CN116930581A - 一种标准智能表单相表 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种标准智能表单相表,涉及智能表装置技术领域,解决的是传统标准智能表单相表电能计算精确度低及误差校准不精确的问题,一种标准智能表单相表,包含外壳、通讯模块、数据存储器、显示模块、电源模块、电能量计量单元和误差校准单元;本发明通过电能量计量单元采用电能计量算法提高电能计算精确度;本发明通过在存储器中加入安全芯片进行数据加密,保证数据的私密性和数据交换的安全性;本发明通过设置误差校准单元采用思维进化算法校准标准智能表单相表信号。
Description
技术领域
本发明涉及智能表装置技术领域,更具体的涉及一种标准智能表单相表。
背景技术
单相智能电能表是一种精密的,由专业的技术人员通过最新的电子技术制造出来的数字电能表,它用于测量和计算电力的参数,具有计算精度高、外形小巧、安装方便、功能强大、超低功耗和信息安全等特征。随着电能计量技术的飞速发展,需要采用先进的计量设备进行电能测量和数据采集,标准智能表单相表的出现,满足了现代企业和计量部门对于能源管理的需求,促进了电力行业的提高和发展。
然而标准智能表单相表在应用过程中也存在一些弊端:
1、电能计算精确度低:电能测量结果对能源管理有着极大的影响;导致电能计量误差严重,用户无法精准获取当前计量信息;
2、误差校准不精确:误差校准的精确度决定了电能测量的准确度,进而影响电能管理所需数据可靠性;
因此本发明公开一种标准智能表单相表,通过设置数据存储器、电能量计量单元和误差校准单元,采用电能计量算法提高电能计算精确度,采用思维进化算法校准标准智能表单相表信号,并在存储器中加入安全芯片进行数据加密,保证数据的私密性和数据交换的安全性。
发明内容
针对上述技术的不足,本发明公开一种标准智能表单相表,通过电能量计量单元采用电能计量算法提高电能计算精确度;通过在存储器中加入安全芯片进行数据加密,保证数据的私密性和数据交换的安全性;通过设置误差校准单元采用思维进化算法校准标准智能表单相表信号,大大提高了电能计量能力。
为了实现上述技术效果,本发明采用技术方案:
一种标准智能表单相表,包含:外壳、通讯模块、数据存储器、显示模块、电源模块、电能量计量单元和误差校准单元,其中:
外壳,用于包裹单相智能表内部各个部件,保护单相智能表受外部环境损害;
通讯模块,用于将单相智能表测量到的电能数据封装成数据帧,并通过以太网及RS485/232通信协议上传到上位系统;
数据存储器,用于存储单相智能表内部测量到的电能量数据及事件记录数据信息;
显示模块,用于显示单相智能表内部的用电量、电压及电流信息;
电源模块,用于为单相智能表提供电源,以保障单相智能表内部运行;
电能量计量单元,用于测量负载的用电量、电压及电流参数,并将数据上传到数据采集器或数字电能表集中器中;
误差校准单元,用于对单相智能表进行测量和校准,以确保单相智能表质量和测量准确性;
所述外壳安装在单相智能表各部件外部,所述电源模块均与单相智能表内部各个部件连接,所述通讯模块信号输出端连接所述数据存储器及显示模块信号输入端,所述电能量计量单元与所述误差校准单元通过电信号连接。
作为本发明进一步地实施例,所述通讯模块包括信号处理器、通讯芯片和运算单元,所述信号处理器信号输出端连接所述通讯芯片信号输入端,所述通讯芯片信号输出端连接所述运算单元信号输入端,所述信号处理器用于处理接收到的无线信号及有线信号,并将接收信号转换为可识别的数字信号,所述通讯芯片用于将通过信号处理器处理后的数字信号发送出去或接收来自上位系统的指令,以实现通讯协议,所述运算单元用于对接收到的电能量数据进行计算和校验,以确保数据的准确性和完整性。
