今天為大家介紹一項(xiàng)國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利——智能電表及電能質(zhì)量測(cè)量方法。該專利由浙江易享節(jié)能技術(shù)服務(wù)股份有限公司申請(qǐng)，并于2018年11月9日獲得授權(quán)公告。

內(nèi)容說(shuō)明

本發(fā)明涉及智能電表技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種智能電表及電能質(zhì)量測(cè)量方法。

發(fā)明背景

電能質(zhì)量是指電力系統(tǒng)中電能的質(zhì)量，包括電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量和用電質(zhì)量。理想的電能應(yīng)該是完美對(duì)稱的正弦波。一些因素會(huì)使波形偏離對(duì)稱正弦，由此便產(chǎn)生了電能質(zhì)量問(wèn)題。

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電壓暫降和中斷已成為最重要的電能質(zhì)量問(wèn)題。電能質(zhì)量問(wèn)題容易導(dǎo)致用電設(shè)備故障，影響用電設(shè)備的使用壽命。

然而，傳統(tǒng)電能質(zhì)量測(cè)量設(shè)備，一般是由工作人員攜帶至待測(cè)電網(wǎng)處，然后由工作人員手動(dòng)測(cè)量，測(cè)量比較不便。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種智能電表及電能質(zhì)量測(cè)量方法，以緩解現(xiàn)有技術(shù)中存在的傳統(tǒng)電能質(zhì)量測(cè)量設(shè)備，由工作人員攜帶至待測(cè)電網(wǎng)處，然后由工作人員手動(dòng)測(cè)量，測(cè)量比較不便的技術(shù)問(wèn)題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種智能電表，包括：電壓采樣模塊、電流采樣模塊、電能計(jì)量模塊和控制模塊；所述電壓采樣模塊的采樣端與待測(cè)電網(wǎng)連接，所述電壓采樣模塊的輸出端與所述電能計(jì)量模塊連接，用于采集待測(cè)電網(wǎng)的三相電壓信號(hào)，并將所述三相電壓信號(hào)發(fā)送給所述電能計(jì)量模塊；所述電流采樣模塊的采樣端與待測(cè)電網(wǎng)連接，所述電流采樣模塊的輸出端與所述電能計(jì)量模塊連接，用于采集待測(cè)電網(wǎng)的三相電流信號(hào)，并將所述三相電流信號(hào)發(fā)送給所述電能計(jì)量模塊；

所述電能計(jì)量模塊與所述控制模塊連接，用于對(duì)所述三相電壓信號(hào)及所述三相電流信號(hào)進(jìn)行濾波放大處理，并向所述控制模塊輸出電壓計(jì)量數(shù)據(jù)及電流計(jì)量數(shù)據(jù)；所述控制模塊，用于基于所述電壓計(jì)量數(shù)據(jù)及所述電流計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到電能質(zhì)量數(shù)據(jù)。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，還包括：通信模塊；所述通信模塊與所述控制模塊連接，用于在所述控制模塊的控制下將所述電能質(zhì)量數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器。結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，所述電壓采樣模塊和電流采樣模塊的采樣頻率比所述控制模塊的計(jì)算頻率低一個(gè)數(shù)量級(jí)。結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中，還包括：掉電保護(hù)模塊；所述掉電保護(hù)模塊與所述控制模塊連接，用于對(duì)所述控制模塊進(jìn)行掉電保護(hù)。結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中，還包括：電源模塊；所述電源模塊用于為所述電能計(jì)量模塊供電。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種電能質(zhì)量測(cè)量方法，應(yīng)用于所述的智能電表中，所述方法包括：獲取所述三相電流數(shù)據(jù)及所述三相電壓數(shù)據(jù)；若接收到模式選擇指令，基于所述三相電流數(shù)據(jù)、所述三相電壓數(shù)據(jù)及預(yù)設(shè)算式集合計(jì)算電能質(zhì)量數(shù)據(jù)。結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，若所述模式選擇指令選擇輸出第一組質(zhì)量數(shù)據(jù)，所述基于所述三相電流數(shù)據(jù)、所述三相電壓數(shù)據(jù)及預(yù)設(shè)算式集合計(jì)算電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，包括：獲取當(dāng)前電能質(zhì)量數(shù)據(jù)來(lái)源的采樣時(shí)間和設(shè)備當(dāng)天運(yùn)行持續(xù)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，采集電壓頻率及芯片溫度；

