[發明專利]可實現雙向計量的智能電表的總電量累加方法

有效

• 申請號: 201010615727.2
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102200544A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 孟珺遐
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: G01R11/57
• 分類號: G01R11/57
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域：

本發明涉及一種累加方法，具體涉及可實現雙向計量的智能電表的總電量累加方法。

背景技術：

專用電能計量芯片通常能夠實時判斷潮流方向，其對應寄存器中計量值的符號也隨之發生變化。具體地說，如果指定有功功率的參考方向為電網流向用戶，則當有功功率的方向與參考方向相反時為負功率，表示用戶向電網回送電能，對應寄存器中的計量值為負數；當有功功率的方向與參考方向一致時為正功率，表示用戶從電網汲取電能，對應寄存器中的計量值為正數。

電量在專用電能計量芯片中的計量過程分成兩個階段。第一階段由集成在芯片中的DSP完成，它對功率做有符號的積分運算并將結果暫存在一個內部寄存器中。當積分結果達到用戶設定的閾值時，DSP在輸出一個脈沖的同時，用內部寄存器中存儲的積分結果減去閾值；第二階段計數DSP輸出的脈沖個數，并將計數值暫存在累加寄存器中。當MCU讀取計數值時，該計數值將從累加寄存器轉存到能量寄存器中，能量寄存器或者清零，或者保留原計數值。DSP輸出的脈沖分頻后得到電表的能量脈沖，分頻倍數取決于電表常數。

目前使用的電子式電能表幾乎都采用計數能量脈沖，通過指示燈顯示的脈沖個數來計算用戶的用電量。例如，某電子式電能表的常數是4000imp/kW·h，當脈沖個數累加(通常通過MCU中的定時器實現)到400個時，用戶就消耗了0.1kW·h的電量。這種簡單的電量累加方法存在下述諸多缺點：

(1)電磁干擾可能導致脈沖個數的增加或減少，從而造成計量誤差；

(2)設計者通常指定一個計數閾值，譬如上文的400。當計數器計到這個數值時，才會將計數值清零并將該部分電量累加到總電量中；若要隨機讀取當前的計數值，則可能會產生±1個脈沖的計數誤差。如果當前的計數值不是400，則會帶來較大的計算誤差。

譬如，若當前的計數值為13，則13/4000＝0.00325kW·h，軟件很可能將小數點后的325截掉，因此丟掉了這部分電量。

(3)若專用電能計量芯片的計量原理是對功率，而不是功率的絕對值積分，大的閾值(在電能計量芯片的相關寄存器中設置，當積分值達到此閾值時，電能計量芯片中的DSP輸出一個脈沖)會帶來大的雙向計量誤差。

目前，大多數的MCU芯片只支持整數運算，如果要在這些MCU上進行小數運算，定點小數運算應該是最佳選擇。雖然用浮點MCU來做應該容易的多，但低成本也是非常重要的，定點機器比相應的浮點機器要便宜，而且速度更快。

發明內容：

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種能完成雙向總電量累加的算法。

本發明提供的可實現雙向計量的智能電表的總電量累加方法，其改進之處在于：所述方法包括累加正反向總電量和累加各費率的正反向總電量；

使用“讀復位”模式的能量寄存器。

本發明提供的第一優選方案的累加方法，其改進之處在于：所述累加正反向總電量包括下述步驟：

a)軟件判斷MCU從能量寄存器中讀取的計數值Reader的符號；

b)將a)的計數值除以C，整數商存放在Int中，余數存放在Dec中；

c)將b)中的整數和余數分別與存儲器中的原有數據做正反向總電量的累加。

本發明提供的第二優選方案的累加方法，其改進之處在于：所述累加各費率正反向總電量的步驟為：

1)軟件判斷Reader的符號和某費率的總電量TAEnergy的符號；

2)根據Reader和TAEnergy的符號，確定情況類型，將Reader累加到相應費率的總電量上。

本發明提供的第三優選方案的累加方法，其改進之處在于：所述寄存器中的數據為二進制補碼形式，負數則需要將其變換成原碼形式，并屏蔽符號位。

本發明提供的第四優選方案的累加方法，其改進之處在于：由電能計量芯片中閾值寄存器中數據確定所述C值。

本發明提供的第五優選方案的累加方法，其改進之處在于：所述Reader為正數，將其累加到正向總電量上；整數商和正向總電量的整數部分PEInt相加；余數和正向總電量的小數部分PEDec相加；PEDec≥C，向整數進位，并將PEDec-C所得數據作為下一次累加的小數部分。

本發明提供的第六優選方案的累加方法，其改進之處在于：所述情況類型包括：

所述Reader為負數，所述TAEnergy為負數；

所述Reader為正數，所述TAEnergy為正數；

所述Reader為正數，所述TAEnergy為負數；

所述Reader為負數，所述TAEnergy為正數。