[发明专利]一种电能表及其计量装置

说明书

本申请公开了一种计量装置，包括：计量装置结构主体，第一计量芯片以及计量主控芯片；第一计量芯片用于：进行电能数据的基波和全波处理；计量主控芯片中包括：主控芯片内核，协处理器以及存储部件，主控芯片内核与协处理器共用存储部件；协处理器用于：基于存储部件，基于指令的方式进行电能数据的谐波处理。应用本申请的方案，可以快速、高效地进行计量装置的电能数据处理，同时节约了硬件成本。本申请还提供了一种电能表，具有相应技术效果。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种电能表及其计量装置。

背景技术

随着智能电网的发展，电力系统的谐波污染日益严重，新一代智能电能表技术规范中，不仅要求提供传统的全波及基波的计量和测量数据，还要求提供包括电能质量和电表运行状态等相关的数据，需要实现谐波分析和谐波计量的功能，精确地分析谐波的频率、幅值和相位，快速有效地检测和分析电网中的谐波成分以减小电网的谐波污染，从而可以帮助更好地做配电决策。

目前的方案中，直接由计量主控芯片使用纯软件将采样上传的电能数据进行处理，经过FFT(Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换)得到各次谐波分量的幅度和相位。有效地监测和分析电网中的谐波成分，需要得到谐波分量的有功无功功率、电压电流有效值、电压谐波含有率以及总的谐波畸变率等信息。运算操作如下：

FFT中的谐波分量信息的复数表示形式如下：

其中的k即表示的是不同的谐波分量，k＝1则表示基波，U表示电压，I表示电流，a表示实部信息，b表示虚部信息。根据各分次电压和电流谐波分量的实部和虚部信息，可以计算出以下结果：

各谐波分量的电压电流有效值：

各谐波分量的有功无功功率：P_k＝g²(a_kc_k+b_kd_k)；Q_k＝g²(b_kc_k-a_kd_k)；

各谐波分量的电压电流谐波含有率：

总谐波畸变率：

FFT分析需要提供一个整周波的采样数据，对于50hz的电网信号频率而言，每隔一个很短的周波的时间，就需要更新一次FFT结果，目前的方案是直接由计量主控芯片在内核中使用纯软件完成相应的处理操作，这会一直占用内核运行资源，影响主控芯片执行其他的应用功能。与此同时，运算处理需要大量访问内存，存在大量的计算消耗，这对于多数据量的处理，例如21次分次谐波的FFT后的数据处理，会消耗过多的时间，无法满足计量数据处理的实时性要求。

综上所述，如何快速、高效地进行电能数据处理，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电能表及其计量装置，以快速、高效地进行计量装置的电能数据处理。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种计量装置，包括：计量装置结构主体，第一计量芯片以及计量主控芯片；

所述第一计量芯片用于：进行电能数据的基波和全波处理；

所述计量主控芯片中包括：主控芯片内核，协处理器以及存储部件，所述主控芯片内核与所述协处理器共用所述存储部件；

所述协处理器用于：基于所述存储部件，基于指令的方式进行电能数据的谐波处理。

优选的，所述协处理器，具体用于：

在单相模式时，基于所述存储部件，通过将目标指令集复用N次，进行电能数据的单相的N次谐波的处理；