作为本发明进一步地实施例,所述数据存储器采用Flash进行存储,包括存储芯片、存储管理电路、数据接口和安全芯片,所述存储芯片安装有存储管理电路,所述存储管理电路信号输出端连接所述数据接口信号输入端,所述安全芯片连接所述存储芯片,所述存储芯片用于存储电能量数据、事件记录数据和计费信息,所述存储管理电路用于管理存储芯片,通过存储数据、读取数据及擦除数据操作提高数据的可靠性和安全性,所述数据接口用于与其他部分进行数据交换,所述安全芯片通过在存储器中加入安全芯片进行数据加密,以保证数据的私密性和数据交换的安全性。
作为本发明进一步地实施例,所述显示模块包括显示屏、控制器和驱动单元,所述显示屏信号输入端连接所述驱动单元及控制器信号输出端,所述控制器与所述驱动单元通过电信号连接,所述显示屏用于显示数字和图形,所述控制器用于控制所述显示屏的刷新、信息的显示方式以及与其他模块的数据交互;所述驱动单元用于驱动所述显示屏和完成数据的顺序显示。
作为本发明进一步地实施例,所述电能量计量单元包括相位解码电路、采样电路、微处理器和稳压电路,所述相位解码电路及采样电路信号输出端连接所述微处理器信号输入端,所述稳压电路通过电信号连接其余电路,所述相位解码电路用于将被测电压和电流信号进行相位解码,得到正确的电压和电流值,以保证电能量计量的准确性,所述采样电路用于对电压和电流信号进行采样,并将它们转换为数字信号以便计算电能量,所述微处理器用于进行电能量的计算、存储和处理操作,所述稳压电路用于对电源进行稳压,以保证各个电路的工作稳定。
作为本发明进一步地实施例,所述电能量计量单元在出厂前需要进行校验以确保计量准确性和稳定性,校验内容包括基本误差校验、稳态误差校验、温度影响校验、相间影响校验、电压幅值影响校验及电流幅值影响校验,所述电能量计量单元基于标准表高频脉冲的数字化电能表快速校验方法,采用电能量计量算法提高脉冲输出频率以缩短校验时间,减小实际工况下的电能量计量误差。
作为本发明进一步地实施例,所述电能计量算法采用辛普森公式提高电能计算精确度,所述辛普森公式为:
式(1)中,i为电能量计量单元采集到的采样信息点,T为采样周期,F(t)为标准智能表单相表电能;
将式(1)的每个采样信息点的电能积分进行求和得:
式(2)中,Q为所有采样信息点电能量集合;
采用插值算法对采样值数据进行二次细化,计算电能并将对应数量的脉冲输出,所述插值公式为:
式(3)中,i、i+1、i+2为电能量计量单元采集到连续的采样信息点,δρ为插值函数,ρ为采样信息点插入数值;
所述电能计量算法采用插值公式通过在原本相邻采样信息点增加新的采样点,减小采样信息点间隔以提高标准智能表单相表输出的高频脉冲有效频率,减小校验的计量误差最大值和测量时间。
作为本发明进一步地实施例,所述误差校准单元采用思维进化算法实现标准智能表单相表信号校准,所述误差校准单元包括标准差动放大器、校准控制器、数据处理器和校准电路,所述标准差动放大器信号输出端连接所述校准控制器输入端,所述所述校准控制器输出端连接所述数据处理器输入端,所述校准电路通过电信号连接所述校准控制器,所述标准差动放大器用于将测试和校准信号放大,并与标准电源进行比较,得到待测电能量计量单元的误差值,所述校准控制器用于控制测试流程和误差校准过程,所述数据处理器用于处理校准结果和误差数据并生成测试和校准报告,所述校准电路用于校准所述电能量计量单元的电路,以确保测量数据准确。
作为本发明进一步地实施例,所述采用思维进化算法校准标准智能表单相表信号的步骤为:
构建贝叶斯网络模型监控电能量的质量,贝叶斯公式为:
式(4)中,P为贝叶斯网络模型监控的异常电能量出现概率分布,xn为异常电能量信息;
确认异常电能量分布后根据电压及频率的偏差率进一步确认电能量误差范围,所述电压及频率的偏差率公式为:
式(5)中,U0为标准智能表单相表信号初始电压值,为异常电能量信号电压值,f0为标准智能表单相表信号初始频率值,/>为异常电能量信号频率值;
