CN104991221A - 对分布式变电站中的计量装置进行校准的装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种对分布式变电站中的计量装置进行校准的装置及检测方法，时间标准电流源与电流信号发送模块连接，时间标准电压源与电压信号发送模块连接，时间标准电流源和时间标准电压源连接合并单元，合并单元连接数字电能表，数字电能表连接电能脉冲捕获装置，电能脉冲捕获装置连接无线通讯模块，标准电源信号接收模块与电流信号发送模块和电压信号发送模块通讯连接，无线通讯模块和标准电源信号接收模块与PC机连接，采用GPS/北斗授时方式，利用1PPs秒脉冲实现时间同步；采用无线通讯技术进行数据传输，克服了由于电压、电流互感器间隔距离长无法通过有线传输数据的缺陷；采用时标标准源技术，确保了数据的同步性。
Description
技术领域
本发明涉及电力计量检定领域，具体涉及一种对分布式变电站中的计量装置进行校准的装置及检测方法。
背景技术
随着变电站自动化和网络通信技术的飞速发展，IEC61850标准体系的颁布和推行，传统的变电站已逐步向数字化变电站过渡。数字化变电站电能量技术在采集上实现了模拟量向全数字化后，通过光纤线路传输的转变，通过点对点或以太网方式传输到数字式电能表，为数字化变电站内电能计量***提供了数据来源，构成数字化变电站电能计量***。
然而，在数字化变电站电能计量***中，由于电压互感器、电流互感器的误差、合并单元的转换误差、传输过程的误码引起怕误差以及数字式电能表计算误差等等环节的存在，数字化变电站内电能计量***会产生一定的***误差，因此需要对数字化变电站的功率/电能误差进行校准。
发明内容
本发明根据现有技术的不足提供一种对分布式变电站中的计量装置进行校准的装置及检测方法，结构简单，操作方便，准确可靠。
本发明的技术方案：一种对分布式变电站中的计量装置进行校准的装置，其特征在于：标准电流源和电流数据采集器相连接并与GPS/北斗授时天线组成时间标准电流源，标准电压源和电压数据采集器相连接并与GPS/北斗授时天线组成时间标准电压源，时间标准电流源与电流信号发送模块连接，时间标准电压源与电压信号发送模块连接，时间标准电流源和时间标准电压源连接合并单元，合并单元连接数字电能表，数字电能表连接电能脉冲捕获装置，电能脉冲捕获装置连接无线通讯模块，标准电源信号接收模块与电流信号发送模块和电压信号发送模块通讯连接，无线通讯模块和标准电源信号接收模块与PC机连接。
所述电能脉冲捕获装置上还连接有GPS/北斗授时天线。
所述合并单元与数字电能表通过光纤连接。
所述GPS/北斗授时天线的授时精度≤100纳秒。
一种利用所述的装置对分布式变电站中的计量装置进行校准的检测方法，其特征在于：包括以下步骤,
1)采用数字频率合成技术，以GPS-1PPS为同步信号，合成频率相位基准信号，采用基于DSP的直流数字频率合成技术，合成与GPS秒脉冲同步的标准信号源，输出带有时标的时间标准电流源和时间标准电压源；
2)电流信号采集器和电压信号采集器采集的电流和电压模拟信号输入到合并单元，合并单元将模拟信号转换为数字信号通过光纤输送到数字电能表；
3)数字电能表通过接收的数字信号计算出电能量并将电能量转换为电能脉冲，电能脉冲捕获装置捕获电能脉冲并通过无线通讯模块传送到PC机；
4)PC机通过标准电源信号接收模块接收步骤1)中带有时标的时间标准电流源和时间标准电压源信号计算出电能量，与电能脉冲捕获装置发来的电能量进行比对，计算误差，从而实现对分布式变电站中的计量装置进行功率/电能校准的目的。
所述步骤1)中数字频率合成技术的频率调节方法步骤是：
