CN105548947A - 一种数字化电能表同步溯源方法及*** - Google Patents

一种数字化电能表同步溯源方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种数字化电能表同步溯源方法及***，方法包括：模拟标准表和高速A/D转换装置同时采集模拟标准源输出的模拟信号，且模拟标准表将模拟信号转换为电能信号N1；数字标准源采集高速A/D转换装置输出的数字信号，并转换为对应的电能信号X2；数字标准表采集数字标准源输出的数字信号，并转换为对应的电能信号X3；误差计算器采集N1、X2和X3，进一步获取精度误差。本发明是针对数字化电能表的溯源问题，利用表源分离的方式在同一时刻同时采集模拟量的瞬时值以及电度值，并将数字标准表与数字标准源同步溯源，建立了标准数字电能表到模拟量的溯源链路，确保了数字电能计量的准确和可靠，保障了电力贸易结算的公平和公正。

Description

一种数字化电能表同步溯源方法及***
技术领域
本发明涉及数字化电能表溯源测试领域，尤其涉及一种数字化电能表同步溯源方法及***。
背景技术
目前，数字化变电站以及智能变电站的快速推广使得电子式互感器、合并单元、数字化电能表等数字化计量设备都在电力***内得到大量应用，电子式互感器、合并单元是将采集模拟量转为数字量的设备，与模拟回路之间具有一定的关联关系，因此，电子式互感器和合并单元溯源体系的建立并没有太大障碍。但是，数字化电能表是一种全数字设备，数字量是一个值域恒定、时域离散的传递体系，模拟量是一个时域连续值域存在误差的传递体系，所以这种由模拟量到数字量的量值溯源必须是依赖于值域在相同时域的变化从而实现其量值溯源。由于数字化电能表与模拟回路之间并没有直接的关联，且在溯源链路中由于没有数字化标准设备的出现，因此，数字化电能表的溯源问题一直是个比较大的问题。
目前，数字化电能表的校验技术主要包括数字标准源法以及数字标准表法，即将数字化电能表输出的电能量与数字标准源或数字标准表输出的电能量对比，从而获得数字化电能表的误差。但是这两种数字化电能表的溯源方法都存在数字标准源或数字标准表的精度如何在模拟回路中得到验证的问题，导致其测试精度无法保证。
此外，还有一种数字化电能表的溯源方法是将合并单元纳入到数字化电能表溯源过程中，从而建立数字到模拟回路的溯源，但这种将模拟合并单元作为数字化电能表一部分的溯源方法无法保证其测试的精度。
发明内容
本发明提供一种数字化电能表同步溯源方法及***，以解决现有技术中数字化电能表溯源精度低的问题。
本发明提供一种数字化电能表同步溯源方法，所述数字化电能表同步溯源方法包括：
模拟标准表和高速A/D转换装置同时采集模拟标准源输出的模拟信号，且模拟标准表将所述模拟信号转换为电能信号N1；
数字标准源采集高速A/D转换装置输出的数字信号，并将所述数字信号转换为对应的电能信号X2；
数字标准表采集数字标准源输出的数字信号，并将所述数字信号转换为对应的电能信号X3；
误差计算器分别采集所述电能信号N1、所述电能信号X2和所述电能信号X3，并根据所述电能信号N1、所述电能信号X2和所述电能信号X3获取数字标准源和数字标准表的精度误差。
优选的，所述获取数字标准源和数字标准表的精度误差包括：根据所述电能信号X2与所述电能信号N1的差值计算数字标准源的精度误差；根据所述电能信号X3与所述电能信号N1的差值计算数字标准表的精度误差。
优选的，所述数字化电能表同步溯源方法还包括：
8位半高精度板卡采集模拟标准源输出的模拟信号，并将所述模拟信号转化为数字信号；
瞬时值采样***分别采集8位半高精度板卡、高速A/D转换装置以及数字标准源的数字信号；
根据所述数字信号获取测试结果，并将所述测试结果反馈给高速A/D转换装置。
本发明还提供一种数字化电能表同步溯源***，所述数字化电能表同步溯源***包括：
模拟标准源；
分别与所述模拟标准源电连接的模拟标准表和高速A/D转换装置；
与所述高速A/D转换装置电连接的数字标准源；
