应用于三相三线电能表的电能计量方法、电能计量装置

文档序号:934449 发布日期:2021-03-05 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 应用于三相三线电能表的电能计量方法、电能计量装置 (Electric energy metering method and electric energy metering device applied to three-phase three-wire electric energy meter ) 是由 李秋实 易文 苗书立 于 2020-12-15 设计创作,主要内容包括:本申请属于电力计量技术领域,提供了一种应用于三相三线电能表的电能计量方法、电能计量装置、终端设备以及计算机可读存储介质,通过获取三相三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,然后获取负载信息,并根据所述矢量图数据和所述负载信息确定所述三相三线电能表的接线方式,根据所述三相三线电能表的接线方式生成电能数据,可实现电表任意接线方式下,均能正确进行电能计量,并且支持任意电网应用场景下均能输出正确的电能脉冲。(The utility model belongs to the technical field of electric power measurement, a be applied to electric energy metering method, electric energy metering device, terminal equipment and the readable storage medium of computer of three-phase three-wire electric energy meter are provided, through obtaining voltage vector information and current vector information of three-phase three-wire electric energy meter under arbitrary wiring, and according to voltage vector information with current vector information generates vector diagram data, then obtains load information, and according to vector diagram data with load information confirms the mode of wiring of three-phase three-wire electric energy meter, according to the mode of wiring of three-phase three-wire electric energy meter generates electric energy data, can realize under the arbitrary mode of wiring of ammeter, the homoenergetic correctly carries out the electric energy measurement to support homoenergetic output correct electric energy pulse under the arbitrary electric wire netting applied scene.)

应用于三相三线电能表的电能计量方法、电能计量装置

技术领域

本申请属于电力计量技术领域,尤其涉及一种应用于三相三线电能表的电能计量方法、电能计量装置、终端设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

三相三线电能表,在电网中,应用数量巨大,由于接线较复杂,较易发生接线错误;一旦发生,会与用户产生经济纠纷,增加营销工作负担。目前的计算线路的故障追补电量,通常是工作人员根据公式一步步进行推导计算。但是,由于公式步骤比较繁琐,能够熟练掌握计量计算的人员比例占少数,并且为了保证计算的准确,往往需要多次计算,增加了工作人员的工作负担,且效率低,差错率高。这种通过公式推导的方式,很难获得客户的认可,而且不能验证其正确性,在实际工作中容易产生纠纷。

现有的故障电量追补方法及系统虽然提出了三相三线错误接线方式的判定方法,以及对电量的追补方式,但是存在以下缺陷

(1)假定了感性负载运行在(0,60°)区间,容性负载运行在(300,360°)区间。实际电网环境较为复杂,当电表运行在联络线环境,即潮流会发生改变时,运用该方法追补电能,则会发生错误。

(2)当电表发生错误接线时,即使已经检测出了错误接线,但电表的脉冲输出仍然是错误的,无法直观的判断追补的正确性,不能按照电能表的检定标准对电能追补的精度和合法性进行考核。

(3)通过功率因数角计算正确功率,流程复杂,且用到的近似方法会导致误差。

发明内容

本申请的目的在于提供了一种应用于三相三线电能表的电能计量方法、电能计量装置、终端设备以及计算机可读存储介质,可以在任意接线方式下均能正确进行电能计量,输出正确的电能脉冲,旨在解决现有的电量追补方法存在误差的问题。

本申请实施例第一方面提供了一种应用于三相三线电能表的电能计量方法,包括:

获取三相三线电能表在任意接线下的电压向量信息和电流向量信息;

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;

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所述三相三线电能表的接线方式;

根据所述三相三线电能表的接线方式生成电能数据。

可选的,所述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三线电能表的接线方式对应的矢量图。

可选的,所述获取负载信息,并根据所述矢量图数据和所述负载信息确定所述三相三线电能表的接线方式,包括:

根据所述矢量图数据确定接线方式的范围;

获取负载信息,并根据所述负载信息从所述接线方式的范围中筛选电能表的接线方式。

可选的,所述根据所述矢量图数据确定接线方式的范围,包括:

