儀表校準方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是2006年11月27日提交的申請?zhí)枮?00680044979. 6、發(fā)明名稱為"儀表 校準方法和系統(tǒng)"的專利申請的分案。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1前序部分的校準方法。
[0003] 本發(fā)明還涉及儀表校準的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004] 在能量測量中，遠程讀取呈顯著增長趨勢。尤其在瑞典和其它北歐國家，這個趨勢 存在很大的壓力。在能量巨大缺乏的中國同樣有向遠程讀取轉(zhuǎn)變的壓力。隨著遠程讀取儀 表變得普及，用專門儀表監(jiān)視能量的品質(zhì)是非?？赡艿摹＿@是因為普通的遠程讀取和它帶 來的效率增加不一定足以彌補電力公司由于遠程讀取所招至的花費。在存在多個儀表的地 點，自然首先從最精確的儀表讀取儀表的能耗并且該儀表將數(shù)據(jù)傳送至電力公司。儀表足 夠的精度對于消費者和電力公司兩者都是重要的。儀表計量的法規(guī)從一個國家至另一個國 家有很大的不同。然而，所有國家都需要一些確定儀表精確性的方法。已達到某一年限的 儀表經(jīng)常被收集以檢查并在維護后返回現(xiàn)場或由新儀表代替。通過采樣，可識別低劣的儀 表存貨，但這種方法不保證所有儀表的精確性。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)的一個缺點是隨機檢查方法是不精確的，并且清楚地給出錯誤讀數(shù)的儀 表可能仍未檢測出。過晚用新儀表更換舊儀表導(dǎo)致明顯的錯誤增加，而另一方面，過早更換 儀表將明顯地增加成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明旨在消除前面公開的現(xiàn)有技術(shù)的缺陷并為此形成用于校準儀表（尤其是 能耗儀表）的完全新型的方法。
[0007] 本發(fā)明基于使用一個更精確的儀表以測量多個簡單儀表的總量，并通過對所有儀 表的重復(fù)的和至少近乎同時發(fā)生的測量來產(chǎn)生關(guān)于每個儀表相對求和儀表的測量結(jié)果的 各個測量結(jié)果的統(tǒng)計信息。不合格的儀表是基于測量結(jié)果的統(tǒng)計特性測得的。
[0008] 在本發(fā)明的一個較佳實施例中，測量電能消耗。
[0009] 更具體地，根據(jù)本發(fā)明的方法的特征為權(quán)利要求1的特征部分所陳述的內(nèi)容。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的特征為權(quán)利要求8的特征部分所陳述的內(nèi)容。
[0011] 通過本發(fā)明的幫助可實現(xiàn)大量的優(yōu)點。
[0012] 借助根據(jù)本發(fā)明的方法，可測量在遠程可讀取儀表周圍聯(lián)網(wǎng)的儀表的不精確性而 不必將這些儀表從網(wǎng)絡(luò)斷開。由于只要求求和儀表為精確儀表，因此只需要一小部分數(shù)量 的昂貴的目前要求的精確儀表。由于電度表的價格大約為€ 30而一個使用GSM的可遠程 讀取的儀表的現(xiàn)價大約為€ 100,因此儀表的斷開、校準和再安裝是非常明顯的額外成本。 將來，儀表的相對成本將減少，但使用傳統(tǒng)校準方法的校準過程的成本可能會增加。因此根 據(jù)本發(fā)明將自動校準引入電網(wǎng)將是節(jié)約成本的一個非常重要的舉措。
[0013] 如果使用移動電話的RFID讀取被添加至現(xiàn)有的儀表，則能夠在它們的校準中也 采用本發(fā)明公開的方法。
[0014] 附圖簡述
[0015] 下面借助實例和參照附圖對本發(fā)明進行說明。
[0016] 圖1示出適用于根據(jù)本發(fā)明的方法的一個系統(tǒng)的方框圖。
