三相电能计量模块及其校准方法与流程

本发明涉及三相电计量技术领域，具体而言，涉及一种三相电能计量模块及其校准方法。

背景技术：

近年来，随着能源互联网建设的规划，三相智能电表发展迅速，宽量程和高可靠性是现阶段三相电能计量模块的发展趋势。其中，计量模块的测量精度是决定其可靠性的重要因素。然而，在研究和应用过程中发现，经过出厂校准的三相电能计量模块，在使用过程中，可能会受到干扰，也会以一定的小概率出现某一相通道测量误差大于所设定的标准误差的情况，从而影响电能测量的可靠性。

针对相关技术中三相电能计量模块可能出现测量不准确的问题，目前尚未提出有效地解决方案。

技术实现要素：

本发明提供了一种三相电能计量模块及其校准方法，以至少解决现有技术中三相电能计量模块可能出现测量不准确的问题。

为解决上述技术问题，根据本公开实施例的一个方面，本发明提供了一种三相电能计量模块，包括：三相电输入通道；三相电计算通道；多路选择开关；以及控制器；其中，控制器用于控制多路选择开关的通断以实现三相电输入通道与三相电计算通道的不同组合方式的连通。

进一步地，三相电输入端包括三相电流输入端和/或三相电压输入端；相对应地，三相电计算通道包括三相电流计算通道和/或三相电压计算通道。

进一步地，多路选择开关包括第一选择器和/或第二选择器，其中，第一选择器用于根据于控制器发送的控制指令实现三相电流输入通道与三相电流计算通道的不同组合方式的连通，第二选择器用于根据于控制器发送的控制指令实现三相电压输入通道与三相电压计算通道的不同组合方式的连通。

根据本公开实施例的另一方面，提供了一种上述三相电能计量模块的校准方法，该方法包括：控制多路选择开关处于第一开启状态，其中，在第一开启状态下，三相电输入通道与对应的三相电计算通道一对一连通；计算三相电计算通道中各通道输出的电压值；根据计算的三相电计算通道中各通道输出的电压值，判断是否存在出现偏差的电压计算通道；在判定存在出现偏差的电压计算通道时，确定出现偏差的电压计算通道，并控制多路选择开关调整至第二开启状态，其中，在第二开启状态下，将确定的出现偏差的电压计算通道对应的电压输入端与未出现偏差的电压计算通道连接；计算未出现偏差的电压计算通道输出的电压值，根据计算的未出现偏差的电压计算通道输出的电压值对确定出现偏差的电压计算通道进行自动校准。

进一步地，控制多路选择开关处于第一开启状态，其中，在第一开启状态下，三相电输入通道与对应的三相电计算通道一对一连通，包括：在第一开启状态下，三相电输入通道中第一相电压输入端与三相电计算通道中a相电压计算通道连接，三相电输入通道中第二相电压输入端与三相电计算通道中b相电压计算通道连接；三相电输入通道中第三相电压输入端与三相电计算通道中c相电压计算通道连接；计算三相电计算通道中各通道输出的电压值，包括：计算在第一状态下a相电压计算通道、b相电压计算通道、c相电压计算通道对应输出的三个电压值。

进一步地，根据计算的三相电计算通道中各通道输出的电压值，判断是否存在出现偏差的电压计算通道，包括：计算输出的三个电压值中两两电压的差值，将计算的差值与预设误差阈值进行比较，判断是否存在差值大于预设误差阈值的情况；在存在差值大于预设误差阈值的情况时，判定存在出现偏差的电压计算通道。

进一步地，根据计算的未出现偏差的电压计算通道输出的电压值对确定出现偏差的电压计算通道进行自动校准，包括：将第二开启状态下计算的未出现偏差的电压计算通道输出的电压值作为标准值，将第一开启状态下确定出现偏差的电压计算通道输出的电压值与标准值的差作为修正值，对确定出现偏差的电压计算通道进行自动校准。

根据本公开实施例的另一方面，提供了另一种上述三相电能计量模块的校准方法，该方法包括：控制多路选择开关处于第一开启状态，其中，在第一开启状态下，三相电输入通道与对应的三相电计算通道一对一连通；计算三相电计算通道中各通道输出的电流值；根据计算的三相电计算通道中各通道输出的电流值，判断是否存在出现偏差的电流计算通道；在判定存在出现偏差的电流计算通道时，确定出现偏差的电流计算通道，并控制多路选择开关调整至第二开启状态，其中，在第二开启状态下，将确定的出现偏差的电流计算通道对应的电流输入端与未出现偏差的电流计算通道连接；计算未出现偏差的电流计算通道输出的电流值，根据计算的未出现偏差的电流计算通道输出的电流值对确定出现偏差的电流计算通道进行自动校准。