a.按F(I)＝A1*cos(360°*I/N+θ1)+A2*cos(2*360°*I/N+θ2)+……+Ancos(n*360°*I/N+θn)对信号N等份，计算出信号所有离散点的幅值，并将这些幅值依此排列存入数据区，作为基本的波形函数；
b.由DSP将波形函数送给四象限16位乘法DAC，还原得到所需的模拟信号；
c.通过改变DAC的基准输入来调节信号幅度，改变波形的起始点调节信号的初时相角；
d.因信号频率f＝fs/N，fs为采样频率，1/Δfs为采样时间间隔，改变Δfs即可调节信号频率。
本发明的技术效果：采用GPS/北斗授时方式，利用1PPs秒脉冲实现时间同步；采用无线通讯技术进行数据传输，克服了由于电压、电流互感器间隔距离长无法通过有线传输数据的缺陷；采用时标标准源技术，确保了数据的同步性；结构简单，操作方便，准确可靠。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明检测方法流程图。
图中标号分别表示：1—标准电流源，2—电流数据采集器，3—时间标准电流源，4—标准电压源，5—电压数据采集器，6—时间标准电压源，7—电流信号发送模块，8—电压信号发送模块，9—合并单元，10—数字电能表，11—电能脉冲捕获装置，12—无线通讯模块，13—标准电源信号接收模块，14—PC机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
如图1所示，一种对分布式变电站中的计量装置进行校准的装置，其特征在于：标准电流源1和电流数据采集器2相连接并与GPS/北斗授时天线组成时间标准电流源3，标准电压源4和电压数据采集器5相连接并与GPS/北斗授时天线组成时间标准电压源6，时间标准电流源3与电流信号发送模块7连接，时间标准电压源6与电压信号发送模块8连接，时间标准电流源3和时间标准电压源6连接合并单元9，合并单元9连接数字电能表10，数字电能表10连接电能脉冲捕获装置11，电能脉冲捕获装置11连接无线通讯模块12，标准电源信号接收模块13与电流信号发送模块7和电压信号发送模块8通讯连接，无线通讯模块12和标准电源信号接收模块13与PC机14连接。
电能脉冲捕获装置11上还连接有GPS/北斗授时天线。
合并单元9与数字电能表10通过光纤连接。
GPS/北斗授时天线的授时精度≤100纳秒。
如图2所示，一种利用所述的装置对分布式变电站中的计量装置进行校准的检测方法，其特征在于：包括以下步骤,
1)采用数字频率合成技术，以GPS-1PPS为同步信号，合成频率相位基准信号，采用基于DSP的直流数字频率合成技术，合成与GPS秒脉冲同步的标准信号源，输出带有时标的时间标准电流源和时间标准电压源；
2)电流信号采集器和电压信号采集器采集的电流和电压模拟信号输入到合并单元，合并单元将模拟信号转换为数字信号通过光纤输送到数字电能表；
3)数字电能表通过接收的数字信号计算出电能量并将电能量转换为电能脉冲，电能脉冲捕获装置捕获电能脉冲并通过无线通讯模块传送到PC机；
4)PC机通过标准电源信号接收模块接收步骤1)中带有时标的时间标准电流源和时间标准电压源信号计算出电能量，与电能脉冲捕获装置发来的电能量进行比对，计算误差，从而实现对分布式变电站中的计量装置进行功率/电能校准的目的。
所述步骤1)中数字频率合成技术的频率调节方法步骤是：
a.按F(I)＝A1*cos(360°*I/N+θ1)+A2*cos(2*360°*I/N+θ2)+……+Ancos(n*360°*I/N+θn)对信号N等份，计算出信号所有离散点的幅值，并将这些幅值依此排列存入数据区，作为基本的波形函数；
b.由DSP将波形函数送给四象限16位乘法DAC，还原得到所需的模拟信号；
