[发明专利]一种同时计量基波及谐波的电能计量装置及计量方法

说明书

本发明提供一种同时计量基波及谐波的电能计量装置及计量方法，箱体的内部包括电流互感器、电阻分压器、A/D转换器、锁相环、DSP处理器、比较器、ARM处理器及显示器，电流互感器的输入端接收电流信号，电阻分压器的输入端接收电压信号，电流互感器和电阻分压器的输出端连接A/D转换器和锁相环的输入端；A/D转换器的输出端连接有DSP处理器和锁相环的输入端，DSP处理器的输出端连接比较器和ARM处理器的输入端，ARM处理器的输出端连接显示器，本发明能够实现分布式新能源并网的基波、谐波电能同时计量，计量精确度高、计算简单方便、实时性强，可精确得到基波电能和谐波电能。

技术领域

 本发明涉及电能计量领域，尤其涉及一种同时计量基波及谐波的电能计量装置及计量方法 。

背景技术

当高比例可再生能源接入高比例电力电子设备中应用时，会使电网电压以及电流的随机波动变化增强，从而使电网电压以及电流产生大量复杂的谐波和基波等成分，同时大量高性能器件，如换流器等的应用，使得电网信号的畸变越来越大，产生的谐波也大大增加，由于存在谐波时，电能测量结果与实际结果存在偏差，而电能计量是电力交易的重要基础，作为收取电费的依据，贯穿于电力的生产、传输、使用全过程，其准确性将影响发电商、输配电商和电力消费者之间电力交易的公平性，因此需要研究谐波和基波对电能测量的影响，以获得合适的测量模式。

但是现有的电能计量装置只能单项检测基波和谐波，不能同时计量，如果由于电网信号频率发生波动引起FFT 变换时发生的频谱泄露现象，就会降低系统测量精度，所以需要一种可以同时计量基波及谐波的电能计量装置来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种同时计量基波及谐波的电能计量装置，解决了现有技术中电能计量装置只能单项检测基波和谐波的问题。

本发明的另一个目的在于提供一种同时计量基波及谐波的电能计量装置的计量方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种同时计量基波及谐波的电能计量装置，包括箱体，所述箱体的内部包括电流互感器、电阻分压器、A/D转换器、锁相环、DSP处理器、比较器、ARM处理器及显示器，所述电流互感器的输入端接收电流信号，所述电流互感器的输出端电性连接A/D转换器和锁相环的输入端，所述电阻分压器的输入端接收电压信号，所述电阻分压器的输出端电性连接A/D转换器和锁相环的输入端；所述A/D转换器的输出端电性连接有DSP处理器和锁相环的输入端，所述DSP处理器的输出端电性连接比较器和ARM处理器的输入端，ARM处理器的输出端连接显示器。

所述A/D转换器的型号为TLC0831。

所述DSP处理器通过I/O接口与ARM处理器通信。

所述显示器水平方向显示1024个像素点，所述显示器垂直方向显示768个像素点。

所述ARM处理器的输入端电性连接有键盘，所述ARM处理器内有31个32位的通用储存器，且ARM处理器内有6个32位的状态储存器。

一种同时计量基波及谐波的电能计量装置的计量方法，包括下述步骤：

步骤1，电流互感器将分布式能源并网时的强电流转化成能被A/D转换器输入的电流；电阻分压器将电网信号由大电压信号变为能被A/D转换器输入的电压信号；

步骤2，电流互感器、电阻分压器处理后的电网信号输入到A/D转换器和锁相环，锁相环将输出信号经过计数器进行分频，并与电网信号进行相位比较，当两个信号的相位差为零时，锁相环进入锁相状态，将倍频信号经过锁相环分频后来控制A/D转换器进行周期均匀采样；

步骤3，A/D 转换器将模拟信号变为数字信号，输出到DSP 处理器；