一种用于直流配网的直流电能表及计量方法.docx

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10 )申请公布号 CN 110907700 A( 43 )申请公布日 (10 )申请公布号 CN 110907700 A ( 43 )申请公布日 2020.03.24 ( 22)申请日 2019 .11 .26 (71 )申请人 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 地址 310014 浙江省杭州市下城区朝晖八区华电弄1号 申请人 中国计量大学 (72)发明人 姚力 章江铭 倪琳娜 沈曙明陆春光 徐韬 袁健 杨思洁 周佑 黄荣国 刘炜 胡 瑛 俊 陈卫民 谢岳 (74 )专利代理机构 浙江翔隆专利事务所( 普通 合伙) 33206 代理人 张建青 ( 51 )Int .Cl . G01R 22/10( 2006 .01 ) 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 ( 54 )发明名称 一种用于直流配网的直流电能表及计量方 法 ( 57 )摘要 CN 110907700 A本发明公开了一种用于直流配网的直流电能表及计量方法。本发明通过隔直电容器将电压、电流信号均分成两路，一路包含直流分量和交流分量，另一路仅包含交流分量，经AD转换器、数字滤波器以及增益放大器后，将包含直流分量和交流分量的一路电压信号与包含直流分量和交流分量的一路电流信号，经乘法器相乘得到混合瞬时功率；同时，将仅包含交流分量的电压信号和仅包含交流分量的电流信号经乘法器相乘得到交流瞬时功率，再把混合瞬时功率和交流瞬时功率进行差运算，得到的差功率经过电能计量模块计算电能，它随脉冲时间发生器的时间信号对差功率进行时间累积，即可得到实际的消耗电能，从而消除无功电流以及电压谐波导致的电能计量影响。 CN 110907700 A 2 PAGE 2 2 PAGE 2 CN 110907700 A权 利 要 求 书 1/1 页 CN 110907700 A 1 .一种用于直流配网的直流电能表，其特征在于，包括电压传感器、电流传感器、低通滤波器、隔直电容器、AD转换器、数字滤波器、增益放大器、比差校正模块、乘法器、秒平均模块、平均电压模块、零点补偿模块、差运算模块、平均电流模块、脉冲时间发生器、电能计量模块、电能脉冲输出模块和平均功率模块； 所述的电压传感器将被计量的电压转换为0-3V的电压信号，通过第一低通滤波器过滤掉被测电压的高频分量，电压信号经滤波后分成两路，一路直接接入到第一AD转换器的输入口，该路信号的特征是既包含信号的直流分量又包含叠加在直流电压上的交流分量，再经第一数字滤波器和第一增益放大器得到合适的电压信号；另一路经第一隔直电容器滤除电压信号中的直流分量，该路信号的特征是仅含有电压信号的交流分量，再经第二AD转换器、第二数字滤波器和第二增益放大器，得到合适的电压信号； 所述的电流传感器将被计量的电流转换为电流信号，通过第二低通滤波器过滤掉被测电流的高频分量，电流信号经滤波后分成两路，一路直接接入到第三AD转换器的输入口，该路信号的特征是既包含信号的直流分量又包含叠加在直流电流上的交流分量，再经第三数字滤波器和第三增益放大器得到合适的电流信号；另一路经第二隔直电容器滤除电流信号中的直流分量，该路信号的特征是仅含有电流信号的交流分量，再经第四AD转换器、第四数字滤波器和第四增益放大器，得到合适的电流信号； 含交流分量和直流分量的电压、电流信号分别经比差校正模块的比差校正后的电压、电流信号通过第一乘法器相乘后，经过零点补偿模块零点补偿处理后输入到差运算模块作为被减数；仅含交流分量的电压、电流信号通过第二乘法器相乘后，输入到差运算模块作为减数；差运算后输出的一路输入到电能计量模块，而电能计量模块根据脉冲时间发生器产生的时间信号，对功率进行时间累积，从而获得消耗额电能值，电能脉冲输出模块根据累积的最小电能转换为脉冲输出。 2 .根据权利要求1所述的一种用于直流配网的直流电能表，其特征在于，含交流分量和直流分量的电压、电流信号分别经比差校正模块的比差校正、秒平均模块的秒平均后，再经过平均电压模块和平均电流模块计算分别得到平均电压和平均电流；差运算后输出的另一路经第三秒平均模块秒平均后，再经平均功率模块计算得到平均功率。 3 .一种用于直流配网的直流电能计量方法，其特征在于，通过隔直电容器将电压、电流信号均分成两路，一路包含直流分量和交流分量，另一路仅包含交流分量，经AD转换器、数字滤波器以及增益放大器后，将包含直流分量和交流分量的一路电压信号与包含直流分量和交流分量的一路电流信号，经乘法器相乘得到混合瞬时功率；同时，将仅包含交流分量的电压信号和仅包含交流分量的电流信号经乘法器相乘得到交流瞬时功率，再把混合瞬时功率和交流瞬时功率进行差运算，得到的差功率经过电能计量模块计算电