【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电能，并且更具体地，涉及一种三相多功能标准谐波电能表及三相谐波电能测量方法。
技术介绍
1、基于“构建以新能源为主体的新型电力系统”的发展背景，聚焦高比例新能源接入场景下带来的如何确保电能计量准确、公正的新问题，通过分析新能源并网的谐波分量影响，可提升电能计量的可靠性与准确性，切实维护电能供需双方的利益，对推动以新能源为主体的新型电力系统建设和发展具有重要的意义。
2、gb/t 17215.302-2013交流电测量设备，特殊要求，第2部分：静止式谐波有功电能表修订为gb/t 17215.302-2022，新的国标不但保留了原先的单次谐波的要求，同时提出混合谐波的测量准确度要求，这对于谐波的算法提出了更高的要求，同时要求在频率间隔很低的情况下能准确测量各次谐波，要求算法减小的频谱的栅栏效应，能支持精确测量单次谐波和混合谐波的高准确度的三相多功能标准谐波电能表。但是现有电能表存在对电压互感器由于频率变大造成的角差变大，精密电阻分压器由于分布电容的影响造成角差变大对低功率因数谐波功率的影响，以及谐波造成的多次过零下频率测量失准的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种三相多功能标准谐波电能表及三相谐波电能测量方法。
2、根据本专利技术的一个方面，提供了一种三相多功能标准谐波电能表，包括：
3、分别与a、b、c三相连接的精密电压变换模块以及低延时电压变换模块；分别与每个精密电压变换模块以及低延时电压变换模块连接
4、与a、b、c三相分别连接的精密低延时电流变换模块；分别与精密低延时电流变换模块连接的多个第二单倍模拟前端驱动；以及与多个第二单倍模拟前端驱动连接的第二多通道ad同步转换模块；
5、第一多通道ad同步转换模块与第二多通道ad同步转换模块之间为spi级联连接；
6、与第一多通道ad同步转换模块以及第二多通道ad同步转换模块连接的处理模块，用于对测量的信号进行处理，计算a、b、c三相的电能数据，其中电能数据包括a、b、c三相的谐波有功功率以及全波电能。
7、可选地，三相多功能标准谐波电能表，其特征在于，还包括：电源模块，用于为三相多功能标准谐波电能表供电。
8、可选地，第一多通道ad同步转换模块以及第二多通道ad同步转换模块采用24bit的8个通道同步ad转换器级联而成。
9、可选地，第一多通道ad同步转换模块以及第二多通道ad同步转换模块还包括参考电压，参考电压的参考电压值为2.5v、初始精度为1mv、温漂为3ppm。
10、可选地，处理模块包括：芯片及外设u3，芯片设置多个外设接口，通过外设接口外接多个外设单元，其中外设单元包括：显示单元、键盘。
11、可选地，精密低延时电流变换模块由电流互感器和精密电阻组成，线性度小于2ppm，变比为 600：1，额定一次直流电流为60a。
12、可选地，精密电压变换模块由两个1ppm的第一电阻和第二电阻串联组成，第一电阻rh=219kω，第二电阻rl=1kω，变比为 220：1，额定一次电压为220v，二次电流转换后的电压值为 1v，最大峰值为550v。
13、可选地，低延时电压变换模块由第一膜状电阻和第二膜状电阻串联组成，第一膜状电阻rh’=219kω，第二膜状电阻rl’=1kω，变比为 220：1，额定一次电压为220v，二次电流转换后的电压值为 1v，最大峰值为550v。
14、可选地，第一单倍模拟前端驱动以及第二单倍模拟前端驱动增加参考电压2.5v的抬高共模电压，用于匹配第一多通道ad同步转换模块以及第二多通道ad同步转换模块。
15、根据本专利技术的另一个方面，提供了一种三相谐波电能测量方法，包括：
16、采集a、b、c三相的低延时电压采样数据、精密电压采样数据以及精密低延时电流采样数据；
17、采用基波频率算法分别计算低延时电压采样数据和精密电压采样数据的基波频率，确定a、b、c三相的基波频率；
18、采用基波相位延时算法，根据基波频率计算低延时电压采样数据和精密电压采样数据之间的延时时间；
19、利用三阶插值补偿算法根据延时时间对精密电压采样数据进行补偿，确定补偿精密电压采样数据；
20、采用自适应谐波准同步算法，根据补偿精密电压采样数据以及低延时电流采样数据，计算a、b、c三相的电能数据。
21、可选地，采用基波频率算法分别计算低延时电压采样数据和精密电压采样数据的基波频率，确定a、b、c三相的基波频率，包括：
22、采用基波频率算法分别计算低延时电压采样数据和精密电压采样数据的基波频率，确定低延时电压基波频率以及精密电压基波频率；
23、通过对低延时电压基波频率以及精密电压基波频率进行拟合，确定a、b、c三相的基波频率。
24、可选地，采用基波相位延时算法，根据基波频率计算低延时电压采样数据和精密电压采样数据之间的延时时间，包括：
25、根据基波频率，计算50个周波的时间窗口内参与基波相位延时计算的采样点数；
26、根据采样点数计算a、b、c三相的基波的正交基；
27、根据正交基以及低延时电压采样数据，计算低延时电压采样数据的第一基波相位，并根据第一基波相位计算低延时电压采样数据的第一通道相位；
28、根据正交基以及精密电压采样数据，计算精密电压采样数据的第二基波相位，并根据第二基波相位计算精密电压采样数据的第二通道相位；
29、根据第一通道相位以及第二通道相位，计算低延时电压采样数据和精密电压采样数据之间的延时时间。
30、可选地，三阶插值补偿算法的公式如下：
31、
32、式中， j为第 j次采样， k为第 k次采样， x j、 x k为采样点的时标，n=4代表3阶插值算法， x取值范围为 x1和 x4之间的采样点时标， tdelay为延时时间，datau _ad为补偿后的补偿精密电压采样数据，datau _a为精密电压采样数据。
