CN103713686B - 一种小信号功率校正电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小信号功率校正电路，包括获取预设的校正标准值并输出的小信号校正标准值获取电路、计算得到功率系数并输出的功率系数计算电路、将接收的校正标准值和功率系数相乘得到校正值并输出的校正值计算电路、计算得到有功功率和无功功率并输出的功率计算电路、将接收的有功功率和无功功率分别与校正值相加得到校正后功率值并输出的功率校正电路。本发明将输入功率通过随功率系数变化进行相应调整的校正值校正，使得校正值更加准确，最终计算得到的功率值误差更小。
Description
技术领域
本发明涉及电能计量领域，尤其涉及一种用于功率（有功功率和无功功率）校正电路。
背景技术
随着节能环保的不断深入，接入电网中的设备功率越来越小，小功率信号的测量比大功率信号要复杂一些，使用相同的计算方法可以得到小信号的功率，但是与大信号相比，计算相对误差较大，因此在处理小功率信号的时候，需要做一些特殊的处理，以适应小功率信号自身的特点。使用常用功率计算方法计算功率必然会产生误差，要得到较为准确的结果就要对直接计算结果进行校正，不同校正方法的校正效果也会有差别。
在现有的电能计量系统中，功率的校正一般采用固定值校正，有功功率和无功功率的校正并没有根据功率因子的不同进行修正，因此误差较大，校正结果不够准确。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种实现对小信号有功功率和无功功率进行准确校正的电路，从而得到较准确的小信号有功功率和无功功率，使得到的校正值更准确，校正结果误差更小。
实现上述目的的技术方案是：
一种小信号功率校正电路，用于校正直接计算所得的功率，包括小信号校正标准值获取电路、功率系数计算电路、校正值计算电路、功率计算电路和功率校正电路，其中：
所述小信号校正标准值获取电路获取预设的校正标准值并输出；
所述功率系数计算电路计算得到功率系数并输出；
所述校正值计算电路将接收的校正标准值和功率系数相乘，得到校正值并输出；
所述功率计算电路计算得到有功功率和无功功率并输出；
所述功率校正电路将接收的有功功率和无功功率分别与校正值相加，得到校正后功率值并输出。
在上述的小信号功率校正电路中，所述小信号校正标准值获取电路所获取的校正标准值预先保存在一寄存器中。
在上述的小信号功率校正电路中，所述功率系数计算电路分别计算有功功率和无功功率与总功率的比值，获得功率系数。
在上述的小信号功率校正电路中，所述功率计算电路中，有功功率由电压瞬时值和电流瞬时值相乘再低通滤波得到，无功功率由电压瞬时值和电流瞬时值分别经过希尔伯特变换相乘后再低通滤波得到。
本发明的有益效果是：针对情况：电能计量系统中需要计算有功功率和无功功率，在计算的过程中会产生误差，功率的计算结果需要校正后输出，特别是小功率信号，相对误差会更大。本发明电路的功率校正量能随着功率因子的变化而重新计算，然后应用于功率校正，对于小功率信号，得到的校正效果更好，结果更准确。
附图说明
图1是本发明的小信号功率校正电路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1，本发明的小信号功率校正电路，用于校正直接计算所得的功率，其包括小信号校正标准值获取电路1、功率系数计算电路2、校正值计算电路3、功率计算电路4和功率校正电路5，其中，
小信号校正标准值获取电路1，用于获取校正标准值并输出，其中的校正标准值是用户自行设置的。对于不同的电表，在使用之前都要进行校表，在校表的时候输入标准电压和电流得到功率，将得到的结果与标准结果比较，得到校正标准值，将该值保存到对应的寄存器中，在实际的使用中就用该标准值作为校表标准，对计算结果进行校正。小信号校正标准值获取电路1是从寄存器中读取校正标准值，将该值保存到临时寄存器中，供后续电路使用。
功率系数计算电路2，用于分别计算有功功率和无功功率与总功率的比值，得到功率系数并输出。有功功率与总功率的比值的计算方法和无功功率与总功率的比值的计算方法一样，因此可以使用相同的电路，只是一个电路输入有功功率和总功率，另一个电路输入无功功率和总功率。功率因数的计算基本上是使用除法运算，具体的细节在这里就不再赘述。有功功率的计算使用电压瞬时值与电流瞬时值相乘，然后再用低通滤波器滤除直流分量以外的部分，得到直流分量，该值就是有功功率。无功功率的计算比有功功率稍微复杂一些，在电压瞬时值与电流瞬时值相乘之前，先分别经过希尔伯特变换电路，将电压与电流移相九十度，其他的计算基本与有功功率计算一样。希尔伯特变换电路比较常见，在具体的使用中可能需要稍微修改，因不是发明的重点，就不做详细说明。有功功率和无功功率的计算也是常见的基本电路，在此只做上述说明。
校正值计算电路3，由校正标准值和功率系数计算出实际校正值。校正标准值和功率系数由前述电路所得，将两者相乘就可得到实际校正值。
功率计算电路4，包括有功功率和无功功率的计算，功率计算电路4在功率系数计算电路2中已经有比较详细的说明，在此就不再赘述。
功率校正电路5，用于求得校正后的功率值。有功功率和无功功率在前述电路已经计算得到，对应的实际校正值也计算出，将两者相加得到校正后的功率值。
综上，本发明用于实现小信号功率校正，在小信号功率很小的情况下，虽然可以采取一些计算方法使计算结果尽量准确，但是相同计算功率的方法对大信号和小信号误差是不一样的，相同的绝对误差可能对大信号几乎没有影响，但是对小信号影响会非常大，因此大信号误差相对容易校正一些，对于小信号误差校正就需要采取多余的方法。在本发明中，误差校正量随着功率因子的变化而变化，对于小信号，误差校正更准确，计算结果精度更高。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (3)
1.一种小信号功率校正电路，用于校正直接计算所得的功率，其特征在于，包括小信号校正标准值获取电路、功率系数计算电路、校正值计算电路、功率计算电路和功率校正电路，其中：
所述小信号校正标准值获取电路获取预设的校正标准值并输出；
所述功率系数计算电路计算得到功率系数并输出；
所述校正值计算电路将接收的校正标准值和功率系数相乘，得到校正值并输出；
所述功率计算电路计算得到有功功率和无功功率并输出；
所述功率校正电路将接收的有功功率和无功功率分别与校正值相加，得到校正后功率值并输出，其中：
所述功率系数计算电路分别计算有功功率和无功功率与总功率的比值，获得功率系数。
2.根据权利要求1所述的小信号功率校正电路，其特征在于，所述小信号校正标准值获取电路所获取的校正标准值预先保存在一寄存器中。
3.根据权利要求1所述的小信号功率校正电路，其特征在于，所述功率计算电路中，有功功率由电压瞬时值和电流瞬时值相乘再低通滤波得到，无功功率由电压瞬时值和电流瞬时值分别经过希尔伯特变换相乘后再低通滤波得到。
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