以及，与所述数字标准源电连接的数字标准表。
优选的，所述数字化电能表同步溯源***还包括：
8位半高精度板卡，所述8位半高精度板卡与所述模拟标准源电连接；
瞬时值采样***，所述瞬时值采样***分别与所述8位半高精度板卡、所述数字标准源以及所述高速A/D转换装置电连接。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明提供一种数字化电能表同步溯源方法及***，所述数字化电能表同步溯源方法包括：模拟标准表和高速A/D转换装置同时采集模拟标准源输出的模拟信号，且模拟标准表将所述模拟信号转换为电能信号N1；数字标准源采集高速A/D转换装置输出的数字信号，并将所述数字信号转换为对应的电能信号X2；数字标准表采集数字标准源输出的数字信号，并将所述数字信号转换为对应的电能信号X3；误差计算器采集所述电能信号N1、所述电能信号X2和所述电能信号X3，并根据所述电能信号N1、所述电能信号X2和所述电能信号X3获取数字标准源和数字标准表的精度误差。本发明是针对数字化电能表的溯源问题，利用表源分离的方式在同一时刻同时采集模拟量的瞬时值以及电度值，并将数字标准表与数字标准源同步溯源，建立了标准数字电能表到模拟量的溯源链路，确保了数字电能计量的准确和可靠，保障了电力贸易结算的公平和公正。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
图1是本发明实施例中提供的一种数字化电能表同步溯源方法的方法流程图；
图2是本发明实施例中提供的另一种数字化电能表同步溯源方法的方法流程图；
图3是本发明实施例中提供的一种数字化电能表同步溯源***的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
请参考图1，所示为本发明实施例中提供的一种数字化电能表同步溯源方法的方法流程图。
由图1可知，本发明提供一种数字化电能表同步溯源方法及***，所述数字化电能表同步溯源方法包括：模拟标准表和高速A/D转换装置同时采集模拟标准源输出的模拟信号，且模拟标准表将所述模拟信号转换为电能信号N1；数字标准源采集高速A/D转换装置输出的数字信号，并将所述数字信号转换为对应的电能信号X2；数字标准表采集数字标准源输出的数字信号，并将所述数字信号转换为对应的电能信号X3；误差计算器分别采集所述电能信号N1、所述电能信号X2和所述电能信号X3，并根据所述电能信号N1、所述电能信号X2和所述电能信号X3获取数字标准源和数字标准表的精度误差。
模拟标准源输出稳定的5A、100V电流电压的模拟信号，将电流、电压信号分别串、并接入模拟标准表和高速A/D转换装置，即模拟标准表和高速A/D转换装置同时采集模拟标准源输出的模拟信号。
模拟标准表采集模拟标准源的模拟信号，并输出高速电能计量脉冲。
高速A/D转换装置采集模拟标准源输出的模拟量信号，并输出瞬时采样值至数字标准源，其采样速率为64kHz/s，同时将电能量信号通过高速光纤脉冲传输至误差计算器。
数字标准源接收来自高速A/D转换装置的数字信号，并按照IEC61850-9-2协议按照4kHz/s或12.8kHz/s采样速率输出，同时计算电能量以高速光纤电能脉冲的方式输出至误差计算器。
数字标准表接采集数字标准源的数字信号，并计算出电能量后以光纤脉冲的方式输出至误差计算器。
误差计算器分别采集所述电能信号N1、所述电能信号X2和所述电能信号X3，并产生四个误差Ea＝X1-N1，Eb＝X2-X1，Ec＝X3-X2，Ed＝X2-N1以及Ee＝X3-N1，根据所述电能信号N1、所述电能信号X2和所述电能信号X3获取数字标准源和数字标准表的精度误差。
进一步，根据所述电能信号X2与所述电能信号N1的差值Ed计算数字标准源的精度误差；根据所述电能信号X3与所述电能信号N1的差值Ee计算数字标准表的精度误差。具体的，Ec应小于0.005％，Ea应小于0.02％，其中Ee数字标准表的溯到模拟标准源的综合误差，其在同一个时间域中应等于Ea，Eb，Ec之和。在保证Ec满足0.005％情况下，同一时刻Ed＝Ea+Eb，可完成数字标准源到模拟标准之间溯源。按照上述方式可以同时通过Ee＝Ea+Eb+Ec，来获得数字标准表的精度误差。
