專利名稱：指定頻率的電功率計(jì)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電功率計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于計(jì)量直流成分的功率以及多個(gè)指定頻率的交流成分的有功功率、無功功率、視在功率和功率因數(shù)的方法。
背景技術(shù)：
在工程中，經(jīng)常需要計(jì)量電子電氣設(shè)備與電路的直流功率以及指定頻率交流成分的有功功率、無功功率、視在功率和功率因數(shù)，目前通常采用被測電壓與電流之積在指定時(shí)間長度內(nèi)進(jìn)行積分運(yùn)算的電功率計(jì)量方法，例如基于傅里葉變換的方法。采用這類方法計(jì)量電功率，只有在積分時(shí)間長度與被測信號的每個(gè)交流成分的周期之比都是正整數(shù)的條件下，才能實(shí)現(xiàn)精確計(jì)量，難以同時(shí)準(zhǔn)確獲得被測設(shè)備與電路的直流功率及各頻點(diǎn)交流成分的功率參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠直接應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中、軟件編程實(shí)現(xiàn)簡單、并具有較高的精度和較快的收斂速度的電功率計(jì)量方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種指定頻率的電功率計(jì)量方法，以T秒為采樣周期，定時(shí)對被測電壓和被測電流進(jìn)行同時(shí)采樣，得到同一個(gè)時(shí)刻的電壓采樣數(shù)據(jù)和電流采樣數(shù)據(jù)；設(shè)定交流分量個(gè)數(shù)N的值，設(shè)定各個(gè)交流分量的頻率數(shù)值為依次遞增且均不大于2 π/T的正數(shù)ωι、ω2、…、ωΝ，先計(jì)算增量數(shù)值，通過迭代直接獲得直流電壓U(l，直流電流iQ以及交流電壓UpU2'…、Un,正交電壓S1、M2 -V…、‘，交流電流；^、；^、…、；^和正交電流〖、ξ、...、I，然后計(jì)算直流功率Po以及交流成分的有功功率P1、P2、…、Pn，無功功率1、％、…、qN，視在功率Sp s2、…、sN和功率因數(shù)Cp c2、…、cN。作為優(yōu)選，針對每組電壓采樣數(shù)據(jù)u [s]和電流采樣數(shù)據(jù)i [S]，按下述第一處理方案和第二處理方案中的一種執(zhí)行，連續(xù)的兩組采樣數(shù)據(jù)分別執(zhí)行不同的處理方案；其中正數(shù)μ不大于2 π/t ；第一處理方案依次包括以下步驟SlOl :先利用式(I)獲得直流電壓增量％[2]、直流電流增量g(l[2]，再令下標(biāo)η分別取值為1，2，…，N，循環(huán)執(zhí)行式(2)，獲得交流電壓增量hn[2]、正交電壓增量& P]、交流電流增量gn[2]和正交電流增量# [2];
權(quán)利要求
1.一種指定頻率的電功率計(jì)量方法，其特征在于，以T秒為采樣周期，定時(shí)對被測電壓和被測電流進(jìn)行同時(shí)采樣，得到同一個(gè)時(shí)刻的電壓采樣數(shù)據(jù)和電流采樣數(shù)據(jù)；設(shè)定交流分量個(gè)數(shù)N的值，設(shè)定各個(gè)交流分量的頻率數(shù)值為依次遞增且均不大于2 π /T的正數(shù)ω1、ω2、…、ωΝ，先計(jì)算增量數(shù)值，通過迭代直接獲得直流電壓U(l，直流電流L以及交流電壓Ul、U2、…、uN,正交電壓δ,、〃',、…、，交流電流Li2、…、iN和正交電流IJ、I1.、…、In ,然后計(jì)算直流功率Po以及交流成分的有功功率PpP2、…、Pn，無功功率L…、qN，視在功率SpS2'…、Sn和功率因數(shù)Cp C2、…、CN。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指定頻率的電功率計(jì)量方法，其特征在于，針對每組電壓采樣數(shù)據(jù)U[s]和電流采樣數(shù)據(jù)i [S]，按下述第一處理方案和第二處理方案中的一種執(zhí)行，連續(xù)的兩組采樣數(shù)據(jù)分別執(zhí)行不同的處理方案；其中正數(shù)μ不大于2 π /T ; 第一處理方案依次包括以下步驟 5101:先利用式(I)獲得直流電壓增量％[2]、直流電流增量g(l[2]，再令下標(biāo)η分別取值為1，2，…，N，循環(huán)執(zhí)行式(2)，獲得交流電壓增量hn[2]、正交電壓增量& P]、交流電流增量gn[2]和正交電流增量I [2];