根据异常电能量信号电压及频率的偏差率进行调节以实现标准智能表单相表信号的校准。
与现有技术相比,本发明有益的积极效果是:
本发明通过电能量计量单元采用电能计量算法提高电能计算精确度;通过在存储器中加入安全芯片进行数据加密,保证数据的私密性和数据交换的安全性;通过设置误差校准单元采用思维进化算法校准标准智能表单相表信号。
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者员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,
图1为本发明一种标准智能表单相表的整体结构图;
图2为本发明一种标准智能表单相表的数据存储器结构示意图;
图3为本发明一种标准智能表单相表的电能量计量单元稳压电路图;
图4为本发明一种标准智能表单相表的误差校准单元校准电路图;
图中:1-外壳、2-通讯模块、3-数据存储器、4-显示模块、5-电源模块、6-电能量计量单元、7-误差校准单元。
具体实施方式
下面将结合本文实施例中的附图,对本文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文一部分实施例,而不是全部的实施例。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
为了实现上述技术效果,本发明采用技术方案:
一种标准智能表单相表,如图1所示,包含:外壳1、通讯模块2、数据存储器3、显示模块4、电源模块5、电能量计量单元6和误差校准单元7,其中:
外壳1,用于包裹单相智能表内部各个部件,保护单相智能表受外部环境损害;
通讯模块2,用于将单相智能表测量到的电能数据封装成数据帧,并通过以太网及RS485/232通信协议上传到上位系统;
数据存储器3,用于存储单相智能表内部测量到的电能量数据及事件记录数据信息;
显示模块4,用于显示单相智能表内部的用电量、电压及电流信息;
电源模块5,用于为单相智能表提供电源,以保障单相智能表内部运行;
电能量计量单元6,用于测量负载的用电量、电压及电流参数,并将数据上传到数据采集器或数字电能表集中器中;
误差校准单元7,用于对单相智能表进行测量和校准,以确保单相智能表质量和测量准确性;
所述外壳1安装在单相智能表各部件外部,所述电源模块5均与单相智能表内部各个部件连接,所述通讯模块2信号输出端连接所述数据存储器3及显示模块4信号输入端,所述电能量计量单元6与所述误差校准单元7通过电信号连接。
进一步地,所述通讯模块2包括信号处理器、通讯芯片和运算单元,所述信号处理器信号输出端连接所述通讯芯片信号输入端,所述通讯芯片信号输出端连接所述运算单元信号输入端,所述信号处理器用于处理接收到的无线信号及有线信号,并将接收信号转换为可识别的数字信号,所述通讯芯片用于将通过信号处理器处理后的数字信号发送出去或接收来自上位系统的指令,以实现通讯协议,所述运算单元用于对接收到的电能量数据进行计算和校验,以确保数据的准确性和完整性。
在具体实施例中,所述通讯模块2通过传感器采集电能计量数据,并通过内置的采集芯片将电能计量数据进行处理和编码,转化为符合通讯协议的数据格式,并采用无线通讯方式通过通讯接口将编码好的数据传输到其他设备中,接收设备收到传输的数据后进行解码处理,将数据转换为可供使用的数字数据,并对电能计量数据进行处理、存储和分析。
进一步地,如图2所示,所述数据存储器3采用Flash进行存储,包括存储芯片、存储管理电路、数据接口和安全芯片,所述存储芯片安装有存储管理电路,所述存储管理电路信号输出端连接所述数据接口信号输入端,所述安全芯片连接所述存储芯片,所述存储芯片用于存储电能量数据、事件记录数据和计费信息,所述存储管理电路用于管理存储芯片,通过存储数据、读取数据及擦除数据操作提高数据的可靠性和安全性,所述数据接口用于与其他部分进行数据交换,所述安全芯片通过在存储器中加入安全芯片进行数据加密,以保证数据的私密性和数据交换的安全性。
