[发明专利]电能表计量电路的仿真方法及装置

说明书

本发明提出了一种电能表计量电路的仿真方法及装置，其中方法包括：获取电能表的原理图与A/D转换电路的参数；根据所述参数在Simulink软件中建立A/D转换电路的数字电路模型；根据所述电能表的原理图，在Saber软件中建立模拟电路模型；使用所述Saber软件中的SaberCosim模块对Simulink软件中的所述数字电路模型与Saber软件中所述模拟电路模型进行数据连接，所述数字电路模型与模拟电路模型共同组成联合仿真模型；运行所述Saber软件对所述联合仿真模型进行联合仿真，并计算所述电能表计量电路的仿真结果。本发明通过将Simulink与Saber的数据进行交换传递，实现了仿真软件之间的优势互补，使得对智能电表计量过程的模拟更加准确。

技术领域

本发明涉及建模仿真领域，尤其涉及一种电能表计量电路的仿真方法及装置。

背景技术

智能电能表是建立全国范围智能电网的重要设备，其电能计量准确性直接关系用户和国家电网的切身利益。智能电能表的计量电路可以分为模拟电路和数字电路两个部分。目前，对电能表进行的仿真分析只针对其中一个部分，并且仿真时很少考虑电能表实际计量芯片内部A/D转换等电路工作原理和有功功率等参数数字化计算方法。这会使得电能表计量电路仿真结果不能准确反映其实际计量情况，进而影响电能表设计结果。

发明内容

本发明的目的在于，解决目前电能表仿真过程中无法应用单一仿真软件同时满足对于电表工作过程中的数字过程和模拟过程准确仿真的问题。

为了达到上述目的，本发明提出了一种智能电能表计量电路的仿真方法，包括：获取电能表的原理图与A/D转换电路的参数；根据所述参数在Simulink软件中建立A/D转换电路的数字电路模型；根据所述电能表的原理图，在Saber软件中建立模拟电路模型；使用所述Saber软件中的SaberCosim模块对Simulink软件中的所述数字电路模型与Saber软件中所述模拟电路模型进行数据连接，所述数字电路模型与模拟电路模型共同组成联合仿真模型；运行所述Saber软件对所述联合仿真模型进行联合仿真，并计算所述电能表计量电路的仿真结果。

进一步地，获取电能表的A/D转换电路的参数，并根据所述参数在Simulink软件中建立A/D转换电路的数字电路模型的步骤包括：获取所述电能表的A/D转换电路的标准电压、寄存器位数以及数据更新频率；根据所述标准电压、寄存器位数以及数据更新频率，使用MATLAB语言构造A/D转换电路的数字电路模型，并设置所述数字电路模型的电压放大倍数、火线电流放大倍数、零线电流放大倍数。

进一步地，所述根据所述电能表的原理图，在Saber软件中建立模拟电路模型的步骤包括：设置正弦电压源、正弦电流源；通过搭建电阻串联分压网络与无源滤波电路，建立电网电压采样电路并采集电网电压采样信号；通过搭建电阻串联分压网络并将锰铜片设置成理想电阻，建立火线电流采样电路并采集火线电流采样信号；通过选择并设定CurrentSensor模块，搭建相应的电阻串联分压网络，建立零线电流采样电路并采集零线电流采样信号；根据所述电能表的原理图连接所述电网电压采样电路、火线电流采样电路以及零线电流采样电路、正弦电压源以及正弦电流源，建立所述模拟电路模型。

进一步地，所述运行所述Saber软件对所述联合仿真模型进行联合仿真包括：将所述电网电压采样信号、火线电流采样信号与零线电流采样信号发送给所述Simulink软件中的所述数字电路模型；将电压有效值、电流有效值、有功功率以及无功功率的计算公式离散化，得到离散化后的电压有效值、电流有效值、有功功率以及无功功率的计算公式；将所述电网电压采样信号、火线电流采样信号与零线电流采样信号分别代入所述离散化后的电压有效值、电流有效值、有功功率以及无功功率的计算公式，计算电压有效值、电流有效值、有功功率以及无功功率，并将结果发送给所述Saber软件中的所述模拟电路模型；设置所述Simulink软件与Saber软件的仿真步长，对所述联合仿真模型进行联合仿真。

进一步地，所述离散化后的电压有效值、电流有效值、有功功率以及无功功率的计算公式为：