互感器，用于检测电力用户负荷的电压信号，并送至所述电压信号输入接口15；所述钳形电流互感器用于检测电力用户负荷的二次电流信号，并送至所述第一电流信号输入接口13；所述柔性电流传感器用于检测电力用户负荷的一次电流信号，并送至所述第二电流信号输入接口23。

具体地，上述一次、二次电流信号为三相电流信号，上述电压信号为三相电压信号，本实施例中一次、二次侧的电压信号是相同的，即都为上述电压信号。

需说明的是，所述一次电流采样信号和所述二次电流采样信号为同步采样，结合图4所示进行一次、二次电流同步采样原理说明，主、从机的待测信号保持同步，主机进行电压、电流采样时利用同步线控制从机对柔性电流同步进行采样；若主机采样时刻为t0，则从机的启动采样时刻也为t0。

上述进行现场谐波电能计量误差检测的装置的工作原理具体见下面方法实施例的内容。

本发明另一实施例提出一种进行现场谐波电能计量误差检测的方法，该方法基于上述实施例所述的进行现场谐波电能计量误差检测的装置实现；

参阅图5，本实施例的方法包括：

步骤S1、所述主机获取电力用户负荷的二次电流采样信号以及电压采样信号；并且，所述从机获取柔性电流传感器所检测的电力用户负荷的一次电流并进行采样得到一次电流采样信号，并将所述一次电流采样信号通过所述数字同步线传送给所述主机；

步骤S2、所述主机根据所述电压采样信号以及所述一次电流采样信号计算一次侧谐波功率，根据所述二次电流采样信号以及所述电压采样信号计算二次侧谐波功率，并根据所述一次侧谐波功率和二次侧谐波功率计算一次侧谐波电能和二次侧谐波电能，并将计算得到的一次侧谐波功率、二次侧谐波功率、一次侧谐波电能和二次侧谐波电能输出显示。

具体地，所述步骤S2，具体包括：

步骤S11、所述第一MCU下发第一采样指令至所述第一电流采样电路，以控制所述第一电流采样电路进行电力用户负荷的二次电流信号的采样；以及，下发第一采样指令至所述电压采用电路，以控制所述电压采用电路进行电力用户负荷的电压信号的采样；

步骤S12、所述第一电流采样电路响应于接收到所述第一MCU的第一采样指令，通过所述第一电流信号输入接口获取电力用户负荷的二次电流信号，并进行采样得到二次电流采样信号后将所述二次电流采样信号发送给所述第一MCU；

步骤S13、所述电压采样电路响应于接收到所述第一MCU的第二采样指令，通过所述电压信号输入接口获取电力用户负荷的电压信号，并进行采样得到电压采样信号后将所述电压采样信号发送给所述第一MCU；

步骤S14、所述第一MCU接收所述二次电流采样信号和所述电压采样信号，并根据所述二次电流采样信号和所述电压采样信号进行计算获得电力用户的二次侧基波功率、二次侧谐波功率，并根据所述二次侧基波功率、二次侧谐波功率进行二次侧谐波电能计量得到二次侧谐波电能，并将计算得到的二次侧谐波功率和二次侧谐波电能输出显示。

具体地，所述步骤S14，包括：

当所述二次侧基波功率与所述二次侧谐波功率的方向相同，则根据所述二次侧基波功率与所述二次侧谐波功率之和进行二次侧谐波电能计量得到二次侧谐波电能；

当所述二次侧基波功率与所述二次侧谐波功率的方向相反，则单独根据所述二次侧谐波功率进行二次侧谐波电能计量之后得到二次侧谐波电能。

具体地，所述方法还包括：

步骤S21、所述第一MCU下发第三采样指令至所述从机，以控制所述从机进行电力用户负荷的一次电流信号的采样；

步骤S22、所述第二MCU响应于接收到所述第一MCU的第三采样指令，下发第四采样指令至所述第二电流采样电路，以控制所述第二电流采样电路进行电力用户负荷的一次电流信号的采样；

步骤S23、所述第二电流采样电路响应于接收到所述第二MCU的第四采样指令，通过所述第二电流信号输入接口获取电力用户负荷的一次电流信号，并进行采样得到一次电流采样信号后将所述一次电流采样信号发送给所述第二MCU；

