專利名稱：一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電能計(jì)量測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
隨著電子式互感器、智能化一次設(shè)備和微電子技術(shù)等技術(shù)日趨成熟，智能變電站或數(shù)字化變電站已成為一種發(fā)展的趨勢(shì)。在數(shù)字化變電站中，電能表和互感器已不再構(gòu)成電氣回路，而是光纜將電子式電壓電流互感器、智能化一次設(shè)備等進(jìn)行連接以便傳輸數(shù)字化信號(hào)。數(shù)字化電能表與合并單元或電子式互感器基本已經(jīng)采用高可靠性的光纖通訊方式。數(shù)字化電能表將是智能變電站電能計(jì)量重要設(shè)備，所以數(shù)字化變電站的電能表的需求量也會(huì)越來(lái)越大。數(shù)字化電能表的接口方式和工作原理與傳統(tǒng)的電能表相比發(fā)生了根本性的改變，其輸入為以太網(wǎng)類型的數(shù)據(jù)幀，在傳輸系統(tǒng)帶寬足夠的情況下，電能表有功電能計(jì)量在理論上沒(méi)有誤差。但實(shí)際上數(shù)字化電能表受處理器字長(zhǎng)、系統(tǒng)時(shí)鐘等因素影響，誤差必然存在，只不過(guò)數(shù)字化電能表的精度穩(wěn)定性更高、溫漂影響更小。但是數(shù)字電能表除了基本誤差之外，數(shù)字接口部分還有很多其他項(xiàng)目需要檢測(cè)，如接收數(shù)據(jù)是否可靠？數(shù)字端口遭受網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴時(shí)能否正常工作？數(shù)字報(bào)文異常時(shí)電能表能否正常工作？協(xié)議符合性測(cè)試等。針對(duì)這些問(wèn)題，原有的電能表測(cè)試方法已經(jīng)不太適合數(shù)字化電能表了，迫使智能站的電能計(jì)量仍采用傳統(tǒng)的計(jì)量裝置，這不僅不符合有關(guān)電能計(jì)量關(guān)口點(diǎn)的規(guī)定，而且使智能站的數(shù)字化進(jìn)程大打折扣。因此，有必要研究一種新的電能表精確度評(píng)估方法來(lái)解決數(shù)字化電能表測(cè)試面臨的這些問(wèn)題，滿足對(duì)數(shù)字化電能表的測(cè)試要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估系統(tǒng)及其方法，解決了目前的電能表測(cè)試方法無(wú)法測(cè)試或者準(zhǔn)確測(cè)試出數(shù)字化電能表的接收數(shù)據(jù)可靠性、工作穩(wěn)定性的問(wèn)題。為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案—種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估系統(tǒng)，包括模擬標(biāo)準(zhǔn)源，用于產(chǎn)生模擬電壓和電流數(shù)據(jù)；模擬標(biāo)準(zhǔn)表，用于將模擬標(biāo)準(zhǔn)源內(nèi)部產(chǎn)生的模擬電壓和電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電量脈沖，并進(jìn)行計(jì)量和數(shù)據(jù)顯示；數(shù)字電能表校驗(yàn)儀，用于向被測(cè)表發(fā)送SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文進(jìn)行電能計(jì)量產(chǎn)生計(jì)量脈沖，用于將被測(cè)表產(chǎn)生的計(jì)量脈沖與模擬標(biāo)準(zhǔn)表產(chǎn)生的電量脈沖進(jìn)行比較得出被測(cè)表的計(jì)
量精度。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述模擬標(biāo)準(zhǔn)源和數(shù)字電能表校驗(yàn)儀均與PC機(jī)相連接。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述數(shù)字電能表校驗(yàn)儀和被測(cè)表之間設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換器并通過(guò)以太網(wǎng)口連接。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)定義的幀格式生成的。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文的采樣值同步時(shí)間小于I μ S。一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估方法，包括以下步驟利用模擬標(biāo)準(zhǔn)源產(chǎn)生模擬電壓和電流數(shù)據(jù)，數(shù)字電能表校驗(yàn)儀向被測(cè)表發(fā)送SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文進(jìn)行電能計(jì)量產(chǎn)生計(jì)量脈沖；利用模擬標(biāo)準(zhǔn)表將模擬標(biāo)準(zhǔn)源內(nèi)部產(chǎn)生的模擬電壓和電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電量脈沖，并計(jì)量和數(shù)據(jù)顯示；數(shù)字電能表校驗(yàn)儀將被測(cè)表產(chǎn)生的計(jì)量脈沖與模擬標(biāo)準(zhǔn)表產(chǎn)生的電量脈沖進(jìn)行比較得出被測(cè)表的計(jì)量精度。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述模擬標(biāo)準(zhǔn)源和數(shù)字電能表校驗(yàn)儀均與PC機(jī)相連接，由PC機(jī)控制。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述數(shù)字電能表校驗(yàn)儀向被測(cè)表發(fā)送的SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文是通過(guò)模擬采樣后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字采樣值打包，經(jīng)以太網(wǎng)口發(fā)送的。