在具体实施例中,所述数据存储器3将集电能数据、事件记录和故障信息保存到缓存区内,并对采集到的数据进行处理和计算,处理后的结果存储到缓存区内,当缓存区数据达到一定存储量时,标准智能表单相表将已经处理的数据保存到flash存储器中,在进行数据保存时采用周期存储方式,按照一定的时间间隔把数据保存到flash存储器中,用户通过标准智能表单相表的通讯接口读取flash存储器中的电能数据、事件记录和故障信息。
进一步地,所述显示模块4包括显示屏、控制器和驱动单元,所述显示屏用于显示数字和图形,所述显示屏信号输入端连接所述驱动单元及控制器信号输出端,所述控制器与所述驱动单元通过电信号连接,所述控制器用于控制所述显示屏的刷新、信息的显示方式以及与其他模块的数据交互;所述驱动单元用于驱动所述显示屏和完成数据的顺序显示。
在具体实施例中,标准智能表单相表通过采集传感器采集电能计量数据后将采集的电能计量数据进行处理和运算,并对数据进行调整和校正,通过使用数码显示屏将处理后的数据以人们易懂的形式显示出来,所述显示模块4通过采集、处理电能计量数据和用户操作输入步骤,实现了对电力数据的显示和操作,为用户提供了便捷的电能信息查询和调控手段。
进一步地,如图3所示,所述电能量计量单元6包括相位解码电路、采样电路、微处理器和稳压电路,所述相位解码电路及采样电路信号输出端连接所述微处理器信号输入端,所述稳压电路通过电信号连接其余电路,所述相位解码电路用于将被测电压和电流信号进行相位解码,得到正确的电压和电流值,以保证电能量计量的准确性,所述采样电路用于对电压和电流信号进行采样,并将它们转换为数字信号以便计算电能量,所述微处理器用于进行电能量的计算、存储和处理操作,所述稳压电路用于对电源进行稳压,以保证各个电路的工作稳定。
在具体实施例中,标准智能表单相表对电网输入的电流及电压进行采样,并将电流及电压数据转化为电能量计量单元6内部的电信号,标准智能表单相表将电压和电流数据通过运算,计算出实时的电能量,采用积分转换测量消耗的电量,在电能量计量单元6内部,通过定时积分电流信号计算出实际电能量数据,同时通过调整计量单元内部的电子部件,对电能量计量单元6进行精度校验,所述电能量计量单元6通过计算实时的电能量,并进行精度校验实现了对电量数据的精确计量。
进一步地,所述电能量计量单元6在出厂前需要进行校验以确保计量准确性和稳定性,校验内容包括基本误差校验、稳态误差校验、温度影响校验、相间影响校验、电压幅值影响校验及电流幅值影响校验,所述电能量计量单元6基于标准表高频脉冲的数字化电能表快速校验方法,采用电能量计量算法提高脉冲输出频率以缩短校验时间,减小实际工况下的电能量计量误差。
在具体实施例中,在校验前使用专门的校验仪器检查校验仪器的状态和参数是否正确,对标准智能表单相表进行清洁和检查,校验人员将经过校准、批准的标准电表与标准智能表单相表并联连接,并加以相同的负载,然后进行计量点校验。校验点的选定应在不同负荷下,依次进行主动有功电能量校验、并联无功电能量校验及功率因数校验,校验完成后,校验仪器自动生成校验报告,显示标准智能表单相表在不同负载下的误差和偏差值,校验人员对校验结果进行分析和比对,确认标准智能表单相表是否符合行业标准和质量要求。
进一步地,所述电能计量算法采用辛普森公式提高电能计算精确度,所述辛普森公式为:
式(1)中,i为电能量计量单元6采集到的采样信息点,T为采样周期,F(t)为标准智能表单相表电能;
将式(1)的每个采样信息点的电能积分进行求和得:
式(2)中,Q为所有采样信息点电能量集合;