进一步地，控制多路选择开关处于第一开启状态，其中，在第一开启状态下，三相电输入通道与对应的三相电计算通道一对一连通，包括：在第一开启状态下，三相电输入通道中第一相电流输入端与三相电计算通道中a相电流计算通道连接，三相电输入通道中第二相电流输入端与三相电计算通道中b相电流计算通道连接；三相电输入通道中第三相电流输入端与三相电计算通道中c相电流计算通道连接；计算三相电计算通道中各通道输出的电流值，包括：计算在第一状态下a相电流计算通道、b相电流计算通道、c相电流计算通道对应输出的三个电流值。

进一步地，根据计算的三相电计算通道中各通道输出的电流值，判断是否存在出现偏差的电流计算通道，包括：计算输出的三个电流值中两两电流的差值，将计算的差值与预设误差阈值进行比较，判断是否存在差值大于预设误差阈值的情况；在存在差值大于预设误差阈值的情况时，判定存在出现偏差的电流计算通道。

进一步地，根据计算的未出现偏差的电流计算通道输出的电流值对确定出现偏差的电流计算通道进行自动校准，包括：将第二开启状态下计算的未出现偏差的电流计算通道输出的电流值作为标准值，将第一开启状态下确定出现偏差的电流计算通道输出的电流值与标准值的差作为修正值，对确定出现偏差的电流计算通道进行自动校准。

在本发明中，通过在三相电能计量模块中添加受控制的多路选择开关，实现电压与电流等电能参量输入能够自由的配置选择，使其进入不同的采样电路通道，实现接入三相电能计量模块中的两两相通道间电压或者电流的对比，通过计算判断哪一相的电压或者电流出现较大偏差，并以正常的测量值作为标准值，对出现偏差的通道进行自校准，从而达到提高测量精度的目的。此校准方式能够在使用的过程中实时的使用，有效地解决了现有技术中三相电能计量模块可能出现测量不准确的问题，简单方便，快捷高效。

附图说明

图1是本发明实施例的三相电能计量模块的一种可选的结构框图；

图2是本发明实施例的三相电能计量模块的一种可选的结构示意图；

图3是本发明实施例的三相电能计量模块的校准方法的一种可选的流程图；

图4是本发明实施例的三相电能计量模块的校准方法的另一种可选的流程图；以及

图5是本发明实施例的三相电能计量模块的校准方法的另一种可选的流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例1

在本发明的实施例1中提供了一种三相电能计量模块，具体地，图1示出该三相电能计量模块一种可选的结构框图，如图1所示，三相电能计量模块可以包括：三相电输入通道11；三相电计算通道12；多路选择开关13；以及控制器14；其中，控制器用于控制多路选择开关的通断以实现三相电输入通道与三相电计算通道的不同组合方式的连通。

具体实现时，三相电输入端包括三相电流输入端和/或三相电压输入端；相对应地，三相电计算通道包括三相电流计算通道和/或三相电压计算通道。也就是说，本发明提供的三相电能计量模块可以是仅用于对三相电流进行计量的模块，也可以是仅用于三相电压进行计量的模块，或者，同时对三相电流和三相电压进行计量的模块。相适应地，多路选择开关可以包括第一选择器和/或第二选择器，其中，第一选择器用于根据于控制器发送的控制指令实现三相电流输入通道与三相电流计算通道的不同组合方式的连通，第二选择器用于根据于控制器发送的控制指令实现三相电压输入通道与三相电压计算通道的不同组合方式的连通。具体来说，如图2所示，在对三相电流进行计量时，三相电输入通道可以包括i①、i②、i③三个电流输入端，相对应的，三相电计算通道包括用于对ia相计算的路径(a相电流计算通道)、用于对ib相计算的路径(b相电流计算通道)以及用于对ic相计算的路径(c相电流计算通道)；在对三相电压进行计量时，三相电输入通道可以包括v①、v②、v③三个电压输入端，相对应的，三相电计算通道包括用于对va相计算的路径(a相电压计算通道)、用于对vb相计算的路径(b相电压计算通道)以及用于对vc相计算的路径(c相电压计算通道)，通过多路选择器实现对各相输入端与计算路径的导通配置。