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的指定頻率的電功率計(jì)量方法，其特征在于，具體包括以下步驟 51:設(shè)定參數(shù)Τ、Ν、ω,、ω2、…、ωΝ、μ的值,設(shè)定直流電壓uQ,交流電壓屮為、…、uN，正交電壓兩、H2、…、〃、直流電流iQ、交流電流Li2、…、iN和正交電流Z1、i2、…、iN的初值； 52:設(shè)定標(biāo)志字的初值為執(zhí)行第一處理方案；設(shè)定直流電壓增量hjl]，直流電流增量gQ[l]，交流電壓增量hjlhhjl]、…、hN[l]，正交電壓增量A~,[l]、/;2[1]、…、&[1]，交流電流增量gjlhgjl]、…、gN[l]和正交電流增量備[I]、#2[1]、…、&[I]的初值； 53:針對電壓采樣數(shù)據(jù)u[s]和電流采樣數(shù)據(jù)i [s]，依據(jù)標(biāo)志字的值執(zhí)行第一處理方案或者第二處理方案，然后修改標(biāo)志字的值為執(zhí)行另外一種處理方案； 54:返回步驟S3循環(huán)執(zhí)行，直至迭代完成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的指定頻率的電功率計(jì)量方法，其特征在于，將步驟S2替換為設(shè)定標(biāo)志字的初值為執(zhí)行第二處理方案；設(shè)定直流電壓增量hjl]、&[2]、&[3]，直流電流增量 gQ[l]、gQ[2]、gQ[3]，交流電壓增量 h^l] Λ [2] Λ [3]、h2[l]、h2[2]、h2[3]、…、hN[l]、hN[2]、hN[3]，正交電壓增量長[1]、哪羽、h2[lb 4[2]、A2 [3], ···、Ajv [I],K [2]、hN [3]，交流電流增量 gjl]、gj〗]、gil^]、g2[l]、g2[2]、g2[3]、…、gN[i]、gN[2]、gN[3]和正交電流增量 #,[1]、#,P]、I, [3]> #2[1]、g2 [2] ^#2[3]> …、、m、.匕「21、&[3]的初值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種指定頻率的電功率計(jì)量方法，以T秒為采樣周期，定時(shí)對被測電壓和被測電流進(jìn)行同時(shí)采樣，得到同一個(gè)時(shí)刻的電壓采樣數(shù)據(jù)和電流采樣數(shù)據(jù)；設(shè)定交流分量個(gè)數(shù)N的值，設(shè)定各個(gè)交流分量的頻率數(shù)值為依次遞增且均不大于2π/T的正數(shù)ω1、ω2、…、ωN，先計(jì)算增量數(shù)值，通過迭代直接獲得直流電壓u0，直流電流i0以及交流電壓u1、u2、…、uN，正交電壓交流電流i1、i2、…、iN和正交電流然后計(jì)算直流功率p0以及交流成分的有功功率p1、p2、…、pN，無功功率q1、q2、…、qN，視在功率s1、s2、…、sN和功率因數(shù)c1、c2、…、cN。由于采用迭代方法計(jì)量電功率，能夠直接應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中、并具有較高的精度和較快的收斂速度。
文檔編號G01R21/06GK103018546SQ20121050432
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者儲昭碧, 馮小英, 杜少武 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)