[发明专利]电能表

说明书

技术领域

本发明涉及一种能实现高精度计量的电能表。

背景技术

在日常生活中，每个家庭都要用到电能表，电能表是用于计算电能消耗的工具。按照原理分，电能表可分为感应式和电子式两大类。随着智能电网的不断发展，高速、双向、实时、集成的电网通信系统发展成熟，智能电能表的应用越来越广泛。电子式电能表是运用模数转换器把电压值和电流值转换为相应的数字值，然后用数字电路实现电能计量功能。在风靡全球的智能电网的推动下，如何提高智能电能表的计量精度已经成为电能计量行业内共同追求的目标。

智能电能表是通过∑-Δ模数转换器(∑-ΔADC)对模拟电压和模拟电流进行采样并转换成它们的数字形式，以便后面的计量电路来计算电能、功率和有效值等数据。为了提高电能表的精度，一般是通过提高∑-Δ模数转换器的精度的方法来实现。∑-Δ模数转换器包括∑-Δ调制器(∑-ΔModulator)和滤波器两部分，∑-Δ调制器能将基带内的量化噪声推向高频，并通过滤波器滤除高频噪声，实现高信噪比。

请参阅图1，其显示了现有技术中电能表的基本结构。如图1所示，电压值U经过电压通道调制器(例如为∑-Δ调制器)变成数字信号后，经过低通滤波器LPF1和高通滤波器HPF后变成与电压值U相对应的数字值u，同样，电流值I经过调制器(例如为∑-Δ调制器)变成数字信号后，经过低通滤波器LPF1和高通滤波器HPF后变成与电流值I相对应的数字值i；将分别代表电压值U和电流值I的数字值u、i相乘后得到瞬时功率p；瞬时功率p经过低通滤波器LPF2滤波后得到平均功率P，计量单元通过平均功率P便能得到电能值。图1中的低通滤波器LPF1的作用为消除电压通道调制器和电流通道调制器产生的高频噪声，高通滤波器HPF的作用为消除数字电压信号和数字电流信号中的偏移值(OFFSET)，低通滤波器LPF2的作用为消除功率信号中的高频噪声。

假设电压u和电流i的表达式分别为

u=Ucos(2π×50)+Σiuicos(ωi)---(1)]]>

i=Icos(2π×50)+Σjijcos(ωj)---(2)]]>

其中u和i后一项表示电压和电流信号中的各种noise之和。

由功率为电压和电流相乘可得