具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本申请实施例第一方面提供了一种应用于三相四线电能表的电能计量方法，包括步骤S10至步骤S40。

步骤S10：获取所述三相四线电能表的电压向量信息和电流向量信息。

在本实施例中，通过接线检测装置对三相四线电能表接入的四条电源线的电压和电流进行检测，从而获取对应的电压向量信息和电流向量信息。

在本实施例中，图2为三相四线电能计量装置接线图，参见图2所示，三相四线电能表的正常接线种类有三种，即接线种类(a)：电压接UaUbUcUn，电流接+Ia+Ib+Ic；接线种类(b)：电压接UbUcUaUn，电流接+Ib+Ic+Ia；接线种类(c)：电压接UcUaUbUn，电流接+Ic+Ia+Ib；其余的接线方式均为错误接线种类，上述三种接线种类(接线种类(a)、接线种类(b)、接线种类(c))共包括1152中接线方式，参见表1所示。

表1：

步骤S20：根据所述电压向量信息和所述电流向量信息生成矢量图数据。

在本实施例中，不考虑电流、电压的相位关系，电压接线方式中有2种矢量关系：电压正相序、电压逆相序；考虑电压线是否接入到零线，电压接线方式中共4种矢量关系：零线正常接线、电压通道1接入零线、电压通道2接入零线、电压通道3接入零线；电流接线方式中有8种矢量关系：电流正相序、电流逆相序、电流极性正常、通道1电流反极性、通道2电流反极性、通道3电流反极性；因此，电压接线方式、电流接线方式共可组合出2*4*8＝64种矢量图，参见表2所示。

表2：

在本实施例中，将三相四线电能表中所有矢量图分成64种，每1种矢量图，对应6类接线方式，该分类方法的目的是覆盖全接线方式，覆盖全功率因数应用场景。

在其中一个实施例中，步骤S20中，根据所述电压向量信息和所述电流向量信息生成矢量图数据，包括：获取电压的向量角度和电流的向量角度；根据所述电压的向量角度和所述电流的向量角度确定所述三相四线电能表的接线方式对应的矢量图。

在本实施例中，获取三线四线电能表的电压向量角度和电流向量角度，判断电压向量之间的电压夹角和电流向量之间的电流夹角，基于该电压夹角和电流夹角按照预设的电压矢量判定方式表和电流矢量判定方式表判定出当前接线方式的矢量图。

在其中一个实施例中，图3为电压接线方式的矢量图，图4为电流接线方式的矢量图，参见图3和图4所示，在本实施例中，电压Ua/Ub/Uc/Un之间有24种接线方式，但电压矢量图只有8种，如下：

(1)电压正相序、零线正常接线；参见图3(a)所示，电表通道u1u2u3u4分别接表台UnUbUcUa，电压正相序，通道1电压线接入零线，u1的矢量夹角为0°，u2与u1的矢量夹角为-30°，u3与u1的矢量夹角为30°。

(2)电压正相序、通道1电压线接入零线；参见图3(c)所示，电表通道u1u2u3u4分别接表台UnUbUcUa，电压正相序，通道1电压线接入零线，u1的矢量夹角为0°，u2与u1的矢量夹角为-30°，u3与u1的矢量夹角为30°。

(3)电压正相序、通道2电压线接入零线；参见图3(e)所示，电表通道u1u2u3u4分别接表台UaUnUcUb，电压正相序，通道2电压线接入零线，u1的矢量夹角为0°，u2与u1的矢量夹角为-30°，u3与u1的矢量夹角为-60°。

(4)电压正相序、通道3电压线接入零线；参见图3(g)所示，电表通道u1u2u3u4分别接表台UaUbUnUc，电压正相序，通道3电压线接入零线，u1的矢量夹角为0°，u2与u1的矢量夹角为60°，u3与u1的矢量夹角为30°。

(5)电压逆相序、零线正常接线；参见图3(b)所示，电表通道u1u2u3u4分别接表台UaUcUbUn，电压逆相序，u1的矢量夹角为0°，u2与u1的矢量夹角为-120°，u3与u1的矢量夹角为120°。

(6)电压逆相序、通道1电压线接入零线；参见图3(d)所示，电表通道u1u2u3u4分别接表台UnUcUbUa，电压逆相序，通道1电压线接入零线，u1的矢量夹角为0°，u2与u1的矢量夹角为30°，u3与u1的矢量夹角为-30°。