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)定義的幀格式生成的。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文的采樣值同步時(shí)間小于I μ S。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估系統(tǒng)可廣泛用于智能變電站電能計(jì)量設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了模擬標(biāo)準(zhǔn)源和模擬標(biāo)準(zhǔn)表的較高準(zhǔn)確度，能準(zhǔn)確的評(píng)測(cè)數(shù)字電能表，亦可現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試；另外除了對(duì)電能表的精度進(jìn)行測(cè)試，數(shù)字式電能表校驗(yàn)儀同時(shí)還能模擬報(bào)文丟幀、網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴等異常狀態(tài)，以便檢測(cè)電能表的潛動(dòng)、啟動(dòng)以及諧波影響量，從而提高測(cè)量準(zhǔn)確度。


圖I為本發(fā)明一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的連接示意圖。圖2為本發(fā)明一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估系統(tǒng)另一個(gè)實(shí)施例的連接示意圖。圖3為有功脈沖間隔示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖I示出了本發(fā)明一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估系統(tǒng)，包括模擬標(biāo)準(zhǔn)源，用于產(chǎn)生模擬電壓和電流數(shù)據(jù)；模擬標(biāo)準(zhǔn)表，用于將模擬標(biāo)準(zhǔn)源內(nèi)部產(chǎn)生的模擬電壓和電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電量脈沖，并進(jìn)行計(jì)量和數(shù)據(jù)顯示；數(shù)字電能表校驗(yàn)儀，用于向被測(cè)表發(fā)送SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文進(jìn)行電能計(jì)量產(chǎn)生計(jì)量脈沖，用于將被測(cè)表產(chǎn)生的計(jì)量脈沖與模擬標(biāo)準(zhǔn)表產(chǎn)生的電量脈沖進(jìn)行比較得出被測(cè)表的計(jì)
量精度。根據(jù)本發(fā)明一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，模擬標(biāo)準(zhǔn)源和數(shù)字電能表校驗(yàn)儀均與PC機(jī)相連接。圖2示出了本發(fā)明一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例，數(shù)字電能表校驗(yàn)儀和被測(cè)表之間設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換器并通過(guò)以太網(wǎng)口連接。電能模擬量在通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器后轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送入被檢表，被檢表根據(jù)這些數(shù)字量計(jì)算出有功電能、無(wú)功電能等值后再將結(jié)果送回電能表校驗(yàn)儀，以便進(jìn)一步提高SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文的有效性、準(zhǔn)確性和可靠性A/D轉(zhuǎn)換器采用高精度的Σ-Λ調(diào)制型轉(zhuǎn)換器將電能模擬量轉(zhuǎn)為數(shù)字量，形成數(shù)字電能表可以接收的信號(hào)。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)定義的幀格式生成的。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文的采樣值同步時(shí)間小于I μ S。一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估方法，包括以下步驟利用模擬標(biāo)準(zhǔn)源產(chǎn)生模擬電壓和電流數(shù)據(jù)，數(shù)字電能表校驗(yàn)儀向被測(cè)表發(fā)送SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文進(jìn)行電能計(jì)量產(chǎn)生計(jì)量脈沖；利用模擬標(biāo)準(zhǔn)表將模擬標(biāo)準(zhǔn)源內(nèi)部產(chǎn)生的模擬電壓和電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電量脈沖，并計(jì)量和數(shù)據(jù)顯示；數(shù)字電能表校驗(yàn)儀將被測(cè)表產(chǎn)生的計(jì)量脈沖與模擬標(biāo)準(zhǔn)表產(chǎn)生的電量脈沖進(jìn)行比較得出被測(cè)表的計(jì)量精度。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述模擬標(biāo)準(zhǔn)源和數(shù)字電能表校驗(yàn)儀均與PC機(jī)相連接，由PC機(jī)控制。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述數(shù)字電能表校驗(yàn)儀向被測(cè)表發(fā)送的SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文是通過(guò)模擬采樣后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字采樣值打包，經(jīng)以太網(wǎng)口發(fā)送的。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)定義的幀格式生成的。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文的采樣值同步時(shí)間小于I μ S。上述數(shù)字電能表校驗(yàn)儀在分析時(shí)，利用被測(cè)表產(chǎn)生的計(jì)量脈沖中的有功脈沖間隔，推算出電表計(jì)量的功率值，然后和理論值相比較，得出相對(duì)誤差顯示。測(cè)試儀測(cè)得有功脈沖間隔(Tt)如圖3所示有功脈沖開(kāi)入連續(xù)兩次由O變I的時(shí)標(biāo)的差值，此值為實(shí)際值。理論時(shí)間間隔(Td)的計(jì)算方法