步骤S24、所述第二MCU接收所述一次电流采样信号，并将所述一次电流采样信号发送给所述第一MCU；

步骤S25、所述第一MCU接收所述一次电流采样信号，根据所述电压采样信号以及所述一次电流采样信号进行计算获得电力用户的一次侧基波功率、一次侧谐波功率，并根据所述一次侧基波功率、一次侧谐波功率进行一次侧谐波电能计量得到一次侧谐波电能，并将计算得到的一次侧谐波功率和一次侧谐波电能输出显示；以及，根据所述一次电流采样信号和所述二次电流采样信号确定现场谐波电能计量用的电流互感器极性变比，并输出显示。

具体地，所述步骤S25，包括：

当所述一次侧基波功率与所述一次侧谐波功率的方向相同，则根据所述一次侧基波功率与所述一次侧谐波功率之和进行一次侧谐波电能计量得到一次侧谐波电能；

当所述一次侧基波功率与所述一次侧谐波功率的方向相反，则单独根据所述一次侧谐波功率进行一次侧谐波电能计量之后得到一次侧谐波电能。

具体地，所述步骤S25，包括：

分别根据所述一次电流采样信号和所述二次电流采样信号获得对应的一次电流谐波和二次电流谐波；

判断所述一次电流谐波的相位和所述二次电流谐波的相位为相同或相反；若相位相同，则确定现场谐波电能计量用的电流互感器一二次侧极性相同；若相位相反，则确定现场谐波电能计量用的电流互感器一二次侧极性相反；

具体而言，所述第一MCU可将一二次电流谐波和波形的比对分析，针对测量得到的一、二次电流进行分析，核对电流互感器极性变比，根据相位关系，相位一致保持同极性，相位相差180°反极性来判断极性。

其中，一次侧和二次侧的谐波计算分析的原理相同，下面举例具体说明，参阅图6，所述第一MCU利用数字信号处理技术将电流、电压采样信号进行FFT变换，从含有多次谐波的周期信号中获得准确的电压、电流的基波、谐波幅值相关信息，一个周期内进行的采样次为k(k＝0,1,2...n)；

对一个周期内的电压信号进行FFT分解为直流分量和不同频率的叠加：

其中u₀为电压直流分量，ω₁为基波频率，为基波分量相位，n为谐波次数，u_n、/>表示n次谐波电压的幅值和相位，n次谐波的频率是基波频率的整数倍。

对获得的一个周期内的电流信号进行FFT分解为直流分量和不同频率的叠加：

式中i₀为电流直流分量，ω₁为基波频率，为基波分量相位，m为谐波次数，i_n、/>表示m次谐波电压的幅值和相位，m次谐波的频率是基波频率的整数倍。

计算第n次谐波分量对应的谐波含有率，进行谐波度量分析参考。

得到基波和各次谐波的功率：

p(t)_基波＝u(t₁)·i(t₁)

p(t)_{第n次谐波}＝u(t_k)·i(t_k)(k＝2,3,...,n)

谐波功率为各次谐波功率之和：

p(t)_全波＝p(t)_基波+p(t)_谐波

若基波功率和谐波功率方向相同，则用户负载消耗谐波，应计量基波和谐波代数和；若基波功率和谐波功率方向相反，则用户负载产生谐波，现场电能表会少计电量，因此应对反向谐波功率单独计算分析，得到谐波产生的电能，与现场电能表比对，进行谐波电能计量误差检测，解决不同用户负荷对应的不同谐波问题。

电能计量：E＝p(t)_全波·T

谐波电能计量：E_{用户负载产生谐波}＝p(t)_反向谐波·T

现场的检测人员，通过操作上述实施例的装置实施上述实施例的方法，最终主机会将计算结果输出显示，检测人员通过观察主机的显示结果以及现场谐波电能计量装置的显示结果进行对比，可以得出现场谐波电能计量的误差。

本发明的实施例具有以下优点：

(1)柔性线圈电流互感器具有体积小、重量轻、柔软灵活、带宽高、操作安全的特点，可用于母排等不方便安装的环境使用，抗干扰能力强，能够方便的获得一次电流采样；

(2)将各次谐波进行分析，可获得准确的实际谐波功率，保证电能计量的准确度；

(3)利用同步线实现一次和二次的同步采样，便于反窃电工作中对一二次电流进行比对。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种进行现场谐波电能计量误差检测的装置，其特征在于，包括主机、与所述主机通过数字同步线连接的从机；

所述主机用于获取电力用户负荷的一次电流采样信号、二次电流采样信号、电压采样信号，并根据所述电压采样信号以及所述一次电流采样信号计算一次侧谐波功率，根据所述二次电流采样信号以及所述电压采样信号计算二次侧谐波功率，并根据所述一次侧谐波功率和二次侧谐波功率计算一次侧谐波电能和二次侧谐波电能，并将计算得到的一次侧谐波功率、二次侧谐波功率、一次侧谐波电能和二次侧谐波电能输出显示；

