专利名称：电能计量芯片电压影响量自动校正方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力领域，特别涉及电能计量芯片电压影响量自动校正技术。
背景技术：
在电力系统中，各种电能表在入网计量之前都需要对其电能误差进行校准，这种校准的方法很多，早期采用硬件校表，目前大部分采用软件校表，其根据都是电能表的电能脉冲输出误差。采用软件校表，一般会校正阻性I. O、100% Un (220V)、大小电流信号下的误差以及感性O. 5L、100%Un(220V)、大小电流信号下的误差。这种校正之后的电表一般可以满足正常生产生活中的电能计量精度要求。每块电表都有各自的变压器，用于将输入的220V隔离并下变至电表所需的工作电压，供给其他模块。但输入的电压信号并不是一直稳定的，当变压器的输入高于或低于220V时，会对电表小信号的计量精度产生影响，并且电流信号越小，该影响会越大。在 120% Un(264V) ,2. 5% Ib (125mA)相对于 100% Un(220V) ,2. 5% Ib (125mA)电流下会引起 I % 2%的误差变化。在申请号为201110100687. 2的中国专利中，公开了一种应用校正系统校正电能表的方法及校正系统，该方法包括主控机控制标准源向电能表输入电信号；电能表计算该电信号的理论有功功率PO和理论视在功率SO ;电能表计量电路计算得到初始有功功率 Pi和初始视在功率Si;电能表根据SI和SO得到功率增益误差，根据Pl和PO得到相位误差；电能表将该功率增益误差和相位误差计算出误差值，将该误差值存入寄存器，完成自校正。在申请号为201110025906. 5的中国专利中，公开了一种电能小信号计量校准方
法及装置，该方法包括在电能计量产品通电后，读取所述电能计量产品中功率增益寄存器的值及有功功率寄存器的测量值；读取标准表测得的所述电能计量产品的误差值；根据读取到的所述功率增益寄存器的值及有功功率寄存器的测量值、所述电能计量产品的误差值，计算所述电能计量产品中有功偏置校正寄存器的偏移寄存器数据；在所述有功偏置校正寄存器清零后，将计算所得的所述偏移寄存器数据取负数写入所述有功偏置校正寄存器。本发明的发明人发现，现有技术中电能误差的校准方法都不能消除输入电压不稳定对电能计量精度的影响，而且操作都不够简单和方便。

发明内容
本发明的目的在于提供一种电能计量芯片电压影响量自动校正方法及其装置，可以消除输入电压不稳定对电能计量精度的影响。为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种电能计量芯片电压影响量自动校正方法，包括以下步骤
为电能计量芯片加载不同的输入电压，分别测量阻性负载和指定输入电流条件下不同输入电压值的电表误差值，对不同的输入电压和对应的电表误差值直接或间接地进行曲线拟合，得到曲线参数；指定输入电流的强度小于标准输入电流强度的10% ；测量当前电压值，根据曲线参数计算当前电压值下的电表误差值，根据该电表误差值对测得的有功功率测量值进行校正。本发明的实施方式还公开了一种电能计量芯片电压影响量自动校正装置，包括加载单元，用于为电能计量芯片加载不同的输入电压；第一测量单元，用于根据加载单元加载的不同的输入电压，分别测量阻性负载和指定输入电流条件下的电表误差值；曲线拟合单元，用于根据加载单元加载的不同的输入电压和第一测量单元测得的对应的电表误差值直接或间接地进行曲线拟合，得到曲线参数；第二测量单元，用于测量当前电压值；计算单元，用于根据曲线拟合单元拟合得到的曲线参数计算在第二测量单元测得的当前电压值下的电表误差值；第三测量单元，用于测量在第二测量单元测得的当前电压值和指定输入电流强度下的有功功率；校正单元，用于根据计算单元计算所得的电表误差值对第三测量单元测得的有功功率测量值进行校正；指定输入电流的强度小于标准输入电流强度的10%。