采用插值算法对采样值数据进行二次细化,计算电能并将对应数量的脉冲输出,所述插值公式为:
式(3)中,i、i+1、i+2为电能量计量单元6采集到连续的采样信息点,δρ为插值函数,ρ为采样信息点插入数值;
所述电能计量算法采用插值公式通过在原本相邻采样信息点增加新的采样点,减小采样信息点间隔以提高标准智能表单相表输出的高频脉冲有效频率,减小校验的计量误差最大值和测量时间。
在具体实施例中,所述电能计量算法采用辛普森公式提高电能计算精确度,并采用插值算法对采样值数据进行二次细化,通过对比采用电能计量算法及常规方法减小实际工况下的电能量计量误差并记录电能量计量误差结果,确认电能计量算法对标准智能表单相表电能量计量的影响,电能量计量误差结果对比记录表如表1所示:
表1:电能量计量误差结果对比记录表
表1中,#号表示减小误差的方式,电能量数据组数表示对不同数量的电能量数据进行测试,电能量测量时间表示电能数据进行测量的时间,电能量计量准确率表示计算出的电能量值与实际电能量值的精度,电能量计量误差表示计算出的电能量值与实际电能量值之间的误差。
根据表1中的数据,可以得出以下结论:
采用电能计量算法相较于常规方式,能够显著地减小电能量计量误差,在电能量数据组数和电能量测量时间较大时,电能计量算法方式的效果更加明显,能够在更短的时间内实现更高的电能量计量准确率和更小的电能量计量误差。
综上所述,采用电能计量算法方式能够提高电能量计量准确率和减小电能量计量误差,有利于确保电能量计算的精度和可靠性。
进一步地,如图4所示,所述误差校准单元7采用思维进化算法实现标准智能表单相表信号校准,所述误差校准单元7包括标准差动放大器、校准控制器、数据处理器和校准电路,所述标准差动放大器信号输出端连接所述校准控制器输入端,所述所述校准控制器输出端连接所述数据处理器输入端,所述校准电路通过电信号连接所述校准控制器,所述标准差动放大器用于将测试和校准信号放大,并与标准电源进行比较,得到待测电能量计量单元6的误差值,所述校准控制器用于控制测试流程和误差校准过程,所述数据处理器用于处理校准结果和误差数据并生成测试和校准报告,所述校准电路用于校准所述电能量计量单元6的电路,以确保测量数据准确。
在具体实施例中,在进行校准之前,通过调整校准仪器的设置,选择合适的校准点和校准参数,以实现标准智能表单相表校准的准确性和可靠性,在电压校准过程中,校准人员使用标准电压源将特定电压信号传送至标准智能表单相表内部,标准智能表单相表将接收到的电压信号与设定参数进行比较并调整内部电子部件,以获得更准确的电压读数;在电流校准过程中,校准人员使用标准电流源,将特定电流信号传送至标准智能表单相表内部,标准智能表单相表将接收到的电流信号与设定参数进行比较并调整内部电子部件,以获得更准确的电流读数,校准人员将校准结果记录在单独的文件或数据库中,以备后续使用和跟踪。
进一步地,所述采用思维进化算法校准标准智能表单相表信号的步骤为:
构建贝叶斯网络模型监控电能量的质量,贝叶斯公式为:
式(4)中,P为贝叶斯网络模型监控的异常电能量出现概率分布,xn为异常电能量信息;
确认异常电能量分布后根据电压及频率的偏差率进一步确认电能量误差范围,所述电压及频率的偏差率公式为:
式(5)中,U0为标准智能表单相表信号初始电压值,为异常电能量信号电压值,f0为标准智能表单相表信号初始频率值,/>为异常电能量信号频率值;
根据异常电能量信号电压及频率的偏差率进行调节以实现标准智能表单相表信号的校准。
在具体实施例中,所述思维进化算法通过构建贝叶斯网络模型监控电能量的质量并根据电压及频率的偏差率确认电能量误差范围,通过对比采用思维进化算法进行标准智能表单相表信号校准及常规方法进行标准智能表单相表信号校准,并记录信号校准结果,确认思维进化算法对标准智能表单相表的影响,信号校准对比记录表如表2所示:
