CN106405474A - 一种具备自动量值溯源功能的电能表现场检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具备自动量值溯源功能的电能表现场检测设备，包括图像识别模块、标准器、误差检测模块和远程通信模块四个部分。图像识别模块通过光学传感器识别被测电能表的表号、型号、规格与准确度等级；标准器具备电能计量标准数值测量功能，并提供设备唯一电子标识；误差检测模块内设有数值比较器，用于电能表误差检测；远程通信模块设有安全认证子模块，内置信息安全加密算法，保障电能表现场检测设备与计量管理中心信息***的通信安全，实现自动量值溯源。本发明适用于电能计量、电力***自动化等领域，具有准确高效、安全可靠与配置方便等特点，市场前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种电能表现场检测设备，特别是一种具备自动量值溯源功能的电能表现场检测设备，属于电能计量领域。
背景技术
随着我国电力改革的不断深入，电力市场不断扩大，用电需求也在不断增加，对电网运行的电能表进行现场检测工作成为保证电能计量的准确性和有效性的重要方式。作为用电信息采集***中最基础的组成部分，电能表的功能运行情况直接影响到用电信息采集***的稳定性和安全性。在现场对电能表进行检测、检测的误差值是否在合理的范围内、这一电能表检测方式是否得到了广泛的应用，在目前来说都是值得深入探讨的课题。按照国际建议和检测规程的要求，电能表误差检测是在规定的实验室条件下进行的。而对于用电用户来说，电能表在现场工作条件下的运行误差才是影响计量计费的关键因素。由于电能表运行误差的检测和获取受作业流程、运行环境和现场工况等多种因素影响，这些问题的存在严重影响到电能表检测结果的精确性。因此，就需要采用合理的方法来对电能表现场检测进行改进，以保障电能表计量的精确性。量值溯源是一类经典的计量校验方式，可以在电能表现场检测设备中添加自动化的数据获取和量值溯源功能，以支撑电能表现场检测工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具备自动量值溯源功能的电能表现场检测设备，解决电能表精确计量问题，用以实现电能表现场检测过程中自动量值溯源的技术目的。
本发明是这样实现的：所述设备包括图像识别模块、标准器、误差检测模块和远程通信模块；
所述图像识别模块用于拍摄并识别被测电能表的铭牌参数信息，并输出给所述远程通信模块的第一输入端；
所述标准器与所述误差检测模块的第一输入端连接，用于将标准器测量的电能计量标准数值信息发送给所述误差检测模块；
所述误差检测模块的第二输入端与被测电能表的输出端相连，用于接收被测电能表的电能数值信息，并与所述标准器发送来的电能计量标准数值信息进行比较与计算，获得被测电能表的电能误差信息，并由输出端输出；
所述远程通信模块的第二输入端与所述误差检测模块的输出端连接，用于接收所述误差检测模块输出的电能误差信息，并将该电能误差信息与所述图像识别模块发送来的被测电能表的铭牌参数信息发送到远程主机。
所述铭牌参数信息包括表号、型号、规格与准确度等级。
所述误差检测模块内设有数值比较器，且数值比较器与误差检测模块的第一输入端、第二输入端、输出端相连，用于接收标准器的电能计量标准数值信息、被测电能表的电能数值信息，比较电能计量标准数值信息与电能数值信息的大小，得到电能误差信息，并将电能误差信息通过输出端输出。
所述标准器内设有不可更改的唯一标识，用于远程主机中被测电能表量值向国家计量标准的溯源。
所述不可更改的唯一标识由标准器输出到所述远程通信模块的第三输入端，且由远程通信模块发送到远程主机。
所述远程通信模块内设有安全认证子模块，用于通信过程中的信息加密。
所述安全认证子模块内置非对称密码算法和对称密码算法。
本发明实现电能表现场检测过程中多项人工操作的自动化作业，有效提高工作效率，保证了检测数据的准确可靠。本发明采用图像识别模块、标准器、误差检测模块和远程通信模块集成到电能表现场检测设备内，实现电能表现场检测过程中自动量值溯源功能，具有操作简单、便于配置等优点。