本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于对不同输入电压和小输入电流条件下对应的电表误差值进行曲线拟合，得到曲线参数，在使用电能计量芯片时，根据曲线参数和当前电压值，对有功功率测量值进行校正， 可以消除输入电压不稳定对电能计量精度的影响。进一步地，选定5% Ib为指定输入电流的强度的优选值，既能测得明显的电表误差值，而且测量速度也比较快。指定输入电流的强度太大的话电表误差值不明显，指定输入电流的强度太大的话测量需要比较长的时间，速度太慢，发明人经反复的试验确定5% Ib 左右是最佳的选择。进一步地，先将U⑴与标准输入电压Un相比得到X⑴，将Err⑴与基准电表误差值Err相比得到Y(i)，本发明的发明人意外地发现X(i)和Y(i)的数据点分布与二次曲线可以很好地吻合，也就是说对X(i)和Y(i)构成的数据点进行二次曲线拟合的话精度会很高，而二次曲线拟合后只有3个参数，对参数的存储空间要求很小，在实现自动校正时， 只需要根据二次曲线的公式进行计算即可，计算量很小。进一步地,满足触发条件才进行校正,可以大大减少自动校正的工作量。


图I是本发明第一实施方式中一种电能计量芯片电压影响量自动校正方法的流程不意图；图2是本发明第二实施方式中一种功率校准值变化量与电压变化量的关系曲线
图3是本发明第三实施方式中一种电能计量芯片电压影响量自动校正装置的结构示意图。
具体实施例方式在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。本发明第一实施方式涉及一种电能计量芯片电压影响量自动校正方法。图I是该电能计量芯片电压影响量自动校正方法的流程示意图。具体地说，如图I所示，该电能计量芯片电压影响量自动校正方法包括以下步骤在步骤101中，为电能计量芯片加载不同的输入电压。输入电压值在标准输入电压的正负20%范围内。这只是本发明的一个优选实施方式，在本发明的其它某些实施方式中，输入电压值的范围也可以在标准输入电压的正负30%范围内，或正负15%范围内，等等。标准输入电压标记为Un。此后进入步骤102，分别测量阻性负载和指定输入电流条件下不同输入电压值的电表误差值。指定输入电流的强度小于标准输入电流强度的10%。在这里，优选地，指定输入电流的强度为标准输入电流强度的5%。标准输入电流强度标记为lb。选定5% Ib为指定输入电流的强度的优选值，既能测得明显的电表误差值，而且测量速度也比较快。满足触发条件才进行校正，可以大大减少自动校正的工作量。当然，在本发明的其它某些实施方式中，也可以不是5% Ib，而是3% Ib,2% Ib或 1% Ib，等等。在为电能计量芯片加载不同的输入电压，分别测量阻性负载和指定输入电流条件下不同输入电压值的电表误差值的步骤之前，还包括以下步骤在阻性负载下，测量标准输入电压和指定输入电流下的电表误差值，得到基准电
表误差值。基准电表误差标记为Err。此后进入步骤103，对不同的输入电压和对应的电表误差值直接或间接地进行曲线拟合，得到曲线参数。此后进入步骤104，测量当前电压值。此后进入步骤105，根据曲线参数计算当前电压值下的电表误差值。此后进入步骤106，测量当前电压值和指定输入电流强度下的有功功率。此后进入步骤107，根据该电表误差值对测得的有功功率测量值进行校正。测量当前电压值，根据曲线参数计算当前电压值下的电表误差值，根据该电表误差值对测得的有功功率测量值进行校正的步骤周期性执行。此外，可以理解，这只是本发明的一种优选实施方式，在本发明的其它某些实施方式中，也可以不是一直都周期性地执行，而是在指定的时间段内周期性地执行，例如在用电高峰时段周期性地执行。或者不是周期性地执行，例如预先设定要校正的若干时间点，只在这些时间点执行，典型地是在进入用电高峰时段后的某个时间点和进入用电低谷后的某个时间点。