(7)电压逆相序、通道2电压线接入零线；参见图3(f)所示，电表通道u1u2u3u4分别接表台UaUcUnUb，电压逆相序，通道2电压线接入零线，u1的矢量夹角为0°，u2与u1的矢量夹角为-60°，u3与u1的矢量夹角为-30°。

(8)电压逆相序、通道3电压线接入零线；参见图3(h)所示，电表通道u1u2u3u4分别接表台UaUnUbUc，电压逆相序，通道3电压线接入零线，u1的矢量夹角为0°，u2与u1的矢量夹角为30°，u3与u1的矢量夹角为60°。

表3为电压矢量判定方式表。

表3：

表4为电流矢量判定方式表，根据表4可知，通过电流通道1、2、3之间的夹角，就可以判定出电流的相序，即电流为正相序或者逆相序。此时，通过电流之间的夹角，只能初步判定出电流极性的类别，共8类。

表4：

步骤S30：获取负载信息，并根据所述矢量图数据和所述负载信息确定三相四线电能表的接线方式。

在其中一个实施例中，步骤S30中，获取负载信息，并根据所述矢量图数据和所述负载信息确定三相四线电能表的接线方式包括：根据所述矢量图数据确定最多6种接线方式；获取负载信息，并根据所述负载信息从所述最多6种接线方式中筛选出所述三相四线电能表的接线方式。

在其中一个实施例中，所述根据所述矢量图数据确定最多6种接线方式，包括：对所述三相四线电能表的1152种接线类型的矢量图进行归类处理得到64种唯一矢量图，其中，每个唯一矢量图对应6种接线方式。

在本实施例中，对三相四线全部可能存在1152种接线类型的矢量图进行归类，最终缩小到64种唯一的矢量图，每个矢量图对应6种接线方式。

在其中一个实施例中，初步判定电流之间的夹角和电压之间的夹角之后，可以判定出矢量图。每一种矢量图类型，可能存在的接线方式最多只有6类，每一类对应3种接线方式；再根据现场给出的负载功率因数，可进一步缩小到每1类接线方式。

在本实施例中，三相四线电能表的接线方式共有六类可能的接线方式，与三相三相的区别在于，三相三线每1种矢量图，对应6种接线方式，而三相四对应18种接线方式，其中每3组接线方式矢量图是完全一样的，可以认为一个矢量图对应6类接线方式。

例如，以下三种接线方式，矢量图是完全一样，可以认为是一类接线方式，均为正确接线。

电压接A/B/C/N，电流接IA+/IB+/IC+；

与电压接B/C/A/N，电流接IB+/IC+/IA+；

与电压接C/A/B/N，电流接IC+/IA+/IB+。

步骤S40：根据所述三相四线电能表的接线方式生成电能数据。

在本实施例中，可以根据输入的负载信息进一步判断接线方式，并根据所述三相四线电能表的接线方式生成电能数据。

在其中一个实施例中，参见图5所示，以电压通道u1u2u3u4分别接UaUnUbUc，电流通道i1i2i3分别接-Ia/+Ic/+Ib，在功率因数PF＝1.0下，且三相电压对称情况为例。

在本实施例中，电压通道1的测量电压(即)相对于正确接线电压(即)的夹角为30°；

电压通道2的测量电压(即)相对于正确接线电压(即)的夹角为60°；

电压通道3的测量电压(即)相对于正确接线电压(即)的夹角为90°；

电流通道1的测量电流(即)相对于正确接线电压(即)的夹角为180°；

电流通道2的测量电流(即)相对于正确接线电压(即)的夹角为240°；

电流通道3的测量电流(即)相对于正确接线电压(即)的夹角为120°；

在本实施例中，由于功率因数PF＝1.0，则正确接线下电流电压夹角

因此，实测的电流电压夹角与正确接线下电流电压夹角的关系为：

又纠正后正确电压、电流的有效值为：

u2’＝u2；

i1’＝i1；

i2’＝i3；

i3’＝i2；

则纠正后的有功功率计算公式为：

其他接线方式的推导公式以此类推。

在其中一个实施例中，表5为矢量图对应的6种接线方式，例如，假设已知负载为感性，潮流为正向，且已经判断出来电流电压矢量图为“电压正相序，零线正常接线，电流正相序，电流极性正常”则各接线方式的θ1可能范围如下：∈[0°，90°)，若当前实测θ1＝50°，那么可能的接线方式就只可能是①，从而可以确定当前的三相四线电能表的实际接线方式。