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于包括 模擬標(biāo)準(zhǔn)源，用于產(chǎn)生模擬電壓和電流數(shù)據(jù)； 模擬標(biāo)準(zhǔn)表，用于將模擬標(biāo)準(zhǔn)源內(nèi)部產(chǎn)生的模擬電壓和電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電量脈沖，并進(jìn)行計(jì)量和數(shù)據(jù)顯示； 數(shù)字電能表校驗(yàn)儀，用于向被測(cè)表發(fā)送SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文進(jìn)行電能計(jì)量產(chǎn)生計(jì)量脈沖，用于將被測(cè)表產(chǎn)生的計(jì)量脈沖與模擬標(biāo)準(zhǔn)表產(chǎn)生的電量脈沖進(jìn)行比較得出被測(cè)表的計(jì)量精度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于所述模擬標(biāo)準(zhǔn)源和數(shù)字電能表校驗(yàn)儀均與PC機(jī)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字電能表校驗(yàn)儀和被測(cè)表之間設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換器并通過(guò)以太網(wǎng)口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于所述SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)定義的幀格式生成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于所述SV數(shù)據(jù)中貞報(bào)文的米樣值同步時(shí)間小于I μ S。
6.一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估方法，其特征在于包括以下步驟 利用模擬標(biāo)準(zhǔn)源產(chǎn)生模擬電壓和電流數(shù)據(jù)，數(shù)字電能表校驗(yàn)儀向被測(cè)表發(fā)送SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文進(jìn)行電能計(jì)量產(chǎn)生計(jì)量脈沖； 利用模擬標(biāo)準(zhǔn)表將模擬標(biāo)準(zhǔn)源內(nèi)部產(chǎn)生的模擬電壓和電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電量脈沖，并計(jì)量和數(shù)據(jù)顯示； 數(shù)字電能表校驗(yàn)儀將被測(cè)表產(chǎn)生的計(jì)量脈沖與模擬標(biāo)準(zhǔn)表產(chǎn)生的電量脈沖進(jìn)行比較得出被測(cè)表的計(jì)量精度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估方法，其特征在于所述模擬標(biāo)準(zhǔn)源和數(shù)字電能表校驗(yàn)儀均與PC機(jī)相連接，由PC機(jī)控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估方法，其特征在于所述數(shù)字電能表校驗(yàn)儀向被測(cè)表發(fā)送的SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文是通過(guò)模擬采樣后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字采樣值打包，經(jīng)以太網(wǎng)口發(fā)送的。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估方法，其特征在于所述SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-972標(biāo)準(zhǔn)定義的幀格式生成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估方法，其特征在于所述SV數(shù)據(jù)中貞報(bào)文的米樣值同步時(shí)間小于I μ S。
全文摘要
本發(fā)明涉及電能計(jì)量測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評(píng)估系統(tǒng)及其方法，包括模擬標(biāo)準(zhǔn)源、模擬標(biāo)準(zhǔn)表和數(shù)字電能表校驗(yàn)儀。本發(fā)明的作用是可廣泛用于智能變電站電能計(jì)量設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了模擬標(biāo)準(zhǔn)源和模擬標(biāo)準(zhǔn)表的較高準(zhǔn)確度，能準(zhǔn)確的評(píng)測(cè)數(shù)字電能表，亦可現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試；另外除了對(duì)電能表的精度進(jìn)行測(cè)試，數(shù)字式電能表校驗(yàn)儀同時(shí)還能模擬報(bào)文丟幀、網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴等異常狀態(tài)，以便檢測(cè)電能表的潛動(dòng)、啟動(dòng)以及諧波影響量，從而提高測(cè)量準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)G01R35/04GK102928810SQ20121044790
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者江波, 陳賢順, 楊勇波, 艾兵, 楊華云 申請(qǐng)人:四川電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司