本發(fā)明涉及電能計(jì)量與校準(zhǔn)，特別是涉及一種交流充電樁電能遠(yuǎn)程校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)：

1、在電能計(jì)量領(lǐng)域，傳統(tǒng)的校準(zhǔn)方法主要依賴于現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)或?qū)嶒?yàn)室校準(zhǔn)，即將待校準(zhǔn)設(shè)備運(yùn)輸?shù)骄哂懈呔葮?biāo)準(zhǔn)設(shè)備的場(chǎng)所進(jìn)行比對(duì)和校正。這種方法雖然能夠確保校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性，但存在諸多局限性和不足。首先，現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)或?qū)嶒?yàn)室校準(zhǔn)需要耗費(fèi)大量時(shí)間和資源，特別是在運(yùn)輸過程中可能引入額外的誤差，且對(duì)于大型或安裝在偏遠(yuǎn)地區(qū)的設(shè)備來說，運(yùn)輸成本高且風(fēng)險(xiǎn)較大。

2、隨著科技的發(fā)展和遠(yuǎn)程通信技術(shù)的進(jìn)步，遠(yuǎn)程校準(zhǔn)技術(shù)逐漸成為研究的熱點(diǎn)。然而，當(dāng)前的遠(yuǎn)程校準(zhǔn)技術(shù)在電能計(jì)量領(lǐng)域的應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)。一方面，電能計(jì)量涉及多種電參量(如電壓、電流、功率因數(shù)等)，這些參量的遠(yuǎn)程傳輸和比對(duì)相對(duì)復(fù)雜，需要高精度的測(cè)量技術(shù)和穩(wěn)定的通信鏈路。另一方面，遠(yuǎn)程校準(zhǔn)過程中可能受到環(huán)境因素(如電磁干擾、溫度變化等)的影響，導(dǎo)致校準(zhǔn)結(jié)果的不穩(wěn)定。

3、已有一些研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)開始探索電能計(jì)量的遠(yuǎn)程校準(zhǔn)技術(shù)，例如一些研究提出了基于物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的遠(yuǎn)程校準(zhǔn)系統(tǒng)，通過在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上建立校準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)計(jì)量設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和校準(zhǔn)。然而，這些系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中仍需進(jìn)一步完善和優(yōu)化，特別是在校準(zhǔn)精度、實(shí)時(shí)性和安全性方面。

4、此外，雖然一些發(fā)達(dá)國(guó)家在電能計(jì)量遠(yuǎn)程校準(zhǔn)技術(shù)的研究和應(yīng)用上相對(duì)領(lǐng)先，例如美國(guó)nist(美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院)和歐洲的一些計(jì)量機(jī)構(gòu)已經(jīng)開發(fā)了基于衛(wèi)星共視技術(shù)的遠(yuǎn)程校準(zhǔn)系統(tǒng)，利用gps或gnss衛(wèi)星信號(hào)作為高精度的時(shí)間基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)電壓、頻率等物理量的遠(yuǎn)程比對(duì)和校準(zhǔn)。這些方法在提高校準(zhǔn)精度和降低成本方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，但在具體實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用過程中仍需考慮多種因素的綜合影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種交流充電樁電能遠(yuǎn)程校準(zhǔn)方法，能夠精確監(jiān)測(cè)電參量和校準(zhǔn)信號(hào)處理流程中的誤差，提高信號(hào)處理流程的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、一種交流充電樁電能遠(yuǎn)程校準(zhǔn)方法，包括：

4、構(gòu)建校準(zhǔn)系統(tǒng)；所述校準(zhǔn)系統(tǒng)包括現(xiàn)場(chǎng)端和實(shí)驗(yàn)室；所述現(xiàn)場(chǎng)端包括依次連接的誤差自診斷模塊和基準(zhǔn)信號(hào)校準(zhǔn)模塊；所述基準(zhǔn)信號(hào)校準(zhǔn)模塊還與所述實(shí)驗(yàn)室通過無線通信連接；

5、利用所述誤差自診斷模塊對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行誤差計(jì)算以及電參量計(jì)算，得到電參量數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)信號(hào)處理流程中的監(jiān)測(cè)誤差，以及利用所述基準(zhǔn)信號(hào)校準(zhǔn)模塊對(duì)誤差來源進(jìn)行判斷，確定校準(zhǔn)時(shí)的故障修復(fù)方案；所述采集的信號(hào)包括負(fù)載信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)源的參考信號(hào)；所述基準(zhǔn)信號(hào)源包括直流基準(zhǔn)信號(hào)源和交流基準(zhǔn)信號(hào)源；

6、基于所述故障修復(fù)方案，利用實(shí)驗(yàn)室對(duì)交流充電樁電能進(jìn)行遠(yuǎn)程校準(zhǔn)。

7、可選地，所述誤差自診斷模塊的運(yùn)算過程為：利用采樣電路對(duì)負(fù)載信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)源的參考信號(hào)進(jìn)行采集，并依據(jù)戴維南定理和諾頓定理四進(jìn)行信號(hào)疊加，然后利用模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行信號(hào)分離，由第一支路進(jìn)行電參量計(jì)算，以及由第二支路進(jìn)行在線誤差計(jì)算。

