日韩一卡2卡3卡4卡仙踪林,天天躁日日躁狠狠很躁

ZHCUDB9 September 2025

3.1.1 計(jì)量公式

本節(jié)將簡(jiǎn)要介紹用于計(jì)算電壓、電流、功率和電能的公式。如前文所述，電壓和電流樣本以 4kHz 的采樣率采集。在大約一秒幀數(shù)中采集的所有樣本都將保留下來(lái)，用于計(jì)算電壓和電流的 RMS 值。RMS 值通過(guò)以下公式計(jì)算得出。

方程式 3.

V_{R M S, p h} = K_{v, p h} \times \sqrt{\frac{\sum_{n = 1}^{S a m p l e c o u n t} V_{p h} (n) \times V_{p h} (n)}{S a m p l e C o u n t} - V_{o f f s e t, p h}}

方程式 4.

I_{R M S, p h} = K_{i, p h} \times \sqrt{\frac{\sum_{n = 1}^{S a m p l e c o u n t} I_{p h} (n) \times I_{p h} (n)}{S a m p l e C o u n t} - I_{o f f s e t, p h}}

其中

V_ph(n) = 在采樣時(shí)刻 n 獲取的電壓樣本
V_offset,ph = 偏移量，用于消減電壓轉(zhuǎn)換器中加性高斯白噪聲的影響
I_ph(n) = 在采樣時(shí)刻 n 獲取的每個(gè)電流樣本
I_offset,ph = 偏移量，用于消減電流轉(zhuǎn)換器中加性高斯白噪聲的影響
Sample count = 當(dāng)前幀內(nèi)的樣本數(shù)
K_v,ph = 電壓的比例因數(shù)
K_i,ph = 電流的比例因數(shù)

可計(jì)算一幀有功和無(wú)功電能樣本的功率和電能。這些樣本經(jīng)過(guò)相位校正并傳遞到前臺(tái)進(jìn)程，前臺(tái)進(jìn)程使用樣本數(shù)量（樣本計(jì)數(shù)）通過(guò)以下公式計(jì)算相位有功功率和無(wú)功功率：

方程式 5.

P_{A C T, p h} = K_{A C T, p h} \frac{\sum_{n = 1}^{S a m p l e c o u n t} V_{p h} (n) \times I_{p h} (n)}{S a m p l e C o u n t} - P_{A C T_{O f f s e t}, p h}

方程式 6.

P_{R E A C T, p h} = K_{R E A C T, p h} \frac{\sum_{n = 1}^{S a m p l e c o u n t} V_{90, p h} (n) \times I_{p h} (n)}{S a m p l e C o u n t} - P_{R E A C T_{O f f s e t}, p h}

方程式 7.

P_{A P P, p h} = \sqrt{P_{A C T, p h}^{2} + P_{R E A C T, p h}^{2}}

其中

V₉₀(n) = 在采樣時(shí)刻 n 獲取的電壓樣本（相移 90°）
K_ACT,ph = 有功功率的比例因數(shù)
K_REACT,ph= 無(wú)功功率的比例因數(shù)
P_{ACT_offset,ph} = 偏移量，用于消減串?dāng)_對(duì)有功功率測(cè)量的影響
P_{REACT_offset,ph} = 偏移量，用于消減串?dāng)_對(duì)無(wú)功功率測(cè)量的影響

注：對(duì)于無(wú)功電能，使用 90° 相移方法的原因有兩個(gè)：

這種方法可以準(zhǔn)確測(cè)量很小電流的無(wú)功功率
這種方法符合 IEC 和 ANSI 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)量方法

計(jì)算出的市電頻率用于計(jì)算 90 度相移的電壓樣本。由于市電頻率會(huì)發(fā)生變化，首先要準(zhǔn)確測(cè)量市電頻率以相應(yīng)地對(duì)電壓樣本進(jìn)行相移。