基于所述三相電流數(shù)據(jù)及所述三相電壓數(shù)據(jù)，按照所述預(yù)設(shè)算式集合中的公司，分別計(jì)算三相線電壓、三相相電壓有效值、三相有效電流、三相有功功率、合相有功功率、三相無(wú)功功率、合相無(wú)功功率、三相視在功率、合相視在功率、三相功率因數(shù)、合相功率因數(shù)、三相電流總諧波和三相電壓總諧波；對(duì)三相有功功率進(jìn)行積分運(yùn)算，得到三相有功電量，對(duì)所述合相有功功率進(jìn)行積分運(yùn)算，得到合相有功電量。

結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，若所述模式選擇指令選擇輸出第二組質(zhì)量數(shù)據(jù)，所述基于所述三相電流數(shù)據(jù)、所述三相電壓數(shù)據(jù)及預(yù)設(shè)算式集合計(jì)算電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，包括：對(duì)所述所述三相電流數(shù)據(jù)及所述三相電壓數(shù)據(jù)分別進(jìn)行FFT運(yùn)算，得到基波及奇數(shù)次諧波含量；基于所述三相電流諧波與基波和所述三相電壓諧波與基波，計(jì)算三相基波電流值、三相奇次諧波電流值、三相基波電壓值和三相奇次諧波電壓值；基于所述三相電流全波及總諧波值和所述三相電壓全波及總諧波值，電流畸變率和電壓畸變率。

結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中，若所述模式選擇指令選擇的模式為輸出第三組質(zhì)量數(shù)據(jù)，所述電能質(zhì)量數(shù)據(jù)包括：所述第一組質(zhì)量數(shù)據(jù)及所述第二組質(zhì)量數(shù)據(jù)。結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中，所述方法還包括：將計(jì)算得到的所述電能質(zhì)量數(shù)據(jù)按照預(yù)設(shè)時(shí)間間隔發(fā)送給通信模塊，以使所述通信模塊將所述電能質(zhì)量數(shù)據(jù)按照預(yù)設(shè)時(shí)間間隔上傳至服務(wù)器。

本發(fā)明實(shí)施例帶來(lái)了以下有益效果：本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)電壓采樣模塊采集待測(cè)電網(wǎng)的三相電壓信號(hào)，并將三相電壓信號(hào)發(fā)送給所述電能計(jì)量模塊；電流采樣模塊采集待測(cè)電網(wǎng)的三相電流信號(hào)，并將三相電流信號(hào)發(fā)送給電能計(jì)量模塊；電能計(jì)量模塊對(duì)三相電壓信號(hào)及三相電流信號(hào)進(jìn)行濾波放大處理，并向控制模塊輸出電壓計(jì)量數(shù)據(jù)及電流計(jì)量數(shù)據(jù)；控制模塊基于電壓計(jì)量數(shù)據(jù)及電流計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，可以得到電能質(zhì)量數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實(shí)施例能夠通過(guò)一直連接待測(cè)電網(wǎng)的電壓采樣模塊及電流采樣模塊對(duì)電網(wǎng)中的電信號(hào)進(jìn)行電壓采樣和電流采樣，并根據(jù)采樣得到的三相電壓信號(hào)及三相電流信號(hào)計(jì)算得到電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，能夠自動(dòng)測(cè)量待測(cè)電網(wǎng)的電能質(zhì)量，無(wú)需工作人員到現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作，電能質(zhì)量測(cè)量更簡(jiǎn)單方便。