作为另外一种优选的实施方式，测量当前电压值，根据曲线参数计算当前电压值下的电表误差值，根据该电表误差值对测得的有功功率测量值进行校正的步骤也可以在电压变化幅度超过预订门限时执行。此后结束本流程。对不同输入电压和小输入电流条件下对应的电表误差值进行曲线拟合，得到曲线参数，在使用电能计量芯片时，根据曲线参数和当前电压值，对有功功率测量值进行校正， 可以消除输入电压不稳定对电能计量精度的影响。本发明第二实施方式涉及一种电能计量芯片电压影响量自动校正方法。第二实施方式在第一实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于先将不同的输入电压值U (i)与标准输入电压Un相比得到X (i)，将不同输入电压值对应的电表误差值Err(i)与基准电表误差值Err相比得到Y(i)，本发明的发明人意外地发现X(i)和 Y(i)的数据点分布与二次曲线可以很好地吻合，也就是说对X(i)和Y(i)构成的数据点进行二次曲线拟合的话精度会很高，而二次曲线拟合后只有3个参数，对参数的存储空间要求很小，在实现自动校正时，只需要根据二次曲线的公式进行计算即可，计算量很小。具体地说在对不同的输入电压和对应的电表误差值间接地进行曲线拟合，得到曲线参数的步骤包括以下子步骤分别将不同输入电压值U(i)与标准输入电压相比，得到X(i)，其中i的范围是从 I到N，N为不同输入电压值的数目。分别将不同输入电压值对应的电表误差值Err (i)与基准电表误差值相比，得到m)。将Y(i)和X(i)按照公式Y = a * X * X+b * X+c进行曲线拟合,得到曲线参数 a、b和C，其中X (i)作为变量X的实测值，Y (i)作为变量Y的实测值。这里，标准输入电压为Un，标准输入电流强度为Ib，基准电表误差值为E rr0
接下来，详细说明该曲线拟合的过程。在阻性负载下，测量标准输入电压Un和指定输入电流下的电表误差值，得到基准电表误差值Err。作为一种优选的实施方式，指定输入电流强度为标准输入电流强度的5%,即5% Ib05% Ib点在阻性负载和标准输入电压Un条件下读取的标准表上输出的有功功率值为PMal，则有Poffset = Preal XErrXC(I)其中，Ptjffsrt为需要写入的功率校准值，Preal为5% Ib点标准表输出的有功功率值， Err为基准电表误差值，C在相同的电表常数和脉冲常数下为一固定值。由P = "x/xcos炉可知，当输入的电流不变，输入电压大小变化至U'时,有功功率也相应变化至P' real,电表误差值变为Err'，此时的P^ offset为P' Qffset = P' ^alXErri XC (2)在这里，U'对应于上文所述的U(i), Err'对应于上文所述的Err (i)。用⑵式除以⑴式有
权利要求
1.一种电能计量芯片电压影响量自动校正方法，其特征在于，包括以下步骤为电能计量芯片加载不同的输入电压，分别测量阻性负载和指定输入电流条件下不同输入电压值的电表误差值，对不同的输入电压和对应的电表误差值直接或间接地进行曲线拟合，得到曲线参数；所述指定输入电流的强度小于标准输入电流强度的10% ；测量当前电压值，根据所述曲线参数计算当前电压值下的电表误差值，根据该电表误差值对测得的有功功率测量值进行校正。
2.根据权利要求I所述的电能计量芯片电压影响量自动校正方法，其特征在于，所述指定输入电流的强度为标准输入电流强度的5%。
3.根据权利要求2所述的电能计量芯片电压影响量自动校正方法，其特征在于，在所述为电能计量芯片加载不同的输入电压，分别测量阻性负载和指定输入电流条件下不同输入电压值的电表误差值的步骤之前，还包括以下步骤在阻性负载下，测量标准输入电压和所述指定输入电流下的电表误差值，得到基准电表误差值。