将所述矢量图数据与预设的矢量图数据进行比对,以确定接线方式的范围。

可选的,所述根据所述三相三线电能表的接线方式生成电能数据,包括:

根据所述三相三线电能表的接线方式对所述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。

可选的,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电能表当前的电量计算追补电量。

本申请实施例第二方面还提供了一种电能计量装置,包括:

接线检测模块,用于获取三相三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;

功率纠正模块,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所述三相三线电能表的接线方式;

电能计算模块,用于根据所述三相三线电能表的接线方式生成电能数据。

可选的,所述电能计算模块还用于根据调整后的相序计算的电量和所述电能表当前的电量计算追补电量。

本申请实施例第三方面还提供了一种终端设备,所述终端设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述终端设备上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述电能计量方法的步骤。

本申请实施例第四方面还提供了计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述电能计量方法的步骤。

本申请实施例提供了一种应用于三相三线电能表的电能计量方法、电能计量装置、终端设备以及计算机可读存储介质,通过获取三相三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,然后获取负载信息,并根据所述矢量图数据和所述负载信息确定所述三相三线电能表的接线方式,根据所述三相三线电能表的接线方式生成电能数据,可实现电表任意接线方式下,均能正确进行电能计量,并且支持任意电网应用场景下均能输出正确的电能脉冲。

附图说明

图1为本申请的一个实施例提供的电能计量方法的流程示意图;

图2为本申请的另一个实施例提供的三相三线电能表的接线示意图;

图3a-3f为本申请实施例提供的电压矢量图;

图4a-4d为本申请实施例提供的电流矢量图;

图5为本申请的一个实施例提供的电能计量装置的结构示意图;

图6为本申请的一个实施例提供的终端设备的结构示意图。

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三线电能表的电能计量方法,参见图1所示,本实施例中的电能计量方法包括步骤S10至步骤S40。

步骤S10:获取三相三线电能表在任意接线下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电能表接入的三条电源线的电压向量和电流进行检测,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,三相三线电能表接入的三条电源线的接线方式共有48种,具体的,对于检测的电压向量信息,电压向量信息包括电压相序种类,参见图2中的三相三线电能计量装置接线图,电压相序种类有6种,其中,UaUbUc(Ua,Ub,Uc为三条电源线)为正常接线,UbUcUa、UcUaUb为错排序(即正相序),UaUcUb、UbUaUc、UcUbUa为逆向序。

具体的,在本实施例,对于检测的电流向量信息,电流向量信息包括电流相序种类,IaIc为正常接线,IcIa为错误接线。

具体的,在本实施例,电流向量信息还包括电流极性种类,Ia+Ic+为正常接线,Ia+Ic-,Ia-Ic-,Ia-Ic+为错误接线。

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,电压有2种矢量关系,电压的矢量关系包括:电压正相序、电压逆相序;电流有4种矢量关系,电流的矢量关系包括:电流正相序、电流逆相序、电流极性正常、一相电流反极性;因此,基于电电压向量信息和所述电流向量信息共可组合得到2*4=8种矢量图。

具体的,电流矢量图方式参见表1。

表1:

序号 矢量图方式
1 电压正相序,电流正相序
2 电压正相序,电流正相序,一相电流反极性
3 电压正相序,电流逆相序
4 电压正相序,电流逆相序,一相电路反极性
5 电压逆相序,电流正相序
6 电压逆相序,电流正相序,一相电流反极性
7 电压逆相序,电流逆相序
8 电压逆相序,电流逆相序,一相电流反极性

作为本申请的一个实施例,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,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三线电能表的接线方式对应的矢量图。

在本实施例中,电源线Ua、Ub、Uc之间有6种接线方式,但是只有电压正相序矢量图和电压逆相序矢量图,具体的,电压正相序矢量图中,Uab和Ucb之间的夹角为300°,具体参见图3a、图3b以及图3c所示。在电压逆相序矢量图中,Uac和Ubc之间的夹角为60°,具体参见图3d、图3e以及图3f。