以三相电压校准为例，如图2所示，一般情况下，配置多路开关选择器，将v①输入端与va计算路径导通，v②输入端与vb计算路径导通，v③输入端与vc计算路径导通。计算该情况下两两相计算路径间的误差，并与设定的阈值进行对比。若各误差均在阈值范围内，则表明各相路径达到精度要求，运行正常。若出现某两相路径间误差较大的情况，则可通过这三个误差值确定出现偏差的路径，通过程序控制配置多路开关选择器，对出现偏差的路径进行校准。以a相路径为例，假设a相路径出现偏差，b、c相路径正常，则可通过配置多路选择器，将v①输入端的电压接入b相(或c相)计算路径，以获取针对v①输入电压的标准值，利用该标准值以及偏差值可对a相路径进行自校准。校准原理为通过标准值与测量值可算出修正值(具体计算公式计量芯片手册会给出)，将修正值写入相应的修正寄存器从而进行修正，以达到在使用过程中校准的目的。其它相路径的校准原理同上述a相路径出现偏差的情况。电流通道的自适应校准方式同电压通道的自适应校准方式。

通过在三相电能计量模块中添加受控制的多路选择开关，实现电压与电流等电能参量输入能够自由的配置选择，使其进入不同的采样电路通道，实现接入三相电能计量模块中的两两相通道间电压或者电流的对比，通过计算判断哪一相的电压或者电流出现较大偏差，并以正常的测量值作为标准值，对出现偏差的通道进行自校准，从而达到提高测量精度的目的。此校准方式能够在使用的过程中实时的使用，有效地解决了现有技术中三相电能计量模块可能出现测量不准确的问题，简单方便，快捷高效。

实施例2

在本实施例中提供上述三相电能计量模块进行电压校准的方法，具体来说，图3示出该方法的一种可选的流程图，如图3所示，该方法包括以下步骤s301-s305：

s301，控制多路选择开关处于第一开启状态，其中，在第一开启状态下，三相电输入通道与对应的三相电计算通道一对一连通；

s302，计算三相电计算通道中各通道输出的电压值；

s303，根据计算的三相电计算通道中各通道输出的电压值，判断是否存在出现偏差的电压计算通道；

s304，在判定存在出现偏差的电压计算通道时，确定出现偏差的电压计算通道，并控制多路选择开关调整至第二开启状态，其中，在第二开启状态下，将确定的出现偏差的电压计算通道对应的电压输入端与未出现偏差的电压计算通道连接；

s305，计算未出现偏差的电压计算通道输出的电压值，根据计算的未出现偏差的电压计算通道输出的电压值对确定出现偏差的电压计算通道进行自动校准。

具体实现时，在多路选择开关处于第一开启状态下，三相电输入通道中第一相电压输入端与三相电计算通道中a相电压计算通道连接，三相电输入通道中第二相电压输入端与三相电计算通道中b相电压计算通道连接；三相电输入通道中第三相电压输入端与三相电计算通道中c相电压计算通道连接；计算在第一状态下a相电压计算通道、b相电压计算通道、c相电压计算通道对应输出的三个电压值。

优选地，根据计算的三相电计算通道中各通道输出的电压值，判断是否存在出现偏差的电压计算通道，包括：计算输出的三个电压值中两两电压的差值，将计算的差值与预设误差阈值进行比较，判断是否存在差值大于预设误差阈值的情况；在存在差值大于预设误差阈值的情况时，判定存在出现偏差的电压计算通道。

在判定存在出现偏差的电压计算通道时，确定出现偏差的电压计算通道，并控制多路选择开关调整至第二开启状态，其中，在第二开启状态下，将确定的出现偏差的电压计算通道对应的电压输入端与未出现偏差的电压计算通道连接；然后，将第二开启状态下计算的未出现偏差的电压计算通道输出的电压值作为标准值，将第一开启状态下确定出现偏差的电压计算通道输出的电压值与标准值的差作为修正值，对确定出现偏差的电压计算通道进行自动校准。优选地，修正值写入相应的修正寄存器从而进行修正，以达到在使用过程中校准的目的。

实施例3

在本实施例中提供上述三相电能计量模块进行电流校准的方法，具体来说，图4示出该方法的一种可选的流程图，如图4所示，该方法包括以下步骤s401-s405：

s401，控制多路选择开关处于第一开启状态，其中，在第一开启状态下，三相电输入通道与对应的三相电计算通道一对一连通；

s402，计算三相电计算通道中各通道输出的电流值；

s403，根据计算的三相电计算通道中各通道输出的电流值，判断是否存在出现偏差的电流计算通道；

s404，在判定存在出现偏差的电流计算通道时，确定出现偏差的电流计算通道，并控制多路选择开关调整至第二开启状态，其中，在第二开启状态下，将确定的出现偏差的电流计算通道对应的电流输入端与未出现偏差的电流计算通道连接；

s405，计算未出现偏差的电流计算通道输出的电流值，根据计算的未出现偏差的电流计算通道输出的电流值对确定出现偏差的电流计算通道进行自动校准。

具体实现时，在多路选择开关处于第一开启状态下，三相电输入通道中第一相电流输入端与三相电计算通道中a相电流计算通道连接，三相电输入通道中第二相电流输入端与三相电计算通道中b相电流计算通道连接；三相电输入通道中第三相电流输入端与三相电计算通道中c相电流计算通道连接；计算在第一状态下a相电流计算通道、b相电流计算通道、c相电流计算通道对应输出的三个电流值。

