基于软件算法的功率因数补偿方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及交流系统中的功率因数补偿，具体涉及基于软件算法的功率因数补偿方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、交流系统电路中，电压和电流之间的相位差的余弦值为功率因数。当电路中为0°时，理论上电压和电流应该同步，但实际上由于电路中感性和容性器件的存在，电压相对电流的相位会出现超前或滞后，从而影响整个电路的有功功率和无功功率准确度。

2、要解决这个问题，现有方法是通过硬件补偿功率因素，即通过硬件上调节感性和容性器件的参数，使得功率因数尽量大。这个方案的优点是实际上提高了电路上的功率因数，提高了产品的能耗比。但存在的缺点是增加了硬件开发成本，且对于生产基数比较大的产品，每一只产品都去调整参数是不现实的。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是现有通过硬件补偿功率因素的方法，存在增加了硬件开发成本，且对于生产基数比较大的产品，每一只产品都去调整参数是不现实的问题。

2、本发明目的在于提供基于软件算法的功率因数补偿方法、系统、设备及介质，本发明通过软件算法补偿功率因素的方式，可以通过软件补偿准确得出系统中功率因素。本发明是参数计算由软件完成，节约人工及硬件成本；能够准确得出电路上功率因数值。本发明特别适用于各种监测类传感器上。

3、本发明通过下述技术方案实现：

4、第一方面，本发明提供了基于软件算法的功率因数补偿方法，该方法包括：

5、获取某功率传感器监测标准信号源输出的标准交流电压信号u、标准交流电流信号i以及标准交流电压信号u与标准交流电流信号i之间的夹角θ，计算得到该功率传感器的标准理论功率p2；

6、获取某功率传感器实际测量的实测功率p1；

7、根据标准理论功率p2和实测功率p1，计算得到该功率传感器的固有相差

8、根据固有相差计算得到第一系数k1和第二系数k2；

9、根据第一系数k1和第二系数k2及实际有功功率p′、实际无功功率q′，对该功率传感器进行功率因数补偿，计算得到补偿后的理论有功功率和理论无功功率。

10、其中，第一系数k1和第二系数k2根据不同产品的不同情况进行确定，十分方便。其中：k1为固有相差的余弦值，k2为固有相差的正弦值；

11、进一步地，该方法还包括将到第一系数k1和第二系数k2存入对应功率传感器的内部存储中。

12、以上技术方案，这样方便功率传感器每次计算功率时，仅依据公式(3)和已经写入内部存储的k1和k2，对功率传感器实际算出的功率进行补偿从而得到理论功率，且功率传感器补偿功率时不用进行复杂的三角函数运算，有效的减少了计算量大大提高了计算效率。

13、进一步地，固有相差的计算公式为：

14、

15、式中，p1为某功率传感器实际测量的实测功率；p2为功率传感器的标准理论功率。

16、进一步地，第一系数k1和第二系数k2的计算公式为：

17、

18、

19、式中，为功率传感器的固有相差。

20、进一步地，补偿后的理论有功功率p和理论无功功率q，计算公式为：

21、

22、式中，p′为功率传感器的实际有功功率；q′为功率传感器的实际无功功率；k1为第一系数，k2为第二系数。

23、进一步地，该方法适用于各种监测类传感器上的功率因数补偿。

24、第二方面，本发明又提供了基于软件算法的功率因数补偿系统，该系统使用上述的基于软件算法的功率因数补偿方法；该系统包括：

25、第一获取单元，用于获取某功率传感器监测标准信号源输出的标准交流电压信号u、标准交流电流信号i以及标准交流电压信号u与标准交流电流信号i之间的夹角θ，计算得到该功率传感器的标准理论功率p2；

26、第二获取单元，用于获取某功率传感器实际测量的实测功率p1；

27、固有相差计算单元，用于根据标准理论功率p2和实测功率p1，计算得到该功率传感器的固有相差

28、相关系数计算单元，用于根据固有相差计算得到第一系数k1和第二系数k2；

29、补偿计算单元，用于根据第一系数k1和第二系数k2及实际有功功率p′、实际无功功率q′，对该功率传感器进行功率因数补偿，计算得到补偿后的理论有功功率和理论无功功率。

30、进一步地，补偿计算单元中补偿后的理论有功功率p和理论无功功率q，计算公式为：

31、

32、式中，p′为功率传感器的实际有功功率；q′为功率传感器的实际无功功率；k1为第一系数，k2为第二系数。

33、第三方面，本发明又提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的基于软件算法的功率因数补偿方法。

34、第四方面，本发明又提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的基于软件算法的功率因数补偿方法。

35、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

36、1、本发明基于软件算法的功率因数补偿方法、系统、设备及介质，发明通过软件算法补偿功率因素的方式，可以通过软件补偿准确得出系统中功率因素。本发明是参数计算由软件完成，节约人工及硬件成本；能够准确得出电路上功率因数值。特别适用于各种监测类传感器上。

37、2、本发明基于软件算法的功率因数补偿方法、系统、设备及介质，功率传感器每次计算功率时，就依据功率实测值和已经写入内部存储的k1和k2，基于补偿后的理论有功功率p和理论无功功率q计算公式对功率传感器实际算出的功率进行补偿从而得到理论功率，且传感器补偿功率时不用进行复杂的三角函数运算，有效的减少了计算量大大提高了计算效率。

技术特征：

1.基于软件算法的功率因数补偿方法，其特征在于，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于软件算法的功率因数补偿方法，其特征在于，该方法还包括将所述到第一系数和第二系数存入对应功率传感器的内部存储中。

3.根据权利要求1所述的基于软件算法的功率因数补偿方法，其特征在于，所述固有相差的计算公式为：

4.根据权利要求1所述的基于软件算法的功率因数补偿方法，其特征在于，所述第一系数k1和第二系数k2的计算公式为：

5.根据权利要求1所述的基于软件算法的功率因数补偿方法，其特征在于，补偿后的理论有功功率p和理论无功功率q，计算公式为：

6.根据权利要求1所述的基于软件算法的功率因数补偿方法，其特征在于，该方法适用于各种监测类传感器上的功率因数补偿。

7.基于软件算法的功率因数补偿系统，其特征在于，该系统使用如权利要求1至6中任一所述的基于软件算法的功率因数补偿方法；该系统包括：

8.根据权利要求7所述的基于软件算法的功率因数补偿系统，其特征在于，所述补偿计算单元中补偿后的理论有功功率p和理论无功功率q，计算公式为：

9.一种电子设备，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，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的基于软件算法的功率因数补偿方法。

10.一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，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的基于软件算法的功率因数补偿方法。

技术总结
本发明公开了基于软件算法的功率因数补偿方法、系统、设备及介质，包括：获取某功率传感器监测标准信号源输出的标准交流电压信号、标准交流电流信号以及标准交流电压信号与标准交流电流信号之间的夹角，计算得到该功率传感器的标准理论功率；获取某功率传感器实际测量的实测功率；根据标准理论功率和实测功率，计算得到该功率传感器的固有相差；根据固有相差，计算得到第一系数和第二系数；根据第一系数和第二系数及实际有功功率、实际无功功率，对该功率传感器进行功率因数补偿，计算得到补偿后的理论有功功率和理论无功功率。本发明通过软件算法补偿功率因素的方式，能够准确得出电路上功率因数值。本发明特别适用于各种监测类传感器上。

技术研发人员：蔡云骐,吴忠,王清风,刘子建,杨森淋
受保护的技术使用者：绵阳市维博电子有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17