智能電表及電能質量測量方法

今天為大家介紹一項國家發明授權專利——智能電表及電能質量測量方法。該專利由浙江易享節能技術服務股份有限公司申請，并于2018年11月9日獲得授權公告。

內容說明

本發明涉及智能電表技術領域，尤其是涉及一種智能電表及電能質量測量方法。

發明背景

電能質量是指電力系統中電能的質量，包括電壓質量、電流質量、供電質量和用電質量。理想的電能應該是完美對稱的正弦波。一些因素會使波形偏離對稱正弦，由此便產生了電能質量問題。

在現代電力系統中，電壓暫降和中斷已成為最重要的電能質量問題。電能質量問題容易導致用電設備故障，影響用電設備的使用壽命。

然而，傳統電能質量測量設備，一般是由工作人員攜帶至待測電網處，然后由工作人員手動測量，測量比較不便。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種智能電表及電能質量測量方法，以緩解現有技術中存在的傳統電能質量測量設備，由工作人員攜帶至待測電網處，然后由工作人員手動測量，測量比較不便的技術問題。

第一方面，本發明實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、電能計量模塊和控制模塊；所述電壓采樣模塊的采樣端與待測電網連接，所述電壓采樣模塊的輸出端與所述電能計量模塊連接，用于采集待測電網的三相電壓信號，并將所述三相電壓信號發送給所述電能計量模塊；所述電流采樣模塊的采樣端與待測電網連接，所述電流采樣模塊的輸出端與所述電能計量模塊連接，用于采集待測電網的三相電流信號，并將所述三相電流信號發送給所述電能計量模塊；

所述電能計量模塊與所述控制模塊連接，用于對所述三相電壓信號及所述三相電流信號進行濾波放大處理，并向所述控制模塊輸出電壓計量數據及電流計量數據；所述控制模塊，用于基于所述電壓計量數據及所述電流計量數據進行計算，得到電能質量數據。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，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量數據上傳至服務器。結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，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算頻率低一個數量級。結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，還包括：掉電保護模塊；所述掉電保護模塊與所述控制模塊連接，用于對所述控制模塊進行掉電保護。結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，還包括：電源模塊；所述電源模塊用于為所述電能計量模塊供電。

第二方面，本發明實施例還提供一種電能質量測量方法，應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據及所述三相電壓數據；若接收到模式選擇指令，基于所述三相電流數據、所述三相電壓數據及預設算式集合計算電能質量數據。結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，若所述模式選擇指令選擇輸出第一組質量數據，所述基于所述三相電流數據、所述三相電壓數據及預設算式集合計算電能質量數據，包括：獲取當前電能質量數據來源的采樣時間和設備當天運行持續運行時長，采集電壓頻率及芯片溫度；

基于所述三相電流數據及所述三相電壓數據，按照所述預設算式集合中的公司，分別計算三相線電壓、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、三相無功功率、合相無功功率、三相視在功率、合相視在功率、三相功率因數、合相功率因數、三相電流總諧波和三相電壓總諧波；對三相有功功率進行積分運算，得到三相有功電量，對所述合相有功功率進行積分運算，得到合相有功電量。

結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第二種可能的實施方式，其中，若所述模式選擇指令選擇輸出第二組質量數據，所述基于所述三相電流數據、所述三相電壓數據及預設算式集合計算電能質量數據，包括：對所述所述三相電流數據及所述三相電壓數據分別進行FFT運算，得到基波及奇數次諧波含量；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。

結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第三種可能的實施方式，其中，若所述模式選擇指令選擇的模式為輸出第三組質量數據，所述電能質量數據包括：所述第一組質量數據及所述第二組質量數據。結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第四種可能的實施方式，其中，所述方法還包括：將計算得到的所述電能質量數據按照預設時間間隔發送給通信模塊，以使所述通信模塊將所述電能質量數據按照預設時間間隔上傳至服務器。

本發明實施例帶來了以下有益效果：本發明實施例通過電壓采樣模塊采集待測電網的三相電壓信號，并將三相電壓信號發送給所述電能計量模塊；電流采樣模塊采集待測電網的三相電流信號，并將三相電流信號發送給電能計量模塊；電能計量模塊對三相電壓信號及三相電流信號進行濾波放大處理，并向控制模塊輸出電壓計量數據及電流計量數據；控制模塊基于電壓計量數據及電流計量數據進行計算，可以得到電能質量數據。

本發明實施例能夠通過一直連接待測電網的電壓采樣模塊及電流采樣模塊對電網中的電信號進行電壓采樣和電流采樣，并根據采樣得到的三相電壓信號及三相電流信號計算得到電能質量數據，能夠自動測量待測電網的電能質量，無需工作人員到現場手動操作，電能質量測量更簡單方便。