所述从机用于获取柔性电流传感器所检测的电力用户负荷的一次电流并进行采样得到一次电流采样信号，并将所述一次电流采样信号通过所述数字同步线传送给所述主机；

其中，所述数字同步线用于实现所述一次电流采样信号和所述二次电流采样信号的同步获取。

2.根据权利要求1所述的进行现场谐波电能计量误差检测的装置，其特征在于，所述主机包括第一MCU、第一电流采样电路、与所述第一电流采样电路连接的第一电流信号输入接口、电压采样电路、与所述电压采样电路连接的电压信号输入接口；

所述第一MCU用于下发第一采样指令至所述第一电流采样电路，以控制所述第一电流采样电路进行电力用户负荷的二次电流信号的采样；以及，下发第一采样指令至所述电压采样电路，以控制所述电压采样电路进行电力用户负荷的电压信号的采样；

所述第一电流采样电路用于响应于接收到所述第一MCU的第一采样指令，通过所述第一电流信号输入接口获取电力用户负荷的二次电流信号，并进行采样得到二次电流采样信号后将所述二次电流采样信号发送给所述第一MCU；

所述电压采样电路用于响应于接收到所述第一MCU的第二采样指令，通过所述电压信号输入接口获取电力用户负荷的电压信号，并进行采样得到电压采样信号后将所述电压采样信号发送给所述第一MCU；

所述第一MCU还用于接收所述二次电流采样信号和所述电压采样信号，并根据所述二次电流采样信号和所述电压采样信号进行计算获得电力用户的二次侧基波功率、二次侧谐波功率，并根据所述二次侧基波功率、二次侧谐波功率进行二次侧谐波电能计量。

3.根据权利要求2所述的进行现场谐波电能计量误差检测的装置，其特征在于，所述从机包括第二MCU、第二电流采样电路、与所述第二电流采样电路连接的第二电流信号输入接口；

所述第一MCU还用于下发第三采样指令至所述从机，以控制所述从机进行电力用户负荷的一次电流信号的采样；

所述第二MCU用于响应于接收到所述第一MCU的第三采样指令，下发第四采样指令至所述第二电流采样电路，以控制所述第二电流采样电路进行电力用户负荷的一次电流信号的采样；

所述第二电流采样电路用于响应于接收到所述第二MCU的第四采样指令，通过所述第二电流信号输入接口获取电力用户负荷的一次电流信号，并进行采样得到一次电流采样信号后将所述一次电流采样信号发送给所述第二MCU；

所述第二MCU还用于接收所述一次电流采样信号，并将所述一次电流采样信号发送给所述第一MCU；

所述第一MCU还用于根据所述一次电流采样信号和所述二次电流采样信号确定现场谐波电能计量用的电流互感器的极性变比。

4.根据权利要求3所述的进行现场谐波电能计量误差检测的装置，其特征在于，所述装置还包括电压互感器、钳形电流互感器、柔性电流传感器；所述电压互感器用于检测电力用户负荷的电压信号，并送至所述电压信号输入接口；所述钳形电流互感器用于检测电力用户负荷的二次电流信号，并送至所述第一电流信号输入接口；所述柔性电流传感器用于检测电力用户负荷的一次电流信号，并送至所述第二电流信号输入接口。

5.一种进行现场谐波电能计量误差检测的方法，其特征在于，该方法基于权利要求1所述的进行现场谐波电能计量误差检测的装置实现；

所述方法包括：

步骤S1、所述主机获取电力用户负荷的二次电流采样信号以及所述电压采样信号；并且，所述从机获取柔性电流传感器所检测的电力用户负荷的一次电流并进行采样得到一次电流采样信号，并将所述一次电流采样信号通过所述数字同步线传送给所述主机；

步骤S2、所述主机根据所述电压采样信号以及所述一次电流采样信号计算一次侧谐波功率，根据所述二次电流采样信号以及所述电压采样信号计算二次侧谐波功率，并根据所述一次侧谐波功率和二次侧谐波功率计算一次侧谐波电能和二次侧谐波电能，并将计算得到的一次侧谐波功率、二次侧谐波功率、一次侧谐波电能和二次侧谐波电能输出显示。

6.根据权利要求5所述的进行现场谐波电能计量误差检测的方法，其特征在于，所述主机包括第一MCU、第一电流采样电路、与所述第一电流采样电路连接的第一电流信号输入接口、电压采样电路、与所述电压采样电路连接的电压信号输入接口；