8、可選地，所述采樣電路由分壓器和分流器組成。

9、可選地，所述誤差計(jì)算的表達(dá)式為：

10、

11、其中，c監(jiān)測(cè)誤差為自診斷功能監(jiān)測(cè)誤差，％；u基準(zhǔn)電壓額定值為校表后初始參數(shù)；u基準(zhǔn)電壓還原值為誤差自診斷實(shí)時(shí)參數(shù)。

12、可選地，所述基準(zhǔn)信號(hào)校準(zhǔn)模塊的運(yùn)算過程為：將基準(zhǔn)信號(hào)源的交流參考電壓偏置后與直流參考電壓交替通過壓頻轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的頻率信號(hào)，并由頻率計(jì)數(shù)器確定頻率信號(hào)對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔信號(hào)和脈沖信號(hào)，最后經(jīng)無線通信將所述時(shí)間間隔信號(hào)和所述脈沖信號(hào)傳輸至實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)；其中，所述壓頻轉(zhuǎn)換模塊包括主路壓頻轉(zhuǎn)換模塊和備用壓頻轉(zhuǎn)換模塊，且所述主路壓頻轉(zhuǎn)換模塊和所述備用壓頻轉(zhuǎn)換模塊的通斷通過程控開關(guān)控制。

13、可選地，在經(jīng)所述壓頻轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行交替轉(zhuǎn)換的過程中，根據(jù)數(shù)據(jù)表現(xiàn)進(jìn)行故障判斷，確定所述校準(zhǔn)時(shí)的故障修復(fù)方案為啟用備用壓頻轉(zhuǎn)換器或建議更換電表。

14、可選地，所述故障判斷的過程為：

15、當(dāng)所述壓頻轉(zhuǎn)換模塊采用主路壓頻轉(zhuǎn)換模塊時(shí)，設(shè)定轉(zhuǎn)換前的直流基準(zhǔn)信號(hào)為u1、交流基準(zhǔn)信號(hào)為u2，設(shè)定轉(zhuǎn)換后的直流頻率信號(hào)為f1、交流頻率信號(hào)為f2，以及設(shè)定主路的壓頻轉(zhuǎn)換為k1；

16、若f1數(shù)據(jù)正常，f2數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差，則判斷為交流基準(zhǔn)信號(hào)u2出現(xiàn)誤差；

17、若f1數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差，f2數(shù)據(jù)正常，則判斷為直流基準(zhǔn)信號(hào)u1出現(xiàn)誤差；

18、若f1、f2數(shù)據(jù)都出現(xiàn)誤差，但則判斷為壓頻轉(zhuǎn)換k1出現(xiàn)誤差；

19、若f1、f2數(shù)據(jù)都出現(xiàn)誤差，且則為k1、u1或k1、u2或u1、u2又或k1、u1、u2出現(xiàn)誤差，無法確定誤差出現(xiàn)部位，此時(shí)將所述所述壓頻轉(zhuǎn)換模塊換為備用壓頻轉(zhuǎn)換器，并設(shè)定轉(zhuǎn)換后的直流頻率信號(hào)為f3、交流頻率信號(hào)為f4，以及設(shè)定備用的壓頻轉(zhuǎn)換為k2；

20、若f3數(shù)據(jù)正常，f4數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差，則判斷為壓頻轉(zhuǎn)換k1和交流基準(zhǔn)信號(hào)u2出現(xiàn)誤差；

21、若f4數(shù)據(jù)正常，f3數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差，則判斷為壓頻轉(zhuǎn)換k1和直流基準(zhǔn)信號(hào)u1出現(xiàn)誤差；

22、若f3、f4數(shù)據(jù)都出現(xiàn)誤差，但則判斷為直流基準(zhǔn)信號(hào)u1、交流基準(zhǔn)信號(hào)u2出現(xiàn)誤差；

23、若f3、f4數(shù)據(jù)都出現(xiàn)誤差，且則判斷為壓頻轉(zhuǎn)換k1、直流基準(zhǔn)信號(hào)u1、交流基準(zhǔn)信號(hào)u2均出現(xiàn)誤差，若k2也不可信，也可能是k2、u1、u2都出現(xiàn)誤差，又或者k1、k2、u1、u2都出現(xiàn)誤差，此時(shí)建議更換電表。

24、可選地，所述實(shí)驗(yàn)室中的運(yùn)算過程為：使用所述頻率計(jì)數(shù)器中的時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器和脈沖計(jì)數(shù)器與實(shí)驗(yàn)室端的標(biāo)準(zhǔn)源進(jìn)行溯源，求電壓差，并帶入電壓偏差公式進(jìn)行計(jì)算。

25、可選地，所述電壓偏差公式為：

26、

27、其中，△tl和△tr分別是實(shí)驗(yàn)室端和現(xiàn)場(chǎng)端的相鄰時(shí)間間隔之差，fl和fr分別是實(shí)驗(yàn)室端和現(xiàn)場(chǎng)端電壓頻率轉(zhuǎn)換后的頻率值，fp是衛(wèi)星同步時(shí)鐘源的頻率，kl是實(shí)驗(yàn)室端電壓頻率轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換系數(shù)，nl和nr分別是實(shí)驗(yàn)室端和現(xiàn)場(chǎng)端在單位時(shí)間的脈沖數(shù)。