优选地，根据计算的三相电计算通道中各通道输出的电流值，判断是否存在出现偏差的电流计算通道，包括：计算输出的三个电流值中两两电流的差值，将计算的差值与预设误差阈值进行比较，判断是否存在差值大于预设误差阈值的情况；在存在差值大于预设误差阈值的情况时，判定存在出现偏差的电流计算通道。

在判定存在出现偏差的电流计算通道时，确定出现偏差的电流计算通道，并控制多路选择开关调整至第二开启状态，其中，在第二开启状态下，将确定的出现偏差的电流计算通道对应的电流输入端与未出现偏差的电流计算通道连接；然后，将第二开启状态下计算的未出现偏差的电流计算通道输出的电流值作为标准值，将第一开启状态下确定出现偏差的电流计算通道输出的电流值与标准值的差作为修正值，对确定出现偏差的电流计算通道进行自动校准。优选地，修正值写入相应的修正寄存器从而进行修正，以达到在使用过程中校准的目的。

实施例4

在本发明实施例4中提供了另一种三相电能计量模块的校准方法，在该方法中既包含对电压的校准，也包含对对流的校准，具体来说，如图5所示，在三相电能计量模块接入电压、电流后，可以先进行情况①的控制：配置多路开关选择器，分别导通图2中v①通路与a相电压计算路径，v②通路与b相电压计算路径，v③通路与c相电压计算路径，然后，计算上述情况①下通过a、b、c各相计算路径的电压值，分别为va1_1、vb1_2、vc1_3，之后，进行误差计算，并与设定的误差阈值e进行比较，来确定出现偏差的通道，判断是否e_ab＞e？或者，e_bc＞e？或者，e_ac＞e？其中，e_ab、e_bc、e_ac分别为ab相、bc相、ac相之间的电压误差。若判断结果为否，则确定不存在电压偏差，则进入是否存在电流偏差的判断，若判断结果为是，则确定存在电压偏差，假设a通道出现偏差，则进行情况②的控制：配置多路开关选择器，分别导通v①通路与b相电压计算路径，v②通路与a相电压计算路径，v③通路与c相电压计算路径，然后计算上述情况②下通过a、b、c各相计算路径的电压值，分别为va2_2、vb2_1、vc2_3，并根据va1_1、vb2_1的值，对a相电压路径进行校准。

在进入是否存在电流偏差的判断时，先进行情况③的控制：配置多路开关选择器，分别导通图2中i①通路与a相电流计算路径，i②通路与b相电流计算路径，i③通路与c相电流计算路径，然后，计算上述情况③下通过a、b、c各相计算路径的电流值，分别为ia1_1、ib1_2、ic1_3，之后，进行误差计算，并与设定的误差阈值e0进行比较，来确定出现偏差的通道，判断是否e_ab＞e0？或者，e_bc＞e0？或者，e_ac＞e0？其中，此处e_ab、e_bc、e_ac分别为ab相、bc相、ac相之间的电流误差。若判断结果为否，则确定不存在电流偏差，返回初始步骤进行循环判断，若判断结果为是，则确定存在电流偏差，假设a通道出现偏差，则进行情况④的控制：配置多路开关选择器，分别导通i①通路与b相电流计算路径，i②通路与a相电流计算路径，i③通路与c相电流计算路径，然后计算上述情况④下通过a、b、c各相计算路径的电流值，分别为ia2_2、ib2_1、ic2_3，并根据ia1_1、ib2_1的值，对a相电流路径进行校准。

在以上各个实施例中，通过在三相电能计量模块中添加受控制的多路选择开关，实现电压与电流等电能参量输入能够自由的配置选择，使其进入不同的采样电路通道，实现接入三相电能计量模块中的两两相通道间电压或者电流的对比，通过计算判断哪一相的电压或者电流出现较大偏差，并以正常的测量值作为标准值，对出现偏差的通道进行自校准，从而达到提高测量精度的目的。此校准方式能够在使用的过程中实时的使用，有效地解决了现有技术中三相电能计量模块可能出现测量不准确的问题，简单方便，快捷高效。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。