所述步骤S2，具体包括：

步骤S11、所述第一MCU下发第一采样指令至所述第一电流采样电路，以控制所述第一电流采样电路进行电力用户负荷的二次电流信号的采样；以及，下发第一采样指令至所述电压采样电路，以控制所述电压采样电路进行电力用户负荷的电压信号的采样；

步骤S12、所述第一电流采样电路响应于接收到所述第一MCU的第一采样指令，通过所述第一电流信号输入接口获取电力用户负荷的二次电流信号，并进行采样得到二次电流采样信号后将所述二次电流采样信号发送给所述第一MCU；

步骤S13、所述电压采样电路响应于接收到所述第一MCU的第二采样指令，通过所述电压信号输入接口获取电力用户负荷的电压信号，并进行采样得到电压采样信号后将所述电压采样信号发送给所述第一MCU；

步骤S14、所述第一MCU接收所述二次电流采样信号和所述电压采样信号，并根据所述二次电流采样信号和所述电压采样信号进行计算获得电力用户的二次侧基波功率、二次侧谐波功率，并根据所述二次侧基波功率、二次侧谐波功率进行二次侧谐波电能计量得到二次侧谐波电能，并将计算得到的二次侧谐波功率和二次侧谐波电能输出显示。

7.根据权利要求6所述的进行现场谐波电能计量误差检测的方法，其特征在于，所述从机包括第二MCU、第二电流采样电路、与所述第二电流采样电路连接的第二电流信号输入接口；

所述步骤S14，包括：

当所述二次侧基波功率与所述二次侧谐波功率的方向相同，则根据所述二次侧基波功率与所述二次侧谐波功率之和进行二次侧谐波电能计量得到二次侧谐波电能；

当所述二次侧基波功率与所述二次侧谐波功率的方向相反，则单独根据所述二次侧谐波功率进行二次侧谐波电能计量之后得到二次侧谐波电能。

8.根据权利要求7所述的进行现场谐波电能计量误差检测的方法，其特征在于，所述装置还包括电压互感器、钳形电流互感器、柔性电流传感器；

所述方法还包括：

步骤S21、所述第一MCU下发第三采样指令至所述从机，以控制所述从机进行电力用户负荷的一次电流信号的采样；

步骤S22、所述第二MCU响应于接收到所述第一MCU的第三采样指令，下发第四采样指令至所述第二电流采样电路，以控制所述第二电流采样电路进行电力用户负荷的一次电流信号的采样；

步骤S23、所述第二电流采样电路响应于接收到所述第二MCU的第四采样指令，通过所述第二电流信号输入接口获取电力用户负荷的一次电流信号，并进行采样得到一次电流采样信号后将所述一次电流采样信号发送给所述第二MCU；

步骤S24、所述第二MCU接收所述一次电流采样信号，并将所述一次电流采样信号发送给所述第一MCU；

步骤S25、所述第一MCU接收所述一次电流采样信号，根据所述电压采样信号以及所述一次电流采样信号进行计算获得电力用户的一次侧基波功率、一次侧谐波功率，并根据所述一次侧基波功率、一次侧谐波功率进行一次侧谐波电能计量得到一次侧谐波电能，并将计算得到的一次侧谐波功率和一次侧谐波电能输出显示；以及，根据所述一次电流采样信号和所述二次电流采样信号确定现场谐波电能计量用的电流互感器极性变比。

9.根据权利要求8所述的进行现场谐波电能计量误差检测的方法，其特征在于，所述步骤S25，包括：

当所述一次侧基波功率与所述一次侧谐波功率的方向相同，则根据所述一次侧基波功率与所述一次侧谐波功率之和进行一次侧谐波电能计量得到一次侧谐波电能；

当所述一次侧基波功率与所述一次侧谐波功率的方向相反，则单独根据所述一次侧谐波功率进行一次侧谐波电能计量之后得到一次侧谐波电能。

10.根据权利要求8所述的进行现场谐波电能计量误差检测的方法，其特征在于，所述步骤S25，包括：

分别根据所述一次电流采样信号和所述二次电流采样信号获得对应的一次电流谐波和二次电流谐波；

判断所述一次电流谐波的相位和所述二次电流谐波的相位为相同或相反；若相位相同，则确定现场谐波电能计量用的电流互感器一二次侧极性相同；若相位相反，则确定现场谐波电能计量用的电流互感器一二次侧极性相反。