4.根据权利要求3所述的电能计量芯片电压影响量自动校正方法，其特征在于，在所述对不同的输入电压和对应的电表误差值间接地进行曲线拟合，得到曲线参数的步骤包括以下子步骤分别将不同输入电压值U(i)与所述标准输入电压相比，得到X(i)，其中i的范围是从 I到N，N为不同输入电压值的数目；分别将不同输入电压值对应的电表误差值E rr(i)与所述基准电表误差值相比，得到 Y(i);将Y⑴和X(i)按照公式Y = a * X * X+b X+c进行曲线拟合,得到曲线参数a、b 和c，其中X (i)作为变量X的实测值，Y (i)作为变量Y的实测值。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的电能计量芯片电压影响量自动校正方法，其特征在于，在所述为电能计量芯片加载不同的输入电压，分别测量阻性负载和指定输入电流条件下不同输入电压值的电表误差值的步骤中，输入电压值在标准输入电压的正负20%范围内。
6.根据权利要求5所述的电能计量芯片电压影响量自动校正方法，其特征在于，所述测量当前电压值，根据所述曲线参数计算当前电压值下的电表误差值，根据该电表误差值对测得的有功功率测量值进行校正的步骤周期性执行。
7.根据权利要求5所述的电能计量芯片电压影响量自动校正方法，其特征在于，所述测量当前电压值，根据所述曲线参数计算当前电压值下的电表误差值，根据该电表误差值对测得的有功功率测量值进行校正的步骤在电压变化幅度超过预订门限时执行。
8.一种电能计量芯片电压影响量自动校正装置，其特征在于，包括加载单元，用于为电能计量芯片加载不同的输入电压；第一测量单元，用于根据加载单元加载的不同的输入电压，分别测量阻性负载和指定输入电流条件下的电表误差值；曲线拟合单元，用于根据加载单元加载的不同的输入电压和第一测量单元测得的对应的电表误差值直接或间接地进行曲线拟合，得到曲线参数；第二测量单元，用于测量当前电压值；计算单元，用于根据曲线拟合单元拟合得到的曲线参数计算在第二测量单元测得的当前电压值下的电表误差值；第三测量单元，用于测量在第二测量单元测得的当前电压值和指定输入电流强度下的有功功率；校正单元，用于根据计算单元计算所得的电表误差值对第三测量单元测得的有功功率测量值进行校正；所述指定输入电流的强度小于标准输入电流强度的10%。
9.根据权利要求8所述的电能计量芯片电压影响量自动校正装置，其特征在于，加载单元加载的不同的输入电压值在标准输入电压的正负20%范围内；所述第一测量单元，还用于在阻性负载下，测量标准输入电压和所述指定输入电流下的电表误差值，得到基准电表误差值。
10.根据权利要求8或9所述的电能计量芯片电压影响量自动校正装置，其特征在于， 所述曲线拟合单元包括以下子单元X计算子单元，用于将加载单元加载的不同输入电压值u(i)与所述标准输入电压相比，得到x(i)；Y计算子单元，用于将加载单元加载的不同输入电压值对应的电表误差值E rr(i)与所述基准电表误差值相比，得到Y(i)；二次曲线拟合子单元，用于将Y计算子单元计算所得的Y (i)和X计算子单元计算所得的X(i)按照公式Y = a * X * X+b X+c进行曲线拟合,得到曲线参数a、b和c,其中X⑴ 作为变量X的实测值，Y (i)作为变量Y的实测值。
全文摘要
本发明涉及电力领域，公开了一种电能计量芯片电压影响量自动校正方法及其装置。本发明中，为电能计量芯片加载不同的输入电压，分别测量阻性负载和指定输入电流条件下不同输入电压值的电表误差值，对不同的输入电压和对应的电表误差值直接或间接地进行曲线拟合，得到曲线参数；指定输入电流的强度小于标准输入电流强度的10％；测量当前电压值，根据曲线参数计算当前电压值下的电表误差值，根据该电表误差值对测得的有功功率测量值进行校正，可以消除输入电压不稳定对电能计量精度的影响。
文档编号G01R35/04GK102590782SQ201210055769
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月5日 优先权日2012年3月5日
发明者史元, 张明雄, 朱昊, 阳常回 申请人:钜泉光电科技(上海)股份有限公司