本發(fā)明涉及智能儀表，更具體地說，本發(fā)明涉及電能計(jì)量?jī)x表的自動(dòng)誤差補(bǔ)償裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、電子測(cè)量設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)中的諧波極為敏感，電能計(jì)量?jī)x表作為核算電網(wǎng)輸送經(jīng)濟(jì)量的關(guān)鍵設(shè)備，其測(cè)量精度直接關(guān)系到電力系統(tǒng)中發(fā)電和輸電方的經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)有技術(shù)中，雖然出現(xiàn)了對(duì)電能計(jì)量?jī)x表的測(cè)量信息進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)內(nèi)容，從而提高電能計(jì)量?jī)x表的精度，但還存在一定的問題。

2、例如，公開號(hào)為cn113589216a的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了基于直流和偶次諧波的電能表誤差補(bǔ)償方法、設(shè)備和系統(tǒng)，該現(xiàn)有技術(shù)通過設(shè)置誤差補(bǔ)償函數(shù)，以及設(shè)置待測(cè)電能表的誤差補(bǔ)償策略，使得電能表需要實(shí)時(shí)地根據(jù)流經(jīng)自身的電流大小對(duì)電能表的計(jì)量誤差進(jìn)行補(bǔ)償。

3、盡管現(xiàn)有技術(shù)中已提出了針對(duì)電能計(jì)量?jī)x表測(cè)量信息進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?，但上述技術(shù)在通過誤差補(bǔ)償函數(shù)和計(jì)量誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，存在一定的滯后性，此外，現(xiàn)有技術(shù)難以根據(jù)電能計(jì)量?jī)x表實(shí)時(shí)變化的運(yùn)行工況(如復(fù)雜動(dòng)態(tài)諧波環(huán)境)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)整，因而補(bǔ)償效果較為有限。

4、鑒于此，本發(fā)明提出電能計(jì)量?jī)x表的自動(dòng)誤差補(bǔ)償裝置及方法以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供電能計(jì)量?jī)x表的自動(dòng)誤差補(bǔ)償裝置及方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、第一方面，提供了電能計(jì)量?jī)x表的自動(dòng)誤差補(bǔ)償方法，包括：

4、獲取電能計(jì)量?jī)x表工作過程中的實(shí)時(shí)測(cè)量信息、實(shí)時(shí)參數(shù)信息和實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息以及預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)參數(shù)信息構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)字孿生模型，所述實(shí)時(shí)參數(shù)信息是指在諧波對(duì)電能計(jì)量?jī)x表的影響過程中采集到的相關(guān)參數(shù)信息，所述實(shí)時(shí)運(yùn)行信息為電能計(jì)量?jī)x表內(nèi)部元件的運(yùn)行信息；

5、基于數(shù)字孿生模型獲取實(shí)時(shí)誤差信息，根據(jù)實(shí)時(shí)誤差信息預(yù)測(cè)得到未來誤差信息，根據(jù)實(shí)時(shí)參數(shù)信息計(jì)算諧波磁通值和綜合磁通值；

6、將實(shí)時(shí)測(cè)量信息、未來誤差信息和綜合磁通值輸入到預(yù)構(gòu)建的誤差補(bǔ)償模型中，獲得目標(biāo)測(cè)量信息。

7、進(jìn)一步地，實(shí)時(shí)運(yùn)行信息包括電壓線圈溫度、電流線圈溫度、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速值、轉(zhuǎn)盤加速度值以及磁場(chǎng)強(qiáng)度值，根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息以及預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)參數(shù)信息構(gòu)建相應(yīng)數(shù)字孿生模型的方法包括：

8、根據(jù)預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)參數(shù)信息構(gòu)建基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)子模型，根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息中的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速值和轉(zhuǎn)盤加速度值構(gòu)建動(dòng)態(tài)響應(yīng)子模型，根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息中的電壓線圈溫度、電流線圈溫度和磁場(chǎng)強(qiáng)度值構(gòu)建熱-磁耦合子模型，將基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)子模型、動(dòng)態(tài)響應(yīng)子模型和熱-磁耦合子模型進(jìn)行集成，得到數(shù)字孿生模型。

9、進(jìn)一步地，根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息中的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速值和轉(zhuǎn)盤加速度值構(gòu)建動(dòng)態(tài)響應(yīng)子模型的方法包括：

10、fnet＝m×a－kf×ω；

11、其中，fnet為凈驅(qū)動(dòng)力，m為轉(zhuǎn)盤質(zhì)量，a為轉(zhuǎn)盤加速度值，kf為摩擦系數(shù)，ω為轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速值。

12、進(jìn)一步地，根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息中的電壓線圈溫度、電流線圈溫度和磁場(chǎng)強(qiáng)度值構(gòu)建熱-磁耦合子模型的方法包括：

13、δ(tv,tc,b)＝δ0+q1(tv-t0)+q2(tc-t0)+q3(b-b0)；

14、其中，δ(tv,tc,b)表征為電能計(jì)量?jī)x表在tv、tc、b的共同作用下產(chǎn)生的誤差，δ0表征為電能計(jì)量?jī)x表在t0、b0的共同作用下產(chǎn)生的誤差，tv為電壓線圈溫度，tc為電流線圈溫度，b為磁場(chǎng)強(qiáng)度值，t0為標(biāo)準(zhǔn)線圈溫度，b0為標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)強(qiáng)度，q1、q2、q3均為權(quán)重因子。