c.通过改变DAC的基准输入来调节信号幅度，改变波形的起始点调节信号的初时相角；
d.因信号频率f＝fs/N，fs为采样频率，1/Δfs为采样时间间隔，改变Δfs即可调节信号频率。
本发明的一种对分布式变电站中的计量装置进行校准的装置，采用GPS/北斗授时方式，利用1PPs秒脉冲实现时间同步；采用无线通讯技术进行数据传输，克服了由于电压、电流互感器间隔距离长无法通过有线传输数据的缺陷；采用时标标准源技术，确保了数据的同步性；结构简单，操作方便，准确可靠。
Claims (6)
1.一种对分布式变电站中的计量装置进行校准的装置，其特征在于：标准电流源(1)和电流数据采集器(2)相连接并与GPS/北斗授时天线组成时间标准电流源(3)，标准电压源(4)和电压数据采集器(5)相连接并与GPS/北斗授时天线组成时间标准电压源(6)，时间标准电流源(3)与电流信号发送模块(7)连接，时间标准电压源(6)与电压信号发送模块(8)连接，时间标准电流源(3)和时间标准电压源(6)连接合并单元(9)，合并单元(9)连接数字电能表(10)，数字电能表(10)连接电能脉冲捕获装置(11)，电能脉冲捕获装置(11)连接无线通讯模块(12)，标准电源信号接收模块(13)与电流信号发送模块(7)和电压信号发送模块(8)通讯连接，无线通讯模块(12)和标准电源信号接收模块(13)与PC机(14)连接。
2.根据权利要求1所述的对分布式变电站中的计量装置进行校准的装置，其特征在于：所述电能脉冲捕获装置(11)上还连接有GPS/北斗授时天线。
3.根据权利要求1所述的对分布式变电站中的计量装置进行校准的装置，其特征在于：所述合并单元(9)与数字电能表(10)通过光纤连接。
4.根据权利要求1所述的对分布式变电站中的计量装置进行校准的装置，其特征在于：所述GPS/北斗授时天线的授时精度≤100纳秒。
5.一种利用权利要求1—4中任一所述的装置对分布式变电站中的计量装置进行校准的检测方法，其特征在于：包括以下步骤,
1)采用数字频率合成技术，以GPS-1PPS为同步信号，合成频率相位基准信号，采用基于DSP的直流数字频率合成技术，合成与GPS秒脉冲同步的标准信号源，输出带有时标的时间标准电流源和时间标准电压源；
2)电流信号采集器和电压信号采集器采集的电流和电压模拟信号输入到合并单元，合并单元将模拟信号转换为数字信号通过光纤输送到数字电能表；
3)数字电能表通过接收的数字信号计算出电能量并将电能量转换为电能脉冲，电能脉冲捕获装置捕获电能脉冲并通过无线通讯模块传送到PC机；
4)PC机通过标准电源信号接收模块接收步骤1)中带有时标的时间标准电流源和时间标准电压源信号计算出电能量，与电能脉冲捕获装置发来的电能量进行比对，计算误差，从而实现对分布式变电站中的计量装置进行功率/电能校准的目的。
6.根据权利要求5所述的对分布式变电站中的计量装置进行校准的检测方法，其特征在于：所述步骤1)中数字频率合成技术的频率调节方法步骤是：
a.按F(I)＝A1*cos(360°*I/N+θ1)+A2*cos(2*360°*I/N+θ2)+……+Ancos(n*360°*I/N+θn)对信号N等份，计算出信号所有离散点的幅值，并将这些幅值依此排列存入数据区，作为基本的波形函数；
b.由DSP将波形函数送给四象限16位乘法DAC，还原得到所需的模拟信号；
c.通过改变DAC的基准输入来调节信号幅度，改变波形的起始点调节信号的初时相角；
d.因信号频率f＝fs/N，fs为采样频率，1/Δfs为采样时间间隔，改变Δfs即可调节信号频率。
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