智能电表及电能质量测量方法

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——智能电表及电能质量测量方法。该专利由浙江易享节能技术服务股份有限公司申请，并于2018年11月9日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及智能电表技术领域，尤其是涉及一种智能电表及电能质量测量方法。

发明背景

电能质量是指电力系统中电能的质量，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。理想的电能应该是完美对称的正弦波。一些因素会使波形偏离对称正弦，由此便产生了电能质量问题。

在现代电力系统中，电压暂降和中断已成为最重要的电能质量问题。电能质量问题容易导致用电设备故障，影响用电设备的使用寿命。

然而，传统电能质量测量设备，一般是由工作人员携带至待测电网处，然后由工作人员手动测量，测量比较不便。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能电表及电能质量测量方法，以缓解现有技术中存在的传统电能质量测量设备，由工作人员携带至待测电网处，然后由工作人员手动测量，测量比较不便的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种智能电表，包括：电压采样模块、电流采样模块、电能计量模块和控制模块；所述电压采样模块的采样端与待测电网连接，所述电压采样模块的输出端与所述电能计量模块连接，用于采集待测电网的三相电压信号，并将所述三相电压信号发送给所述电能计量模块；所述电流采样模块的采样端与待测电网连接，所述电流采样模块的输出端与所述电能计量模块连接，用于采集待测电网的三相电流信号，并将所述三相电流信号发送给所述电能计量模块；

所述电能计量模块与所述控制模块连接，用于对所述三相电压信号及所述三相电流信号进行滤波放大处理，并向所述控制模块输出电压计量数据及电流计量数据；所述控制模块，用于基于所述电压计量数据及所述电流计量数据进行计算，得到电能质量数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括：通信模块；所述通信模块与所述控制模块连接，用于在所述控制模块的控制下将所述电能质量数据上传至服务器。结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述电压采样模块和电流采样模块的采样频率比所述控制模块的计算频率低一个数量级。结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括：掉电保护模块；所述掉电保护模块与所述控制模块连接，用于对所述控制模块进行掉电保护。结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括：电源模块；所述电源模块用于为所述电能计量模块供电。

第二方面，本发明实施例还提供一种电能质量测量方法，应用于所述的智能电表中，所述方法包括：获取所述三相电流数据及所述三相电压数据；若接收到模式选择指令，基于所述三相电流数据、所述三相电压数据及预设算式集合计算电能质量数据。结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，若所述模式选择指令选择输出第一组质量数据，所述基于所述三相电流数据、所述三相电压数据及预设算式集合计算电能质量数据，包括：获取当前电能质量数据来源的采样时间和设备当天运行持续运行时长，采集电压频率及芯片温度；

基于所述三相电流数据及所述三相电压数据，按照所述预设算式集合中的公司，分别计算三相线电压、三相相电压有效值、三相有效电流、三相有功功率、合相有功功率、三相无功功率、合相无功功率、三相视在功率、合相视在功率、三相功率因数、合相功率因数、三相电流总谐波和三相电压总谐波；对三相有功功率进行积分运算，得到三相有功电量，对所述合相有功功率进行积分运算，得到合相有功电量。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，若所述模式选择指令选择输出第二组质量数据，所述基于所述三相电流数据、所述三相电压数据及预设算式集合计算电能质量数据，包括：对所述所述三相电流数据及所述三相电压数据分别进行FFT运算，得到基波及奇数次谐波含量；基于所述三相电流谐波与基波和所述三相电压谐波与基波，计算三相基波电流值、三相奇次谐波电流值、三相基波电压值和三相奇次谐波电压值；基于所述三相电流全波及总谐波值和所述三相电压全波及总谐波值，电流畸变率和电压畸变率。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，若所述模式选择指令选择的模式为输出第三组质量数据，所述电能质量数据包括：所述第一组质量数据及所述第二组质量数据。结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：将计算得到的所述电能质量数据按照预设时间间隔发送给通信模块，以使所述通信模块将所述电能质量数据按照预设时间间隔上传至服务器。

本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例通过电压采样模块采集待测电网的三相电压信号，并将三相电压信号发送给所述电能计量模块；电流采样模块采集待测电网的三相电流信号，并将三相电流信号发送给电能计量模块；电能计量模块对三相电压信号及三相电流信号进行滤波放大处理，并向控制模块输出电压计量数据及电流计量数据；控制模块基于电压计量数据及电流计量数据进行计算，可以得到电能质量数据。

本发明实施例能够通过一直连接待测电网的电压采样模块及电流采样模块对电网中的电信号进行电压采样和电流采样，并根据采样得到的三相电压信号及三相电流信号计算得到电能质量数据，能够自动测量待测电网的电能质量，无需工作人员到现场手动操作，电能质量测量更简单方便。