Povzetek: Z razvojem pametnega omrežja postajajo pametni števci vse bolj priljubljeni kot pametni terminali. Ta članek preučuje metodo merjenja eno-faznih pametnih števcev. Analogni signali napetosti in toka se pretvorijo v digitalne signale z visoko{3}}natančnim analogno-v-digitalnim pretvornikom. Po prehodu skozi visoko-filter in filter za vzorčenje se ojačanje enosmernega toka in visoko-frekvenčni šum filtrirata, da se pridobijo zahtevani podatki o vzorčenju napetosti in toka. Trenutna aktivna moč je pridobljena z množenjem podatkov o napetosti in toku, povprečna izhodna aktivna moč pa je izhodna skozi nizkoprepustni-filter.
Ključne besede: enofazni inteligentni električni števec; merjenje električne energije; aktivna energija
Vsebina:
2. Merjenje električne energije
2.1 Izračun sprednje-oblike valov
2.2 Izračun efektivne vrednosti
2.3 Izračun delovne moči
2.4 Energijski izračun
2.5 Izračun navidezne moči in energije
3. Zaključek
1. Uvod
Merjenje električne energije je najpomembnejša in osrednja tehnologija eno-faznih pametnih števcev. Njegova natančnost in zanesljivost sta bili deležni široke pozornosti, kar neposredno vpliva na delovanje elektroenergetskega omrežja, prodajo električne energije in druge povezave ter je povezano z ekonomskimi interesi strank in dobaviteljev električne energije.
2. Merilci električne energijet
2.1 Izračun sprednje-oblike valov
Eno-fazni tok (dva kanala A in B) in eno-fazne valovne oblike napetosti gredo najprej skozi nizkošumni ojačevalnik (LNA), ki lahko učinkovito prepreči motnje hrupa v čipu in razumno ojača vrednost napetosti na vhodnem koncu, nato pa gredo skozi analogno{2}}v-digitalni pretvornik (ADC) z majhno območje napake, da dosežete pretvorbo analogne količine v digitalno količino, nato pa zmanjšate fazno napako signala (PHASE) in nato spremenite ojačanje signala prek filtra za znižanje vzorčenja (SINC4), visoko-prepustnega filtra (HPF) in drugih povezav.
2.2 Izračun efektivne vrednosti
Učinkovite vrednosti dvo-kanalnega toka in eno-fazne napetosti je mogoče pridobiti tako, da najprej izvedete operacijo kvadrata (X2) na podatkih valovne oblike dvo-kanalnega toka in eno-fazne napetosti, nato preidete skozi nizko-prepustni filter (LPF) in na koncu izvedete operacijo kvadratnega korena (ROOT), da dobite efektivne vrednosti napetost in tok.
2.3 Izračun delovne moči
Trenutno delovno moč je mogoče dobiti z množenjem valovne oblike eno-fazne napetosti skozi tokovna kanala A in B, povprečno vrednost delovne moči pa je mogoče dobiti z nizko{1}}prepustnim filtrom (LPF).
2.4 Energijski izračun
Z integracijo delovne moči lahko pridobimo delovno energijo. Močnostni signal je v integratorju superponiran in shranjen v registru aktivne energije. Poleg tega proces zagotavlja tudi register linijske energije, register aktivne energije naprej in register aktivne energije nazaj.
2.5 Izračun navidezne moči in energije
Navidezna moč se izračuna tako, da se tok obeh kanalov pomnoži z efektivno vrednostjo eno-fazne napetosti, razmerje med delovno močjo in navidezno močjo pa se izračuna, da se dobi faktor moči. Dobiček navidezne moči je mogoče prilagoditi prek registra ojačanja, da se prilagodi obseg aktivne moči, nato pa prek registra odstopanja navidezne moči in na koncu shraniti v register energije.
Ta članek analizira algoritem za merjenje električne energije in izvaja natančno merjenje različnih električnih veličin električnega števca, vključno s pozitivno in negativno delovno močjo, hitrim izhodom delovne energije in efektivno vrednostjo vzorčne napetosti in toka. Z obdelavo toka in napetosti se pridobijo podatki o vzorčenju toka in podatki o vzorčenju napetosti, ki ustrezajo zahtevam, izračuna se delovna moč, nato pa se izpiše povprečna delovna moč. Po integraciji v določenem časovnem obdobju je mogoče pridobiti pozitivno in negativno delovno energijo in jo prikazati na električnem števcu.