作为本申请的一个实施例,电流正相序矢量图参见图4a和图4b所示,电流逆相序矢量图参见图4c和图4d所示。

作为本申请的一个实施例,电压矢量的判定方式参见表2所示。

表2:

在本实施例中,由于电流的相序只和电流之间的夹角有关,通过电流通道3和电流通道1的夹角,即可以判定出电流正相序/电流逆相序。通过电流之间的夹角,只能初步判定出电流反极性的类别,共四类,如表3所示。

表3:

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所述三相三线电能表的接线方式。

在本实施例中,通过负载信息以及所检测得到的矢量图确定所述三相三线电能表的接线方式。具体的,由当前的矢量图以及当前负载的功率因数信息确定所述三相三线电能表的接线方式。

作为本申请的一个实施例,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所述三相三线电能表的接线方式,包括:根据所述矢量图数据确定接线方式的范围;获取负载信息,并根据所述负载信息从所述接线方式的范围中筛选电能表的接线方式。

具体的,在本实施例中,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,对于同一矢量图下,可能存在6种接线方式:(1)电压正相序,电流正相序;(2)电压正相序,电流正相序,一相电流反极性;(3)电压正相序,电流逆相序;(4)电压正相序,电流逆相序,一相电流反极性;(5)电压逆相序,电流正相序;(6)电压逆相序,电流正相序,一相电流反极性;(7)电压逆相序,电流逆相序;(8)电压逆相序,电流逆相序,一相电流反极性,具体,参见表4所示,。

表4:

参见表4,在本实施例中,通过将同一矢量图中的6种接线方式分类,按照预设的功率计算公式Pw=U1'*I1'*COS(∠β1')+U2'*I2'*COS(∠β2')计算每一种接线方式的功率,其中,U1'、U2'、i1'、i2’、∠β1’、∠β2’,分别为纠正的电压、电流、功率;U1、U2、i1、i2、∠β1、∠β2,分别为实测的电压、电流、功率因数角。

在本实施例中,每一种矢量图类型,可能存在的接线方式最多只有六种;再根据现场给出的负载功率因数,可进一步缩小接线方式种类。

具体的,作为本申请的一个实施例,根据所述矢量图数据确定接线方式的范围,包括:将所述矢量图数据与预设的矢量图数据进行比对,以确定接线方式的范围。

步骤S40:根据所述三相三线电能表的接线方式生成电能数据。

在本实施例中,由确定的电能表的接线方式,基于预设的参数计算电能数据,例如,电压通道3和电压通道1夹角∠U3U1,电流通道1和电压通道1夹角∠I1U1,电流通道2和电压通道1夹角∠I2U1,以及电压通道1有效值电压通道2有效值来计算出正确的功率。

作为本申请的一个实施例,可以根据输入的负载信息进一步判断接线方式,例如,以“电压正相序、电流正相序”矢量图为例,表5为矢量图对应的6种接线方式,假设已知负载为感性,潮流为正向,且已判断出电流电压矢量图为“电压正相序,电流正相序”,则各接线方式的θ1可能范围如下:∈[0°,90°),参见表5所示。

若当前实测θ1=50°,那么可能的接线方式就是①或者⑤;

若当前实测θ1=70°,那么可能的接线方式就是①;

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。

表5:

作为本申请的一个实施例,步骤S40:根据所述三相三线电能表的接线方式生成电能数据,包括:根据所述三相三线电能表的接线方式对所述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。

作为本申请的一个实施例,本申请实施例还提供了一种电能计量装置,参见图5所示,本实施例中的电能计量装置40包括接线检测模块41、功率纠正模块42以及电能计算模块43。

具体的,接线检测模块41用于获取三相三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;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所述三相三线电能表的接线方式;电能计算模块43用于根据所述三相三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,获取三相三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所述三相三线电能表的接线方式,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。

作为本申请的一个实施例,所述电能计算模块43还用于根据调整后的相序计算的电量和所述电能表当前的电量计算追补电量。

图6是本申请实施例提供的一种终端设备的结构框图。如图6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所示的S10至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对应的实施例中各模块的功能,例如,图5所示的模块41至43的功能,具体请参阅图4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5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。

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。

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