[发明专利]一种冲击负荷计算方法

说明书

本发明提供了一种冲击负荷计算方法，该方法的步骤包括：逐点计算瞬时功率；根据瞬时功率，计算单个脉冲时段的瞬时电量；针对单个脉冲时段的瞬时电量，进行IIR低通滤波，得到单个脉冲时段的稳定电量。本发明通过在一个脉冲时段内，采用瞬时功率直接累加，当瞬时功率累加值大于单个脉冲时段的电量阈值时，即发出一个脉冲；根据瞬时功率，计算单个脉冲时段的瞬时电量；根据单个脉冲时段的瞬时电量，进行IIR低通滤波，得到单个脉冲时段的稳定电量，即计入单个脉冲时段内的冲击负荷消耗的电量。本发明能在非线性的动态冲击负荷产生时，准确计量冲击负荷消耗的电量，使智能电表能公正合理地计费，减少国家经济损失。

技术领域

本发明涉及电能计量领域，尤其涉及一种冲击负荷计算方法。

背景技术

随着工业的快速发展和技术的不断革新，各类新能源如光能、风 能、潮汐能等并网技术推广，各类非线性、冲击性和不对称性负荷大 量投入使用，如电气化轨道交通、分布式电源、可控硅整流器、电弧 炉、轧钢机、电力机车等。此类非线性动态冲击负荷的用电负载电流 随时间动态变化，甚至短时巨幅波动，可能会引起频率偏差、电压波 动、电压闪变、电压不品恒、谐波畸变和直流注入等问题，对智能电 表的电气性能和稳定性造成很大隐患，引起电能计量出现误差，使智 能电表不能公正合理计费的现象，从而为国家带来经济损失。

这种冲击负荷属于动态负荷，考虑目前智能电表累加电能一般采 用计脉冲个数的方式，在脉冲常数确定的情况下，一个脉冲电量也应 该是固定的。计算功率的理论基础并没有问题，但动态及冲击负荷下 的计量差异主要体现在累加一个脉冲电量的方式有所不同，主要是通 过计算一定窗口时间内平均功率，并通过平均功率来计算脉冲间隔。 这种方式能够使得电能误差不容易跳动，精度较高。但在动态和冲击 负荷下，因功率计算的延迟，会导致误差波动较大，难以满足要求。

发明内容

为了解决目前智能电表在动态及冲击负荷下的计量方式因功率计 算的延迟，导致误差波动较大，不能公正合理计费的问题，本发明提 供了一种冲击负荷计量方法，包括：

逐点计算瞬时功率；根据瞬时功率，计算单个脉冲时段的瞬时电 量；针对单个脉冲时段的瞬时电量，进行IIR低通滤波，得到单个脉冲 时段的稳定电量。

优选地，瞬时功率的计算公式为：

其中，P_ALL为瞬时功率，P_const为实际三相功率之和，M为有功功， N为无功功率，ω为周期，t为时间，为瞬时电压和瞬时电流的相位 差。

优选地，本冲击负荷计算方法还包括补偿算法，补偿算法包括： 去直流分量校准、电压和电流增益校准、电压和电流失调校准、有功 和无功增益校准、有功和无功失调校准；补偿算法用于对瞬时电压、 瞬时电流、有功功率、无功功率以及瞬时电压和瞬时电流的相位差进 行校准。

优选地，单个脉冲时段的瞬时电量的计算公式为：

其中，P_ALL为瞬时功率，P_const为实际三相功率之和，M为有功功率， N为无功功率，ω为周期，t为时间，为瞬时电压和瞬时电流的相位 差，T_accu为单个脉冲时段。

单个脉冲时段的稳态电量的计算公式为：

W_A＝P_const·T_accu

其中，W_A为单个脉冲时段的稳态电量，P_const为实际三相功率之和， T_accu为单个脉冲时段。

优选地，去直流分量校准的计算公式为：