本发明是针对数字化电能表的溯源问题，利用表源分离的方式在同一时刻同时采集模拟量的瞬时值以及电度值，并将数字标准表与数字标准源同步溯源，建立了标准数字电能表到模拟量的溯源链路，确保了数字电能计量的准确和可靠，保障了电力贸易结算的公平和公正。
请参考图2，所示为本发明实施例中提供的另一种数字化电能表同步溯源方法的方法流程图。
由图2可知，所述数字化电能表同步溯源方法还包括：
8位半高精度板卡采集模拟标准源输出的模拟信号，并将所述模拟信号转化为数字信号；瞬时值采样***分别采集8位半高精度板卡、高速A/D转换装置以及数字标准源的数字信号；根据所述数字信号获取测试结果，并将所述测试结果反馈给高速A/D转换装置。高速A/D转换装置接收来自瞬时值误差测试***的调节信号，并对采样系数进行修正，以提高整***的采样精度，电流电压的采样精度小于0.01％。
请参考图3，所示为本发明实施例中提供的一种数字化电能表同步溯源***的结构示意图。
由图3可知，本发明还提供一种数字化电能表同步溯源***，所述数字化电能表同步溯源***包括：
模拟标准源；
分别与所述模拟标准源电连接的模拟标准表和高速A/D转换装置；
与所述高速A/D转换装置电连接的数字标准源；
以及，与所述数字标准源电连接的数字标准表。
进一步，所述数字化电能表同步溯源***还包括：
8位半高精度板卡，所述8位半高精度板卡与所述模拟标准源电连接；
瞬时值采样***，所述瞬时值采样***分别与所述8位半高精度板卡、所述数字标准源以及所述高速A/D转换装置电连接。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种数字化电能表同步溯源方法，其特征在于，所述数字化电能表同步溯源方法包括：
模拟标准表和高速A/D转换装置同时采集模拟标准源输出的模拟信号，且模拟标准表将所述模拟信号转换为电能信号N1；
数字标准源采集高速A/D转换装置输出的数字信号，并将所述数字信号转换为对应的电能信号X2；
数字标准表采集数字标准源输出的数字信号，并将所述数字信号转换为对应的电能信号X3；
误差计算器分别采集所述电能信号N1、所述电能信号X2和所述电能信号X3，并根据所述电能信号N1、所述电能信号X2和所述电能信号X3获取数字标准源和数字标准表的精度误差。
2.根据权利要求1所述的数字化电能表同步溯源方法，其特征在于，所述获取数字标准源和数字标准表的精度误差包括：
根据所述电能信号X2与所述电能信号N1的差值计算数字标准源的精度误差；
根据所述电能信号X3与所述电能信号N1的差值计算数字标准表的精度误差。
3.根据权利要求1所述的数字化电能表同步溯源方法，其特征在于，所述数字化电能表同步溯源方法还包括：
8位半高精度板卡采集模拟标准源输出的模拟信号，并将所述模拟信号转化为数字信号；
瞬时值采样***分别采集8位半高精度板卡、高速A/D转换装置以及数字标准源的数字信号；
根据所述数字信号获取测试结果，并将所述测试结果反馈给高速A/D转换装置。
4.一种数字化电能表同步溯源***，其特征在于，所述数字化电能表同步溯源***包括：
模拟标准源；
分别与所述模拟标准源电连接的模拟标准表和高速A/D转换装置；
与所述高速A/D转换装置电连接的数字标准源；
以及，与所述数字标准源电连接的数字标准表。
5.根据权利要求4所述的数字化电能表同步溯源***，其特征在于，所述数字化电能表同步溯源***还包括：
8位半高精度板卡，所述8位半高精度板卡与所述模拟标准源电连接；
瞬时值采样***，所述瞬时值采样***分别与所述8位半高精度板卡、所述数字标准源以及所述高速A/D转换装置电连接。
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