33、可选地，电能数据包括： 谐波有功功率以及全波电能；
34、并且，采用自适应谐波准同步算法，根据补偿精密电压采样数据以及低延时电流采样数据，计算a、b、c三相的电能数据，包括：
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【技术保护点】
1.一种三相多功能标准谐波电能表，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三相多功能标准谐波电能表，其特征在于，还包括：电源模块，用于为所述三相多功能标准谐波电能表供电。
3.根据权利要求1所述的三相多功能标准谐波电能表，其特征在于，所述第一多通道AD同步转换模块以及所述第二多通道AD同步转换模块采用24BIT的8个通道同步AD转换器级联而成。
4.根据权利要求1所述的三相多功能标准谐波电能表，其特征在于，所述第一多通道AD同步转换模块以及所述第二多通道AD同步转换模块还包括参考电压，所述参考电压的参考电压值为2.5V、初始精度为1mV、温漂为3ppm。
5.根据权利要求1所述的三相多功能标准谐波电能表，其特征在于，所述处理模块包括：芯片及外设U3，所述芯片设置多个外设接口，通过所述外设接口外接多个外设单元，其中所述外设单元包括：显示单元、键盘。
6.根据权利要求1所述的三相多功能标准谐波电能表，其特征在于，所述精密低延时电流变换模块由电流互感器和精密电阻组成，线性度小于2ppm，变比为 600：1，额定一次直流电流
7.根据权利要求1所述的三相多功能标准谐波电能表，其特征在于，所述精密电压变换模块由两个1ppm的第一电阻和第二电阻串联组成，所述第一电阻RH=219kΩ，所述第二电阻RL=1KΩ，变比为 220：1，额定一次电压为220V，二次电流转换后的电压值为 1V，最大峰值为550V。
8.根据权利要求1所述的三相多功能标准谐波电能表，其特征在于，所述低延时电压变换模块由第一膜状电阻和第二膜状电阻串联组成，所述第一膜状电阻RH’=219kΩ，所述第二膜状电阻RL’=1KΩ，变比为 220：1，额定一次电压为220V，二次电流转换后的电压值为1V，最大峰值为550V。
9.根据权利要求1所述的三相多功能标准谐波电能表，其特征在于，所述第一单倍模拟前端驱动以及所述第二单倍模拟前端驱动增加参考电压2.5V的抬高共模电压，用于匹配所述第一多通道AD同步转换模块以及所述第二多通道AD同步转换模块。
10.一种通过权利要求1-9任意一项所述的三相多功能标准谐波电能表实现的三相谐波电能测量方法，其特征在于，包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，采用基波频率算法分别计算所述低延时电压采样数据和所述精密电压采样数据的基波频率，确定所述a、b、c三相的基波频率，包括：
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，采用基波相位延时算法，根据所述基波频率计算所述低延时电压采样数据和所述精密电压采样数据之间的延时时间，包括：
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述三阶插值补偿算法的公式如下：
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述电能数据包括： 谐波有功功率以及全波电能；
15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求10-14任一所述的方法。
16.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
...【技术特征摘要】
1.一种三相多功能标准谐波电能表，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三相多功能标准谐波电能表，其特征在于，还包括：电源模块，用于为所述三相多功能标准谐波电能表供电。
3.根据权利要求1所述的三相多功能标准谐波电能表，其特征在于，所述第一多通道ad同步转换模块以及所述第二多通道ad同步转换模块采用24bit的8个通道同步ad转换器级联而成。
4.根据权利要求1所述的三相多功能标准谐波电能表，其特征在于，所述第一多通道ad同步转换模块以及所述第二多通道ad同步转换模块还包括参考电压，所述参考电压的参考电压值为2.5v、初始精度为1mv、温漂为3ppm。
5.根据权利要求1所述的三相多功能标准谐波电能表，其特征在于，所述处理模块包括：芯片及外设u3，所述芯片设置多个外设接口，通过所述外设接口外接多个外设单元，其中所述外设单元包括：显示单元、键盘。
6.根据权利要求1所述的三相多功能标准谐波电能表，其特征在于，所述精密低延时电流变换模块由电流互感器和精密电阻组成，线性度小于2ppm，变比为 600：1，额定一次直流电流为60a。
7.根据权利要求1所述的三相多功能标准谐波电能表，其特征在于，所述精密电压变换模块由两个1ppm的第一电阻和第二电阻串联组成，所述第一电阻rh=219kω，所述第二电阻rl=1kω，变比为 220：1，额定一次电压为220v，二次电流转换后的电压值为 1v，最大峰值为550v。
8.根据权利要求1所述的三相多功能标准谐波电能表...
【专利技术属性】
技术研发人员：葛亚男，白静芬，孟静，段晓萌，岑炜，蒋依芹，杨玉博，徐熙彤，宋晓卉，耿爱玲，张丽，段永贤，贾福泉，李宗嵘，张争明，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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