[發(fā)明專利]電能表計量電路的仿真方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611055644.6
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106772204B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設計）人: 李文文;袁瑞銘;丁恒春;葉雪榮;魯觀娜;呂明東;巨漢基;鐘侃;牛皓;翟國富;劉影;姜振宇;呂言國;楊東升
• 申請（專利權）人: 國網冀北電力有限公司電力科學研究院;哈爾濱工業(yè)大學;華北電力科學研究院有限責任公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R35/04
• 分類號: G01R35/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 湯在彥;郭曉宇

本發(fā)明提出了一種電能表計量電路的仿真方法及裝置，其中方法包括：獲取電能表的原理圖與A/D轉換電路的參數(shù)；根據所述參數(shù)在Simulink軟件中建立A/D轉換電路的數(shù)字電路模型；根據所述電能表的原理圖，在Saber軟件中建立模擬電路模型；使用所述Saber軟件中的SaberCosim模塊對Simulink軟件中的所述數(shù)字電路模型與Saber軟件中所述模擬電路模型進行數(shù)據連接，所述數(shù)字電路模型與模擬電路模型共同組成聯(lián)合仿真模型；運行所述Saber軟件對所述聯(lián)合仿真模型進行聯(lián)合仿真，并計算所述電能表計量電路的仿真結果。本發(fā)明通過將Simulink與Saber的數(shù)據進行交換傳遞，實現(xiàn)了仿真軟件之間的優(yōu)勢互補，使得對智能電表計量過程的模擬更加準確。

技術領域

本發(fā)明涉及建模仿真領域，尤其涉及一種電能表計量電路的仿真方法及裝置。

背景技術

智能電能表是建立全國范圍智能電網的重要設備，其電能計量準確性直接關系用戶和國家電網的切身利益。智能電能表的計量電路可以分為模擬電路和數(shù)字電路兩個部分。目前，對電能表進行的仿真分析只針對其中一個部分，并且仿真時很少考慮電能表實際計量芯片內部A/D轉換等電路工作原理和有功功率等參數(shù)數(shù)字化計算方法。這會使得電能表計量電路仿真結果不能準確反映其實際計量情況，進而影響電能表設計結果。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于，解決目前電能表仿真過程中無法應用單一仿真軟件同時滿足對于電表工作過程中的數(shù)字過程和模擬過程準確仿真的問題。

為了達到上述目的，本發(fā)明提出了一種智能電能表計量電路的仿真方法，包括：獲取電能表的原理圖與A/D轉換電路的參數(shù)；根據所述參數(shù)在Simulink軟件中建立A/D轉換電路的數(shù)字電路模型；根據所述電能表的原理圖，在Saber軟件中建立模擬電路模型；使用所述Saber軟件中的SaberCosim模塊對Simulink軟件中的所述數(shù)字電路模型與Saber軟件中所述模擬電路模型進行數(shù)據連接，所述數(shù)字電路模型與模擬電路模型共同組成聯(lián)合仿真模型；運行所述Saber軟件對所述聯(lián)合仿真模型進行聯(lián)合仿真，并計算所述電能表計量電路的仿真結果。

進一步地，獲取電能表的A/D轉換電路的參數(shù)，并根據所述參數(shù)在Simulink軟件中建立A/D轉換電路的數(shù)字電路模型的步驟包括：獲取所述電能表的A/D轉換電路的標準電壓、寄存器位數(shù)以及數(shù)據更新頻率；根據所述標準電壓、寄存器位數(shù)以及數(shù)據更新頻率，使用MATLAB語言構造A/D轉換電路的數(shù)字電路模型，并設置所述數(shù)字電路模型的電壓放大倍數(shù)、火線電流放大倍數(shù)、零線電流放大倍數(shù)。

進一步地，所述根據所述電能表的原理圖，在Saber軟件中建立模擬電路模型的步驟包括：設置正弦電壓源、正弦電流源；通過搭建電阻串聯(lián)分壓網絡與無源濾波電路，建立電網電壓采樣電路并采集電網電壓采樣信號；通過搭建電阻串聯(lián)分壓網絡并將錳銅片設置成理想電阻，建立火線電流采樣電路并采集火線電流采樣信號；通過選擇并設定CurrentSensor模塊，搭建相應的電阻串聯(lián)分壓網絡，建立零線電流采樣電路并采集零線電流采樣信號；根據所述電能表的原理圖連接所述電網電壓采樣電路、火線電流采樣電路以及零線電流采樣電路、正弦電壓源以及正弦電流源，建立所述模擬電路模型。

進一步地，所述運行所述Saber軟件對所述聯(lián)合仿真模型進行聯(lián)合仿真包括：將所述電網電壓采樣信號、火線電流采樣信號與零線電流采樣信號發(fā)送給所述Simulink軟件中的所述數(shù)字電路模型；將電壓有效值、電流有效值、有功功率以及無功功率的計算公式離散化，得到離散化后的電壓有效值、電流有效值、有功功率以及無功功率的計算公式；將所述電網電壓采樣信號、火線電流采樣信號與零線電流采樣信號分別代入所述離散化后的電壓有效值、電流有效值、有功功率以及無功功率的計算公式，計算電壓有效值、電流有效值、有功功率以及無功功率，并將結果發(fā)送給所述Saber軟件中的所述模擬電路模型；設置所述Simulink軟件與Saber軟件的仿真步長，對所述聯(lián)合仿真模型進行聯(lián)合仿真。

進一步地，所述離散化后的電壓有效值、電流有效值、有功功率以及無功功率的計算公式為：