一种直流充电桩电能计量方法、系统、设备及可读存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种直流充电桩电能计量方法、系统、设备及可读存储介质，通过将充电功率信号采用经验小波变换和希尔伯特变换分解成直流信号和非稳态信号；能够有效实现短时、畸变信号的有效分析，能够对分解的直流信号和非稳态信号通过K

【技术实现步骤摘要】
一种直流充电桩电能计量方法、系统、设备及可读存储介质


[0001]本专利技术涉及直流充电桩现场检测装置在现场工况下的电能计量准确性，具体涉及一种直流充电桩电能计量方法、系统、设备及可读存储介质。

技术介绍

[0002]随着新能源电动汽车的飞速发展，随之建设了大量的直流充电桩。但由于直流充电桩现场环境复杂，温度、湿度以及充电桩输出的纹波、畸变等非稳态波都会对电能计量的准确性产生较大的影响。传统的电能计量大多采用了电压电流信号离散化求和的方法，最常用的是平均值法和有效值法。然而，这两种方法虽然能对直流稳态信号的电能进行准确计算，但当信号中含有大量的谐波及非稳态信号时，该方法将会产生较大的计算误差。因此，研究直流充电桩电能计量的精确算法具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种直流充电桩电能计量方法及系统，以克服现有技术的不足，本专利技术通过分别计算出直流、谐波、非稳态信号电能及总的电能；最后通过实例验证，能将电能计量误差减小到0.05％以内，为直流充电桩现场电能精确计算提供了一种有效方法。
[0004]一种直流充电桩电能计量方法，包括以下步骤：
[0005]S1，将充电功率信号采用经验小波变换和希尔伯特变换分解成直流信号和非稳态信号；
[0006]S2，对分解的直流信号和非稳态信号通过K
‑
RV互卷积窗FFT计算分解出直流信号和非稳态信号的谐波信号；
[0007]S3，然后根据直流信号、非稳态信号及谐波信号分别计算出直流信号、非稳态信号及其各自谐波信号的电能，直流信号、非稳态信号及其各自谐波的电能总和为总电能。
[0008]进一步的，具体的，对于待分解的信号f)t)，设其包含Q个模态AM
‑
FM 分量；对待分解的信号f(t)进行傅里叶变换，将频谱归一化到[0,π]，求取频谱序列内各个极大值，组成极大值序列对其按幅值大小进行降序排列。
[0009]进一步的，将极大值序列中大于设定阈值σ的值记为原始信号的主极大值，主极大值个数即为模态个数Q。
[0010]进一步的，取频率为5Hz的区间为直流信号频谱边界，在整个频谱区间[0, π]内形成Q+1个子区间，Q+2个边界，设相邻两个主极大值的频率为Ω
q
和Ω
q+1
，则第q个频谱的边界ω
q
为：
[0011][0012]式中，N为采样点数，ω0＝0，ω
Q+2
＝π，根据直流信号频谱边界得到直流信号。
[0013]进一步的，分别将原信号同经验尺度函数以及经验小波函数进行内积运算，得到近似系数以及细节系数，根据近似系数以及细节系数重构原信号：
[0014][0015]分解f(t)得各模态分量
[0016][0017][0018]进一步的，对各模态分量求导
[0019][0020]当A＞σ1时(σ1为阈值)，该模态为谐波、非稳态信号；当A＜σ1时，该模态为稳态直流信号。
[0021]进一步的，用K
‑
RV互卷积窗对所求信号c(l)进行加卷积窗修正
[0022]y(l)＝c(l)
×
w
K
‑
RV
(l)
ꢀꢀꢀ
(19)
[0023]对y(l)进行快速傅里叶变换，得频谱函数
[0024][0025]式中，f
s
为采样频率，Δf＝f
s
/L为频率分辨率。
[0026]一种直流充电桩电能计量系统，包括：
[0027]信号预处理模块，用于将充电功率信号采用经验小波变换和希尔伯特变换分解成直流信号和非稳态信号；
[0028]信号分解模块，用于对分解的直流信号和非稳态信号通过K
‑
RV互卷积窗 FFT计算分解出直流信号和非稳态信号的谐波；
[0029]计量模块，用于根据特征图像进行优化训练直至网络损失函数值趋于稳定得到分类模型，根据输入的主轴轴承振动信号输出对应的轴承故障结果。
