[发明专利]一种谐波相位补偿方法及装置

说明书

本申请公开了一种谐波相位补偿方法及装置，包括：获取经过前端调理电路处理的电信号，通过全相位傅里叶变换处理，计算电信号各次谐波的谐波相位，基于预设的功率因数，确定电信号的谐波基础相位差，结合谐波相位和谐波相位、谐波基础相位差与谐波附加相位差间的关系式，计算电信号各次谐波的谐波附加相位差，根据谐波附加相位差，对电信号的各次谐波进行补偿。本申请提供的方案基于全相位傅里叶变换的谐波分次相位补偿法，分别得出不同频率谐波的附加相位差，对相位差进行分次补偿，进一步提高相位补偿准确度，得到准确的谐波计量结果，解决了现有的相位补偿方法存在的过补偿的技术问题。

技术领域

本申请涉及电能计量技术领域，尤其涉及一种谐波相位补偿方法及装置。

背景技术

计量电能时,实时电网电压、电流信号分别经过电阻分压电路、仪用电流互感器与电阻取样电路送入电能计量装置。分压电路、电流互感器的比例误差和相位误差直接影响到计量结果的准确度。当电能计量装置工作在谐波条件下，若电流互感器相角误差发生改变，对各次谐波电流的转换比例不一致，输入模数转换器的被测信号发生变形，导致测量误差增大，因此，为了保证电能计量的准确性有必要对信号间的附加相位差进行相位补偿，保证采集后的信号间相位关系与信号的真实相位关系一致。

现有电能计量芯片的相位偏差校正模块的工作原理一般是基于电流/电压信号延时的方式。对计量芯片进行校正首先是对信号附加相位差进行估计。在生产和调试过程中，附加相位差一般借助电能表测试台进行。在功率因数为0条件下校正有功功率增益值后，在功率因数0.5L条件下测量计量误差。估计出信号附加相位差后将附加相位差转化为电流与电压之间的时间偏差。将电压或电流信号进行延时从而达到校正目的。然而，这种相位补偿方法没有考虑谐波信号，当要对谐波信号的有功功率等进行计量时存在过补偿问题。

发明内容

本申请提供了一种谐波相位补偿方法及装置，用于解决现有的相位补偿方法主要解决基波附加相位差问题，没有考虑谐波信号，当要对谐波信号的有功功率等进行计量时存在过补偿的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请第一方面提供了一种谐波相位补偿方法，包括：

获取经过前端调理电路处理的电信号；

根据所述电信号，通过全相位傅里叶变换处理，计算所述电信号各次谐波的谐波相位；

基于预设的功率因数，确定所述电信号的谐波基础相位差，结合所述谐波相位和谐波相位、谐波基础相位差与谐波附加相位差间的关系式，计算所述电信号各次谐波的谐波附加相位差；

根据所述谐波附加相位差，对所述电信号的各次谐波进行补偿。

优选地，所述电信号的表达式具体为：

式中，i(t)为电流信号，u(t)为电压信号，ω为基波角频率，k为谐波次数,U₁为基波电压幅度，为电压信号第k次谐波的相位，I₁为基波电流幅度，为电流信号第k次谐波的相位，为原始电压电流相位差。

优选地，所述谐波相位与谐波附加相位差的关系式具体为：

式中，为谐波相位，为谐波附加相位差，为谐波基础相位差，为电压信号第k次谐波的相位，为电流信号第k次谐波的相位。

优选地，根据所述谐波附加相位差，对所述电信号的各次谐波进行补偿具体包括：

根据所述谐波附加相位差，按照附加相位差转换公式，将所述谐波附加相位差转换为时间差，并根据所述时间差对所述电信号进行插值补偿，以得到补偿后的电信号。

优选地，所述附加相位差转换公式具体为：