[0017] 圖1示意地示出一系統(tǒng)，其中K儀表1連接于例如公寓區(qū)中的"采集儀表"4,采集 儀表4通過導(dǎo)線或無線地連接于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)7。采集儀表4、或各個j儀表1也在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)7 上連接于在變電站2附近的遠程可讀儀表3和6。根據(jù)我們的估計，我們假設(shè)采集儀表4具 有明顯比其后網(wǎng)絡(luò)中的儀表1更精確的精確等級。在這種應(yīng)用下，儀表1也被稱為現(xiàn)場儀 表。從這些儀表讀出的測量結(jié)果借助數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)被發(fā)送至服務(wù)器5以進行計算操作。
[0018] 首先闡述一個簡單實例，其中多個j儀表1連接于例如公寓區(qū)中的采集儀表4。另 外，假設(shè)測量數(shù)據(jù)以規(guī)定間隔被采集入存儲器?，F(xiàn)在我們可寫出關(guān)聯(lián)于一瞬時或一時間段 i的等式。
[0020] 在該等式中，ε ,表示在各個儀表j(l)中緩慢地時間依賴的系統(tǒng)誤差，而P ,.。是其 零點誤差。這里假設(shè)采集儀表4是精確的，或者與之關(guān)聯(lián)的誤差是已知的。一旦我們進行 了 N次測量，我們能基于結(jié)果寫出下列矩陣等式。
[0021]
[0022] 如果我們假設(shè)測量進行地足夠頻繁，我們就能假設(shè)各用戶的結(jié)果不完全相關(guān)于另 一儀表的結(jié)果。另外，我們假設(shè)每個用戶使用的功率隨時間變化。這在數(shù)學(xué)上意味著上面 等式的功率矩陣的行列式偏離零。我們首先假設(shè)在儀表1中不存在零點誤差。我們現(xiàn)在能 就各個儀表1 (等式中的j)的相對不精確性對等式進行求解。
[0023]
[0024] 另外，我們能基于測量結(jié)果求解誤差偏離。不精確性的不確定性取決于在各儀表 1功率使用的偏差以及各儀表1和采集儀表4兩者的測量偏差。然而，本質(zhì)問題在于，隨著 時間推移功率流過的所有儀表（1)都將被校準。這里所述的求解要求矩陣的逆運算，這要 求大量的處理器能力。另外，誤差的不精確性的計算要求矩陣的逆運算。然而，矩陣的逆運 算可使用所謂遞歸方法消除，在遞歸方法中，基于每個新的測量結(jié)果校正誤差矢量的值。遞 歸方法的使用允許采集儀表4的處理器使用其本身的處理器估算誤差。這顯著減少在儀 表和服務(wù)器5之間傳遞數(shù)據(jù)的需求。在工廠、購物中心和公寓區(qū)，通過使用本地數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)7 以1秒一 10秒的間隔測量每個儀表的讀數(shù)，并且采集儀表4基于這些結(jié)果估算各儀表的不 精確性，這是很值得的。可附加該信息以形成"品質(zhì)信息"部分并在需要時將其發(fā)給電力公 司，例如以1小時一 1月的間隔。也可這樣操作以僅在誤差足夠大并且其不確定性小于誤 差的情況下發(fā)送關(guān)于可能的不合格儀表和誤差量級的信息。在遠程讀取的數(shù)據(jù)從各儀表直 接發(fā)送至電力公司的情形下，必須在中央計算機中進行計算和以盡可能近的間隔獲得遠程 讀取結(jié)果，由此基于這些結(jié)果求解儀表的不精確性。在這種情況下適當?shù)臅r間間隔為1-10 分鐘。讀取儀表的頻率越低，儀表不精確性的估計所花費的時間越長。然而，幸運的是，大 的誤差將很快被發(fā)現(xiàn)并因此出故障的儀表將很快被檢測出來。
[0025] 通過從低電壓網(wǎng)絡(luò)和高電壓網(wǎng)絡(luò)兩者中的所有儀表采集小時數(shù)據(jù)，該方法實現(xiàn)一 種情形，其中原理上只有一個測量整個電力公司下的網(wǎng)絡(luò)的能量的儀表需要被校準。如果 例如用三個儀表替換這些測量非常大量功率的儀表，也可基于遠程讀取以監(jiān)視這些儀表是 否已形成故障。通過將遠程讀取引入整個網(wǎng)絡(luò)并采用上述方法，電力公司基本