為了獲得精確的 90° 相移，需要在兩個(gè)樣本之間使用插值。對(duì)于這兩個(gè)樣本，應(yīng)使用在最近電壓樣本之前略大于和略小于 90 度的電壓樣本。此應(yīng)用的相移實(shí)現(xiàn)由整數(shù)部分和小數(shù)部分組成。整數(shù)部分是通過(guò)提供 N 個(gè)樣本的延遲來(lái)實(shí)現(xiàn)的。小數(shù)部分由一個(gè)單抽頭 FIR 濾波器實(shí)現(xiàn)。在測(cè)試軟件中，一個(gè)查找表提供用于創(chuàng)建分?jǐn)?shù)延遲的濾波器系數(shù)。

使用計(jì)算出的功率，可通過(guò)以下公式計(jì)算電能：

方程式 8.

E_{A C T, p h} = P_{A C T, p h} \times S a m p l e C o u n t

方程式 9.

E_{R E A C T, p h} = P_{R E A C T, p h} \times S a m p l e C o u n t

方程式 10.

E_{A P P, p h} = P_{A P P, p h} \times S a m p l e C o u n t

計(jì)算出的電能隨后累積到緩沖區(qū)中。這些緩沖區(qū)存儲(chǔ)自系統(tǒng)復(fù)位以來(lái)消耗的電能總量。這些電能不同于用來(lái)積累電能以輸出電能脈沖的工作變量。有三組緩沖區(qū)可供使用：每個(gè) V-I 映射有一組。在每組緩沖區(qū)內(nèi)將累積以下電能：

有功輸入電能（有功功率 ≥ 0 時(shí)的有功電能）
有功輸出電能（有功功率 < 0 時(shí)的有功電能）
基波有功輸入電能（基波有功功率 ≥ 0 時(shí)的基波有功電能）
基波有功輸出電能（基波有功功率 < 0 時(shí)的基波有功電能）
無(wú)功正交 I 電能（無(wú)功功率 ≥ 0 且有功功率 ≥ 0 時(shí)的無(wú)功電能；電感性負(fù)載）
無(wú)功正交 II 電能（無(wú)功功率 ≥ 0 且有功功率 < 0 時(shí)的無(wú)功電能；電容式發(fā)生器）
無(wú)功正交 III 電能（無(wú)功功率 < 0 且有功功率 < 0 時(shí)的無(wú)功電能；電感式發(fā)生器）
無(wú)功正交 IV 電能（無(wú)功功率 < 0 且有功功率 ≥ 0 時(shí)的無(wú)功電能；電容性負(fù)載）
視在輸入電能（有功功率 ≥ 0 時(shí)的視在電能）
視在輸出電能（有功功率 < 0 時(shí)的視在電能）

后臺(tái)進(jìn)程還根據(jù)每個(gè)市電周期的樣本數(shù)計(jì)算頻率。然后，前臺(tái)進(jìn)程使用方程式 11 將這種每個(gè)市電周期的樣本數(shù)轉(zhuǎn)換為赫茲頻率：

方程式 11.

F r e q u e n c y (H z) = \frac{S a m p l e R a t e (s a m p l e s / s e c o n d)}{F r e q u e c y (s a m p l e / c y c l e)}

計(jì)算出有功功率和視在功率后，需要計(jì)算功率因數(shù)的絕對(duì)值。在系統(tǒng)功率因數(shù)的內(nèi)部表示中，正功率因數(shù)對(duì)應(yīng)于電容性負(fù)載，而負(fù)功率因數(shù)對(duì)應(yīng)于電感性負(fù)載。功率因數(shù)內(nèi)部表示的符號(hào)取決于電流是超前還是滯后電壓，而這是在后臺(tái)進(jìn)程中決定的。因此，可使用方程式 12 計(jì)算功率因數(shù)的內(nèi)部表示：

方程式 12.

I n t e r n a l R e p r e s e n t a t i o n o f P o w e r F a c t o r = \{\begin{matrix} \frac{P_{A C T}}{P_{A p p}}, i f c a p a c i t i v e l o a d \\ - \frac{P_{A C T}}{P_{A P P}}, i f i n d u c t i v e l o a d \end{matrix}