[0030]一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述直流充电桩电能计量方法的步骤。
[0031]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计
算机程序被处理器执行时实现上述直流充电桩电能计量方法的步骤。
[0032]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0033]本专利技术一种直流充电桩电能计量方法，通过将充电功率信号采用经验小波变换和希尔伯特变换分解成直流信号和非稳态信号；能够有效实现短时、畸变信号的有效分析，能够对分解的直流信号和非稳态信号通过K
‑
RV互卷积窗FFT计算分解出直流信号和非稳态信号的谐波信号，使得充电功率信号进行有效分解，然后根据直流信号、非稳态信号及谐波信号分别计算出直流信号、非稳态信号及其各自谐波信号的电能，直流信号、非稳态信号及其各自谐波的电能总和为总电能，提高了直流充电桩电能计算准确率，为直流充电桩电能计量提供了有效支撑。
[0034]将充电功率有效分解成直流、谐波以及非稳态功率，然后对充电功率进行准确计算，分解过程中通过设定阈值避免噪声信号对极大值的影响，提高了计算精度。
附图说明
[0035]图1为本专利技术实施例中直流充电桩电能计量系统框图。
具体实施方式
[0036]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0037]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0038]根据电工理论，将现场信号准确识别并分解成直流信号、纹波信号以及畸变信号，然后分别对它们进行电能计量，极大地提高电能计算的准确性。
[0039]本专利技术提出了一种结合EWT(Empirical Wavelet Transform，经验小波变换)和K
‑
RV(Kaiser与Rife
‑
Vincent窗函数)互卷积窗的电能计算方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流充电桩电能计量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将充电功率信号采用经验小波变换和希尔伯特变换分解成直流信号和非稳态信号；S2，对分解的直流信号和非稳态信号通过K
‑
RV互卷积窗FFT计算分解出直流信号和非稳态信号的谐波信号；S3，然后根据直流信号、非稳态信号及谐波信号分别计算出直流信号、非稳态信号及其各自谐波信号的电能，直流信号、非稳态信号及其各自谐波的电能总和为总电能。2.根据权利要求1所述的一种直流充电桩电能计量方法，其特征在于，具体的，对于待分解的信号f(t)，设其包含Q个模态AM
‑
FM分量；对待分解的信号f(t)进行傅里叶变换，将频谱归一化到[0,π]，求取频谱序列内各个极大值，组成极大值序列对其按幅值大小进行降序排列。3.根据权利要求2所述的一种直流充电桩电能计量方法，其特征在于，将极大值序列中大于设定阈值σ的值记为原始信号的主极大值，主极大值个数即为模态个数Q。4.根据权利要求2所述的一种直流充电桩电能计量方法，其特征在于，取频率为5Hz的区间为直流信号频谱边界，在整个频谱区间[0,π]内形成Q+1个子区间，Q+2个边界，设相邻两个主极大值的频率为Ω
q
和Ω
q+1
，则第q个频谱的边界ω
q
为：式中，N为采样点数，ω0＝0，ω
Q+2
＝π，根据直流信号频谱边界得到直流信号。5.根据权利要求2所述的一种直流充电桩电能计量方法，其特征在于，分别将原信号同经验尺度函数以及经验小波函数进行内积运算，得到近似系数以及细节系数，根据近似系数以及细节系数重构原信号：分解f(t)得各模态分量...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐其丹，刘芳，妙旭娟，鹿晓明，张英，李长久，任巧莲，
申请(专利权)人：新疆智诚四方工程造价咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：