表2:信号校准对比记录表
表2中,#号表示校准方式,校准信号组数表示对不同数量的校准信号进行测试,校准信号时间表示校准信号进行校准的时间,信号校准正确率表示信号校准准确率的百分比,信号误差表示校准后的信号与理论信号之间的误差。
根据表2中的数据,可以得出以下结论:
采用思维进化算法校准相较于常规校准,能够显著地提高信号校准正确率并减小信号误差,同时,思维进化算法校准的信号误差也小于常规校准的信号误差。
综上所述,采用算法校准能够在短时间内实现更高的信号校准正确率和更小的信号误差,有利于提高信号数据的精确度和可靠性。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术者员应当理解,这些具体实施方式仅是举例说明,本领域的技术者员在不脱离本发明的原理和实质的情况下,可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如,合并上述方法步骤,从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此,本发明的范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (9)
1.一种标准智能表单相表,其特征在于:包含:外壳(1)、通讯模块(2)、数据存储器(3)、显示模块(4)、电源模块(5)、电能量计量单元(6)和误差校准单元(7),其中:
外壳(1),用于包裹单相智能表内部各个部件,保护单相智能表受外部环境损害;
通讯模块(2),用于将单相智能表测量到的电能数据封装成数据帧,并通过以太网及RS485/232通信协议上传到上位系统;
数据存储器(3),用于存储单相智能表内部测量到的电能量数据及事件记录数据信息;
显示模块(4),用于显示单相智能表内部的用电量、电压及电流信息;
电源模块(5),用于为单相智能表提供电源,以保障单相智能表内部运行;
电能量计量单元(6),用于测量负载的用电量、电压及电流参数,并将数据上传到数据采集器或数字电能表集中器中;
误差校准单元(7),用于对单相智能表进行测量和校准,以确保单相智能表质量和测量准确性;
所述外壳(1)安装在单相智能表各部件外部,所述电源模块(5)均与单相智能表内部各个部件连接,所述通讯模块(2)信号输出端连接所述数据存储器(3)及显示模块(4)信号输入端,所述电能量计量单元(6)与所述误差校准单元(7)通过电信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种标准智能表单相表,其特征在于:所述通讯模块(2)包括信号处理器、通讯芯片和运算单元,所述信号处理器信号输出端连接所述通讯芯片信号输入端,所述通讯芯片信号输出端连接所述运算单元信号输入端,所述信号处理器用于处理接收到的无线信号及有线信号,并将接收信号转换为可识别的数字信号,所述通讯芯片用于将通过信号处理器处理后的数字信号发送出去或接收来自上位系统的指令,以实现通讯协议,所述运算单元用于对接收到的电能量数据进行计算和校验,以确保数据的准确性和完整性。
3.根据权利要求1所述的一种标准智能表单相表,其特征在于:所述数据存储器(3)采用Flash进行存储,包括存储芯片、存储管理电路、数据接口和安全芯片,所述存储芯片安装有存储管理电路,所述存储管理电路信号输出端连接所述数据接口信号输入端,所述安全芯片连接所述存储芯片,所述存储芯片用于存储电能量数据、事件记录数据和计费信息,所述存储管理电路用于管理存储芯片,通过存储数据、读取数据及擦除数据操作提高数据的可靠性和安全性,所述数据接口用于与其他部分进行数据交换,所述安全芯片通过在存储器中加入安全芯片进行数据加密,以保证数据的私密性和数据交换的安全性。
