[发明专利]一种适用于动态畸变负荷的电能计量方法

说明书

本发明公开了一种适用于动态畸变负荷的电能计量方法，包括：采集电网的电压及电流信号，建立动态负荷下功率计量模型；利用Hanning窗双峰插值的FFT算法，将全波电压、电流信号分解为基波信号和各次谐波信号；利用对称分量策略分别对三相基波电压、基波电流信号进行提取，得到基波正序电压和基波正序电流，并利用动态负荷下功率计量模型计算其有功功率和无功功率；根据深度神经网络学习构建电能计量模型，并输入有功功率和无功功率，以计算电能，实现电能计量。本发明可以有效解决动态畸变负荷引起的计量不准确的问题，有利于督促客户改善电能质量，提高能效水平，具有重要的理论、应用价值以及显著的社会经济效益。

技术领域

本发明涉及电能计量的技术领域，尤其涉及一种适用于动态畸变负荷的电能计量方法。

背景技术

随着电网中非线性负载的迅速增加，电能质量日趋恶化，这不仅严重影响电网安全高效的运行，而且对经典的电能计量理论、方法和仪表的设计都提出了新的挑战。现代电网中，除了稳态的基波和谐波信号之外，信号还呈现出准周期、时变、非稳态的复杂特性，进而引发了复杂电网功率潮流的变化，深刻地暴露了现有电能计量方式的不合理性。在谐波条件下,根据谐波功率潮流方向，谐波源用户发出谐波功率而使电能计量减少，非谐波用户吸收谐波功率而使电能计量增加，随着时间的累积，其累积误差可达到不容忽视的程度，这可能对供电企业带来巨大的损失，由于电能计量涉及电厂、供电局和终端用户利益，计量的准确性甚至还会影响社会的稳定。

目前，国内外在研究动态畸变负荷对电能计量影响时大都是从单个切入点展开，例如：只针对整个供用电系统的负载端开展研究，没有考虑整个系统中电源和线路部分对电能计量的影响；更多关注单相或三相平衡系统，综合考虑三相不平衡系统的很少。这种研究方法虽然可以更好地剖析各种因素的影响，但是不能准确反映电能计量装置在非正弦不平衡的动态畸变负荷规模化应用供用电系统中真实计量工况。

电力系统中电气化铁路、电动汽车充电机、节能电器都是典型的谐波源，其大规模应用导致的畸变负荷问题降低了电能计量的准确性，现行广泛使用的单、三相电能表在很大程度上仍无法做到包括潮流方向在内的畸变负荷电能准确计量，从而影响发、输、配电企业和电力用户之间交易的公平性和合理性。因此，研究动态畸变负荷的谐波特性，进而探索高准确度双向电能计量算法，并将其在嵌入式系统中实现，可以有效解决动态畸变负荷引起的计量不准确的问题，有利于督促客户改善电能质量，提高能效水平，具有重要的理论、应用价值以及显著的社会经济效益。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：现有技术无法有效解决动态畸变负荷引起的计量不准确的问题，能效水低平。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：采集电网的电压及电流信号，建立动态负荷下功率计量模型；利用Hanning窗双峰插值的FFT算法，将全波电压、电流信号分解为基波信号和各次谐波信号；利用对称分量策略分别对三相基波电压、基波电流信号进行提取，得到基波正序电压和基波正序电流，并利用所述动态负荷下功率计量模型计算其有功功率和无功功率；根据深度神经网络学习构建电能计量模型，并输入所述有功功率和无功功率，以计算电能，实现电能计量。

作为本发明所述的适用于动态畸变负荷的电能计量方法的一种优选方案，其中：所述动态负荷下功率计量模型包括，

电网电压的信号为：

电网电流信号为：