专利名称：提高电子电能表计量精度的补偿方法
技术领域：
本发明涉及一种提高电子电能表计量精度的方法，属于计算机技术领域。
电子电能表是以计算机技术为基础进行电能计量的。电能计量的基本过程是利用电压、电流传感器感知负载电压、电流，再经模数转换器把电压、电流模拟量数字化。数字化后的电压、电流在电能表内的计算机中进行运算，求出有功、无功等各种电能值。在批量生产中，利用上述原理进行电能计量时，由于电压传感器和电流传感器两者间产生的附加相移及线性放大器等元器件的分散性，使得实际值与理论值之间存在一个分散的随机误差。
为了提高计量精度，过去的做法有两种一种是在传感器线路中加可调元器件(如电位器、可调电容等)，以调节放大倍数和传感器相移，解决一致性。这种方法既增加了元器件，使费用加大，又增加了调校时间;另一种方法是对元器件进行严格的挑选、分选或提高元器件的等级，这种方法也同样费时和加大成本。
本发明的目的是提出一种软件补偿方法来提高电子电能表的计量精度。它可降低对元器件的要求，传感器放大电路不需设置补偿元件，软件对放大倍数和相移的补偿可以自动进行。
本发明的目的是这样实现的一种基于电子电能表内的包含中央处理器、存储器、模数转换器的微机系统的提高电子电能表计量精度的补偿方法，该方法首先在电能表的有功电能计算式中引入相位修正系数ε和幅值修正系数γ，设定ε随电压相位变化的曲线和γ随电压幅值变化的曲线，然后进行如下计量精度的补偿调整过程1.将ε、γ曲线存入微机系统的存储器中;
2.通过微机系统的模数转换器对传感器测得的电压模拟量进行变换;
3.根据变换后的电压数字量，从微机系统的存储器的对应单元中取出ε和γ值;
4.微机系统按下式计算电能值W′W ′=Σn = 1Nγ ·in· UmCOS ( θn+ ε ) · △ t]]>式中in为电流瞬时值Um为电压峰值△t为采样时间θn为电压相角5.在自动校表机上与标准表进行电能计量精度比较;
6.若比较结果未达到要求的计量精度，则修正ε、γ曲线，此后重复上述过程;若达到预定的精度，便停止修正ε、γ曲线。
本发明运用软件取代了传统的硬件计量精度补偿，用计算机控制自动计量精度调整，可节约调整时间;电路对元器件要求低，减少了调节元件，可以用常规传感器件实现高精度交流电能计量，故使得成本降低;电能计量精度高，精度平均可提高1～2级。本发明适合自动化校表。
以下结合实施例对本发明作详细描述。
本发明是基于电子电能表内的包含中央处理器、存储器、模数转换器的微机系统的提高电子电能表计量精度的补偿方法，其基本依据是在电能表内，微机系统用下式计算有功电能
其中Vn为电压瞬时值;
in为电流瞬时值;
△t为采样时间。
如果计算值W与理论值Wo百分误差超差，则引入两个修正系数ε、γ，ε称为相位修正系数，γ称为幅值修正系数。修正后的计算电能值用W′表示，则
其中θn= arc COS｜Vn｜Um,当Vn＞0 且Vn＜Vn - 1时；]]>= π - arc COS｜Vn｜Um,当Vn＜0 且｜Vn｜＞｜Vn - 1｜ 时；]]>= π + arc COS｜Vn｜Um,当Vn＜0 且｜Vn｜＜｜Vn - 1｜ 时；]]>= 2 π - arc COS｜Vn｜Um,当Vn＞0 且 Vn＞Vn - 1时；]]>式中Um为电压峰值;θn是电压相角。
利用上式，总可找到一组(ε、γ)，使得W′与理论值Wo的百分偏差δ小于基本误差限A。A为各级电能表计量误差检定标准，即｜δ ｜= ｜W ′- WOWO｜≤ A]]>本方法的关键在于怎样求得ε、γ。实验发现，对于某一电子电能表的具体电路，其ε与电压的相位之间、γ与电压的幅值之间分别存在着一一对应的关系，因此若连续改变电压的相位和幅值，即可求得初始ε、γ曲线。求得ε、γ曲线后，提高电子电能表计量精度，补偿误差的调整过程如下1.将ε、γ曲线存入微机系统的存储器中;
2.通过微机系统的模数转换器对传感器测得的电压模拟量进行变换;
3.根据变换后的电压数字量，从微机系统的存储器的对应单元中取出ε和γ值;
4.微机系统按下式计算电能值W′W′=Σn=1Nγ·in·UmCOS(θn+ϵ)·Δt]]>5.在自动校表机上与标准表进行电能计量精度比较;
6.若比较结果未达到要求的计量精度，则修正ε、γ曲线，此后重复上述过程;若达到预定的精度，便停止修正ε、γ曲线。
最终得到的ε、γ曲线将存入微机系统的不易挥发存储器中。
应该说明的是，初始ε、γ曲线亦可随意设定，只不过上述调整过程所需时间被延长而已。
权利要求
1.一种基于电子电能表内的包含中央处理器、存储器、模数转换器的微机系统的提高电子电能表计量精度的补偿方法，其特征是在电能表的有功电能计算式中引入相位修正系数ε和幅值修正系数γ，设定ε随电压相位变化的曲线和γ随电压幅值变化的曲线，并进行如下计量精度的补偿调整过程1.将ε、γ曲线存入微机系统的存储器中；2.通过微机系统的模数转换器对传感器测得的电压模拟量进行变换；3.根据变换后的电压数字量，从微机系统的存储器的对应单元中取出ε和γ值；4.微机系统按下式计算电能值W′W′=Σn=1Nγ·in·UmCOS(θn+ϵ)·Δt]]>式中in为电流瞬时值Um为电压峰值Δt为采样时间θn为电压相角5.在自动校表机上与标准表进行电能计量精度比较；6.若比较结果未达到要求的计量精度，则修正ε、γ曲线，此后重复上述过程；若达到预定的精度，便停止修正ε、γ曲线。
全文摘要
本发明首先引入相位修正系数ε和幅值修正系数γ，设定ε、γ随电压变化的曲线，然后进行如下补偿调整过程1.输入ε、γ曲线；2.测取电压；3.根据电压值取出ε和γ值；4.计算电能值W′＝∑γ·i
文档编号G01R21/133GK1091834SQ9410100
公开日1994年9月7日 申请日期1994年2月8日 优先权日1994年2月8日
发明者丁云峰, 高宇英, 攸宝成, 王学信, 郑小平, 范治华 申请人:湖南永胜国际工程有限公司