15、進(jìn)一步地，基于數(shù)字孿生模型獲取實(shí)時(shí)誤差信息的方法包括：

16、通過對(duì)數(shù)字孿生模型進(jìn)行模擬運(yùn)行，獲取磁通分布信息和轉(zhuǎn)速變化信息，根據(jù)磁通分布信息構(gòu)建磁通分布圖，根據(jù)轉(zhuǎn)速變化信息構(gòu)建轉(zhuǎn)速變化曲線，將磁通分布圖和轉(zhuǎn)速變化曲線作為實(shí)時(shí)誤差信息。

17、進(jìn)一步地，根據(jù)實(shí)時(shí)誤差信息預(yù)測(cè)得到未來誤差信息的方法包括：

18、將實(shí)時(shí)誤差信息輸入到預(yù)構(gòu)建的誤差預(yù)測(cè)模型中，獲得未來誤差信息；

19、所述誤差預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建方法包括：

20、預(yù)設(shè)滑動(dòng)步長(zhǎng)以及滑動(dòng)窗口長(zhǎng)度；將歷史誤差信息使用滑動(dòng)窗口方法將其轉(zhuǎn)化為多個(gè)訓(xùn)練樣本，將訓(xùn)練樣本作為誤差預(yù)測(cè)模型的輸入，預(yù)測(cè)滑動(dòng)步長(zhǎng)后的歷史誤差信息作為輸出，每個(gè)訓(xùn)練樣本的實(shí)際歷史誤差信息作為預(yù)測(cè)目標(biāo)，以預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率作為訓(xùn)練目標(biāo)，對(duì)誤差預(yù)測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練；生成根據(jù)實(shí)時(shí)誤差信息預(yù)測(cè)未來誤差信息的誤差預(yù)測(cè)模型。

21、進(jìn)一步地，實(shí)時(shí)參數(shù)信息包括角頻率值、初始相位角、相位滯后角、線圈電感值、諧波電壓幅值以及線圈電阻值，根據(jù)實(shí)時(shí)參數(shù)信息計(jì)算諧波磁通值的方法包括：

22、

23、其中，φh為第h次諧波作用下的諧波磁通值，uh為第h次諧波作用下產(chǎn)生的諧波電壓幅值，ωh為第h次諧波作用下產(chǎn)生的角頻率值，l為線圈電感值，r為線圈電阻值。

24、進(jìn)一步地，根據(jù)實(shí)時(shí)參數(shù)信息計(jì)算綜合磁通值的方法包括：

25、φh(t)＝∑tφhcos[ωh(t)-θh-αh]；

26、其中，φh(t)為第h次諧波作用下的綜合磁通值，cos[·]為余弦函數(shù)，θh為第h次諧波作用下的初始相位角，αh為第h次諧波作用下的相位滯后角，ωh(t)表征為隨時(shí)間t變化的第h次諧波的角頻率值。

27、第二方面，提供了電能計(jì)量?jī)x表的自動(dòng)誤差補(bǔ)償裝置，其用于實(shí)現(xiàn)上述的電能計(jì)量?jī)x表的自動(dòng)誤差補(bǔ)償方法，包括：

28、第一處理模塊：用于獲取電能計(jì)量?jī)x表工作過程中的實(shí)時(shí)測(cè)量信息、實(shí)時(shí)參數(shù)信息和實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息以及預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)參數(shù)信息構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)字孿生模型，所述實(shí)時(shí)參數(shù)信息是指在諧波對(duì)電能計(jì)量?jī)x表的影響過程中采集到的相關(guān)參數(shù)信息，所述實(shí)時(shí)運(yùn)行信息為電能計(jì)量?jī)x表內(nèi)部元件的運(yùn)行信息；

29、第二處理模塊：用于基于數(shù)字孿生模型獲取實(shí)時(shí)誤差信息，根據(jù)實(shí)時(shí)誤差信息預(yù)測(cè)得到未來誤差信息，根據(jù)實(shí)時(shí)參數(shù)信息計(jì)算諧波磁通值和綜合磁通值；

30、補(bǔ)償模塊：用于將實(shí)時(shí)測(cè)量信息、未來誤差信息和綜合磁通值輸入到預(yù)構(gòu)建的誤差補(bǔ)償模型中，獲得目標(biāo)測(cè)量信息。

31、第三方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述電能計(jì)量?jī)x表的自動(dòng)誤差補(bǔ)償方法。

32、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

33、本發(fā)明先根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息以及預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)參數(shù)信息構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)字孿生模型，再基于數(shù)字孿生模型獲取實(shí)時(shí)誤差信息，根據(jù)實(shí)時(shí)誤差信息預(yù)測(cè)得到未來誤差信息，根據(jù)實(shí)時(shí)參數(shù)信息計(jì)算諧波磁通值和綜合磁通值，最后將實(shí)時(shí)測(cè)量信息、未來誤差信息和綜合磁通值輸入到預(yù)構(gòu)建的誤差補(bǔ)償模型中，獲得目標(biāo)測(cè)量信息，本發(fā)明通過構(gòu)建數(shù)字孿生模型，能夠?qū)崟r(shí)獲取電能計(jì)量?jī)x表的誤差信息，并基于誤差信息預(yù)測(cè)未來的誤差趨勢(shì)，從而有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中誤差補(bǔ)償存在滯后性的問題，此外，通過計(jì)算諧波磁通值和綜合磁通值，并將其與實(shí)時(shí)測(cè)量信息和未來誤差信息共同輸入誤差補(bǔ)償模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜動(dòng)態(tài)諧波環(huán)境的自適應(yīng)調(diào)整，克服了現(xiàn)有技術(shù)難以適應(yīng)運(yùn)行工況變化的局限性。