28、根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

29、本發(fā)明公開了一種交流充電樁電能遠(yuǎn)程校準(zhǔn)方法，所述方法包括構(gòu)建校準(zhǔn)系統(tǒng)；利用誤差自診斷模塊對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行誤差計(jì)算以及電參量計(jì)算，得到電參量數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)信號(hào)處理流程中的監(jiān)測(cè)誤差，以及利用基準(zhǔn)信號(hào)校準(zhǔn)模塊對(duì)誤差來源進(jìn)行判斷，確定校準(zhǔn)時(shí)的故障修復(fù)方案；采集的信號(hào)包括負(fù)載信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)源的參考信號(hào)；基準(zhǔn)信號(hào)源包括直流基準(zhǔn)信號(hào)源和交流基準(zhǔn)信號(hào)源；基于故障修復(fù)方案，利用實(shí)驗(yàn)室對(duì)交流充電樁電能進(jìn)行遠(yuǎn)程校準(zhǔn)。本發(fā)明能夠精確監(jiān)測(cè)電參量和校準(zhǔn)信號(hào)處理流程中的誤差，提高信號(hào)處理流程的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種交流充電樁電能遠(yuǎn)程校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流充電樁電能遠(yuǎn)程校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述誤差自診斷模塊的運(yùn)算過程為：利用采樣電路對(duì)負(fù)載信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)源的參考信號(hào)進(jìn)行采集，并依據(jù)戴維南定理和諾頓定理四進(jìn)行信號(hào)疊加，然后利用模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行信號(hào)分離，由第一支路進(jìn)行電參量計(jì)算，以及由第二支路進(jìn)行在線誤差計(jì)算。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流充電樁電能遠(yuǎn)程校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述采樣電路由分壓器和分流器組成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流充電樁電能遠(yuǎn)程校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述誤差計(jì)算的表達(dá)式為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流充電樁電能遠(yuǎn)程校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)信號(hào)校準(zhǔn)模塊的運(yùn)算過程為：將基準(zhǔn)信號(hào)源的交流參考電壓偏置后與直流參考電壓交替通過壓頻轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的頻率信號(hào)，并由頻率計(jì)數(shù)器確定頻率信號(hào)對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔信號(hào)和脈沖信號(hào)，最后經(jīng)無線通信將所述時(shí)間間隔信號(hào)和所述脈沖信號(hào)傳輸至實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)；其中，所述壓頻轉(zhuǎn)換模塊包括主路壓頻轉(zhuǎn)換模塊和備用壓頻轉(zhuǎn)換模塊，且所述主路壓頻轉(zhuǎn)換模塊和所述備用壓頻轉(zhuǎn)換模塊的通斷通過程控開關(guān)控制。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交流充電樁電能遠(yuǎn)程校準(zhǔn)方法，其特征在于，在經(jīng)所述壓頻轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行交替轉(zhuǎn)換的過程中，根據(jù)數(shù)據(jù)表現(xiàn)進(jìn)行故障判斷，確定所述校準(zhǔn)時(shí)的故障修復(fù)方案為啟用備用壓頻轉(zhuǎn)換器或建議更換電表。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的交流充電樁電能遠(yuǎn)程校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述故障判斷的過程為：

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交流充電樁電能遠(yuǎn)程校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)室中的運(yùn)算過程為：使用所述頻率計(jì)數(shù)器中的時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器和脈沖計(jì)數(shù)器與實(shí)驗(yàn)室端的標(biāo)準(zhǔn)源進(jìn)行溯源，求電壓差，并帶入電壓偏差公式進(jìn)行計(jì)算。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的交流充電樁電能遠(yuǎn)程校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述電壓偏差公式為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種交流充電樁電能遠(yuǎn)程校準(zhǔn)方法，涉及電能計(jì)量與校準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括：構(gòu)建校準(zhǔn)系統(tǒng)；利用誤差自診斷模塊對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行誤差計(jì)算以及電參量計(jì)算，得到電參量數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)信號(hào)處理流程中的監(jiān)測(cè)誤差，以及利用基準(zhǔn)信號(hào)校準(zhǔn)模塊對(duì)誤差來源進(jìn)行判斷，確定校準(zhǔn)時(shí)的故障修復(fù)方案；采集的信號(hào)包括負(fù)載信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)源的參考信號(hào)；基準(zhǔn)信號(hào)源包括直流基準(zhǔn)信號(hào)源和交流基準(zhǔn)信號(hào)源；基于故障修復(fù)方案，利用實(shí)驗(yàn)室對(duì)交流充電樁電能進(jìn)行遠(yuǎn)程校準(zhǔn)。本發(fā)明能夠精確監(jiān)測(cè)電參量和校準(zhǔn)信號(hào)處理流程中的誤差，提高信號(hào)處理流程的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：方立德,劉晨陽,房成鳳,唐佐,史澤洲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河北大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30