[發明專利]用于電能計量芯片的三相有功功率測量及串擾補償方法

有效

• 申請號: 201210585123.7
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103091525A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 潘科;韓明
• 申請（專利權）人: 上海貝嶺股份有限公司
• 主分類號: G01R11/50
• 分類號: G01R11/50;G01R11/17
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 章蔚強

技術領域

本發明涉及電能計量領域，尤其涉及一種用于電能計量芯片的三相有功功率測量及串擾補償方法。

背景技術

電能是重要的二次能源，在現代社會中普遍使用。電力的生產和其他產品的生產不同，其特點是發電廠發電、供電部門供電、用戶用電這三個部門形成一個系統，互相緊密聯系缺一不可，它們之間的相互銷售就需要一種計量技術在三個部門之間進行電能的用量計算，這種技術就是電能計量。

電能計量是電力企業生產、科研和經營管理不可缺少的一項重要基礎工作。從某種意義上說，電能計量工作是代表電力企業效益和質量水平的重要標志，是電力企業參與市場競爭的首要條件。沒有準確的電能計量，就沒有科學、合理性的電量數據。現今主要通過電能表中的計量芯片完成有功功率的計算。

目前，三相電能計量芯片多使用模擬前端和數字信號處理來進行計量計算，測量三相有功功率時，需要同時采樣三路電流及三路電壓。電流電壓的采樣共采用6路模擬到數字轉換器，這些模擬電路與后續數字電路集成被在一個芯片中，不可避免的存在模擬通道間的串擾。串擾噪聲在測量小信號功率時尤為明顯，信號串擾噪聲造成的測量誤差最大可達小信號功率測量值的0.5%，從而造成小信號功率計算誤差，如圖1、圖2和圖3所示。其中，圖1表示計量芯片內電路串擾物理層示意圖，圖中Insulator表示絕緣層；Substrate（ground）表示載板；圖2表示計量芯片內電路串擾layout（布線）示意圖，A、B、C表示三相；圖3表示計量芯片內電路串擾模型示意圖，Aggressor?net?A表示干擾連線A；Victim?net?B表示受干擾連線B；Aggressor?net?C表示干擾連線C；Driver表示前級驅動電路；Receiver表示后級接收電路。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于電能計量芯片的三相有功功率測量及串擾補償方法，解決了芯片中小信號容易受到串擾噪聲影響，而造成有功功率計算誤差的問題，實現三相有功功率的準確測量。

實現上述目的的技術方案是：

一種用于電能計量芯片的三相有功功率測量及串擾補償方法，所述電能計量芯片通過三個單相通道采樣三路電流信號和三路電壓信號，測量三相有功功率，一個單相通道對應一路電流信號和一路電壓信號，所述方法包括下列步驟：

步驟S1，分別根據對應于各單相通道的一路電流信號和一路電壓信號，計算各單相通道的單相有功功率其中：V為電壓信號的電壓值；I為電流信號的電流值；表示電壓和電流的相位差；

步驟S2，通過公式WATTS=單相有功功率+WATTOS，實現對各個單相有功功率的補償，其中：WATTS表示補償后的單相有功功率，WATTOS表示：有功功率失調校正；

步驟S3，分別針對每個單相通道，進行：將對應于單相通道的一路電流信號和一路電壓信號進行小信號檢測，判斷該電流信號和電壓信號是否為小信號，若是，則選擇所述補償后的單相有功功率作為該單相通道的單相輸出功率；若否，則選擇步驟S1中所述單相有功功率作為該單相通道的單相輸出功率；

步驟S4，將步驟S3中所得到三個單相輸出功率相加，得到總有功功率，并通過公式FWATT=總有功功率+FWATTOS*WATTFAT，實現總有功功率的逆補償，其中：FWATT表示逆補償后的總有功功率，FWATTOS表示逆補償后的有功功率失調校正；WATTFAT表示逆補償因數。

上述的用于電能計量芯片的三相有功功率測量及串擾補償方法，其中，所述逆補償因數根據三路路電流信號和三路電壓信號，計算得到。

上述的用于電能計量芯片的三相有功功率測量及串擾補償方法，其中，所述的有功功率失調校正和逆補償后的有功功率失調校正均通過寄存器配置。

本發明的有益效果是：本發明通過對每相有功功率測量進行小信號補償，對總有功功率測量進行一定數量的逆補償，從而抵消由于串擾噪聲帶來的誤差變化，避免因小信號受到串擾噪聲影響，而造成的有功功率計算誤差問題，實現電能計量芯片三相有功功率的準確測量。本發明實時性高，補償方式靈活，易于實現，具有很高的應用價值。

附圖說明

圖1是計量芯片內電路串擾物理層示意圖；

圖2是計量芯片內電路串擾layout示意圖；

圖3是計量芯片內電路串擾模型示意圖；

圖4是本發明的用于電能計量芯片的三相有功功率測量及串擾補償方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明作進一步說明。