表5：

在本实施例中，最多保存6套电能数据，并可同时输出6套电能脉冲，这6套脉冲可用于任意接线三相四线电能表的检定和认证工作。实际应用时，需要根据现场提供的负载信息，识别出只有一套电能数据有效，可以根据该有效电能数据，输出正确的电能脉冲。当前负载的实际功率，以及该脉冲的频率，可以计算作为检定“功率纠正是否正确”的依据。

在一个实施例中，所述根据所述三相四线电能表的接线方式生成电能数据，包括：根据所述三相四线电能表的接线方式对所述三相四线电能表内部的相序进行调整；根据调整后的相序采用预设的电量计算公式计算电能数据。

在一个实施例中，所述电能计量方法还包括：根据调整后的相序计算的电量和所述三相四线电能表当前的电量计算追补电量。

在本实施例中，三相四线电能表使用遍历的方式考虑各种负载特性，所有负载特性下的追补电能均实时计量下来，在实验室检定阶段，可对各种负载特性下的任意接线计量进行精度检定；在实际应用情况下，由用户提供负载特性信息，电表可以根据负载信息进一步判定接线方式，得到唯一的正确接线方式，进而得到唯一正确的计量电能。对于任意一种追补电能，都能实时的输出电能脉冲，可以方便的对追补电能的精度做检定和认证。

图6为本申请实施例提供的一种电能计量装置的结构示意图，参见图6所示，本实施例中的电能计量装置40包括：

接线检测模块41，用于获取所述三相四线电能表的电压向量信息和电流向量信息，并根据所述电压向量信息和所述电流向量信息生成矢量图数据；

功率纠正模块42，用于获取负载信息，并根据所述矢量图数据和所述负载信息确定三相四线电能表的接线方式；

电能计算模块43，用于根据所述三相四线电能表的接线方式生成电能数据。

在本实施例中，接线检测模块41采集到电压、电流向量信息后，获取三相四线电能表在任意接线下的电压向量信息和电流向量信息，并根据所述电压向量信息和所述电流向量信息生成矢量图数据；接线检测模块41判断出矢量图后，可能的接线方式最多只有6种，功率纠正模块42根据所述矢量图数据和所述负载信息确定电能表的接线方式，即根据用户提供的负载信息，即负载功率因数角范围，进一步筛选接线方式。电能计算模块43根据功率纠正模块42输出至少一套电能数据。

在一个实施例中，电能计算模块43还用于根据调整后的相序计算的电量和所述三相四线电能表当前的电量计算追补电量。

图7是本申请实施例提供的一种终端设备的结构框图。如图7所示，该实施例的终端设备50包括：处理器51、存储器52以及存储在所述存储器52中并可在所述处理器51上运行的计算机程序53，例如电能计量方法的程序。处理器51执行所述计算机程序53时实现上述各个电能计量方法各实施例中的步骤，例如图1中的步骤S10-步骤S40。或者，所述处理器51执行所述计算机程序53时实现上述图5对应的实施例中各单元的功能，例如，图6所示的模块41至43的功能，具体请参阅图6对应的实施例中的相关描述，此处不赘述。

示例性的，所述计算机程序53可以被分割成一个或多个单元，所述一个或者多个单元被存储在所述存储器52中，并由所述处理器51执行，以完成本申请。所述一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序53在所述终端设备50中的执行过程。例如，所述计算机程序53可以被分割成确定单元、执行单元以及上报单元各单元具体功能如上所述。

所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器51、存储器52。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是终端设备50的示例，并不构成对终端设备50的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器51可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器52可以是所述终端设备50的内部存储单元，例如终端设备50的硬盘或内存。所述存储器52也可以是所述终端设备50的外部存储设备，例如所述终端设备50上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器52还可以既包括所述终端设备50的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器52用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器52还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

本申请实施例具备以下技术效果：

(1)实时性，错误接线场景下，实时计算出正确的功率，避免了“核定错误接线期间的平均功率因数”的操作。

(2)使用场景全，将所有场景可能都考虑到了，负载的功率因数范围在任意角度，都能正确计量。

(3)覆盖所有三相四线接线方式。

(4)检定方便，按正确的功率输出脉冲，便于检定电能纠正的正确性。

(5)采用电压、电流的矢量计算正确功率，公式简单严谨。

(6)方法严谨，不需要假设各相间的电压以及电流是平衡状态，因此不会引入近似带来的误差。

(7)本方案可存储多套电能，可靠性高。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。