4.根据权利要求1所述的一种标准智能表单相表,其特征在于:所述显示模块(4)包括显示屏、控制器和驱动单元,所述显示屏信号输入端连接所述驱动单元及控制器信号输出端,所述控制器与所述驱动单元通过电信号连接,所述显示屏用于显示数字和图形,所述控制器用于控制所述显示屏的刷新、信息的显示方式以及与其他模块的数据交互;所述驱动单元用于驱动所述显示屏和完成数据的顺序显示。
5.根据权利要求1所述的一种标准智能表单相表,其特征在于:所述电能量计量单元(6)包括相位解码电路、采样电路、微处理器和稳压电路,所述相位解码电路及采样电路信号输出端连接所述微处理器信号输入端,所述稳压电路通过电信号连接其余电路,所述相位解码电路用于将被测电压和电流信号进行相位解码,得到正确的电压和电流值,以保证电能量计量的准确性,所述采样电路用于对电压和电流信号进行采样,并将它们转换为数字信号以便计算电能量,所述微处理器用于进行电能量的计算、存储和处理操作,所述稳压电路用于对电源进行稳压,以保证各个电路的工作稳定。
6.根据权利要求1所述的一种标准智能表单相表,其特征在于:所述电能量计量单元(6)在出厂前需要进行校验以确保计量准确性和稳定性,校验内容包括基本误差校验、稳态误差校验、温度影响校验、相间影响校验、电压幅值影响校验及电流幅值影响校验,所述电能量计量单元(6)基于标准表高频脉冲的数字化电能表快速校验方法,采用电能量计量算法提高脉冲输出频率以缩短校验时间,减小实际工况下的电能量计量误差。
7.根据权利要求6所述的一种标准智能表单相表,其特征在于:所述电能计量算法采用辛普森公式提高电能计算精确度,所述辛普森公式为:
式(1)中,i为电能量计量单元(6)采集到的采样信息点,T为采样周期,F(t)为标准智能表单相表电能;
将式(1)的每个采样信息点的电能积分进行求和得:
式(2)中,Q为所有采样信息点电能量集合;
采用插值算法对采样值数据进行二次细化,计算电能并将对应数量的脉冲输出,所述插值公式为:
式(3)中,i、i+1、i+2为电能量计量单元(6)采集到连续的采样信息点,δρ为插值函数,ρ为采样信息点插入数值;
所述电能计量算法采用插值公式通过在原本相邻采样信息点增加新的采样点,减小采样信息点间隔以提高标准智能表单相表输出的高频脉冲有效频率,减小校验的计量误差最大值和测量时间。
8.根据权利要求1所述的一种标准智能表单相表,其特征在于:所述误差校准单元(7)采用思维进化算法实现标准智能表单相表信号校准,所述误差校准单元(7)包括标准差动放大器、校准控制器、数据处理器和校准电路,所述标准差动放大器信号输出端连接所述校准控制器输入端,所述所述校准控制器输出端连接所述数据处理器输入端,所述校准电路通过电信号连接所述校准控制器,所述标准差动放大器用于将测试和校准信号放大,并与标准电源进行比较,得到待测电能量计量单元(6)的误差值,所述校准控制器用于控制测试流程和误差校准过程,所述数据处理器用于处理校准结果和误差数据并生成测试和校准报告,所述校准电路用于校准所述电能量计量单元(6)的电路,以确保测量数据准确。
9.根据权利要求8所述的一种标准智能表单相表,其特征在于:所述采用思维进化算法校准标准智能表单相表信号的步骤为:
构建贝叶斯网络模型监控电能量的质量,贝叶斯公式为:
式(4)中,P为贝叶斯网络模型监控的异常电能量出现概率分布,xn为异常电能量信息;
确认异常电能量分布后根据电压及频率的偏差率进一步确认电能量误差范围,所述电压及频率的偏差率公式为:
式(5)中,U0为标准智能表单相表信号初始电压值,为异常电能量信号电压值,f0为标准智能表单相表信号初始频率值,/>为异常电能量信号频率值;
根据异常电能量信号电压及频率的偏差率进行调节以实现标准智能表单相表信号的校准。
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