附图说明
图1是具备自动量值溯源功能的电能表现场检测设备的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
目前我国的电能表在进行现场检测的过程中，并没有专门的技术对电能表的现场检测进行监督，这一问题是目前电能表现场检测急需解决的问题之一，同时也衍生出了各种其他的问题，使得电能表现场检测的难度进一步加大。量值溯源是通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准(通常是国家计量标准或国际计量标准)联系起来的特性，实现量值溯源功能的最主要的技术手段是校准和检测。将量值溯源功能与电能表检测功能集成至一个设备中，一方面提高了电能表现场检测的准确度，另一方面使得量值溯源功能得以有效运用。
实施例1：
参照附图1，本实施例由电能表现场检测设备1、被测电能表6与远程主机7组成。电能表现场检测设备1主要由图像识别模块2、标准器3、误差检测模块4和远程通信模块5组成。其中图像识别模块2的输出端与远程通信模块5的第一输入端相连；误差检测模块4的第一输入端与标准器3的输出端相连；误差检测模块4的第二输入端与被测电能表6的输出端相连；误差检测模块4的输出端与远程通信模块5的第二输入端相连；标准器3的输出端与远程通信模块5的第三输入端相连。图像识别模块2、标准器3、误差检测模块4和远程通信模块5的输入输出I/O接口均采用RS-485标准。图像识别模块2设有光学传感器；标准器3具有测量电能计量标准数值的功能，并设有硬件的唯一标识信息。误差检测模块4内设有数值比较器，数值比较器由中规模集成电路MSI构成；数值比较器与误差检测模块4的第一输入端、第二输入端、输出端相连。远程通信模块5由嵌入式单片机ARM作为核心架构，且支持GPRS远程通信标准；远程通信模块5内设有安全认证子模块，安全认证子模块内置非对称密码算法国密SM2算法和对称密码算法国密SM1算法。被测电能表6表面带有铭牌，铭牌上标注表号、型号、规格与准确度等级等信息。远程主机7位于计量管理中心，支持GPRS远程通信标准。
本实施例工作流程如下：在电能表现场检测前，先按照标准规程制定技术文件，使标准器3测量标准电能得出电能计量标准数值，并根据现场环境合理选择电学参量。检测工作开始后，将图像识别模块2的光学传感器对准被测电能表6的铭牌，拍摄并识别表号、型号、规格与准确度等级等信息，并将其转化为数字信号传输至远程通信模块5的第一输入端。误差检测模块4通过第二输入端接口电路获取被测电能表6计量的电能数值，同时通过第一输入端接口电路获取标准器3测得的电能计量标准数值。误差检测模块4内数值比较器对被测电能表6的电能数值信息与标准器3测量的电能计量标准数值进行大小比较，得到电能误差信息。误差检测模块4将计算得到的电能误差信息传递给远程通信模块5的第二输入端。标准器3将设备唯一标识信息发送至远程通信模块的第三输入端。远程通信模块5收到电能误差信息、电能表铭牌参数信息与设备唯一标识信息后，通过安全认证子模块对以上数据进行加密处理。同时，远程通信模块5向计量管理中心的远程主机7发起通信连接请求，在收到远程主机7的握手信令后，通过安全认证子模块中预置的非对称密码算法国密SM2与对称密码算法国密SM1算法完成信息安全认证。完成信息安全认证后，远程通信模块5通过GPRS远程通信功能将被测电能表的误差值、电能表铭牌参数与设备唯一标识等信息传输至远程主机7主站，远程主机7收到以上数据后进行被测电能表误差数值的量值溯源。
实施例2：
参照附图1，本实施例由电能表现场检测设备1、被测电能表6与远程主机7组成。电能表现场检测设备1主要由图像识别模块2、标准器3、误差检测模块4和远程通信模块5组成。其中图像识别模块2的输出端与远程通信模块5的第一输入端相连；误差检测模块4的第一输入端与标准器3的输出端相连；误差检测模块4的第二输入端与被测电能表6的输出端相连；误差检测模块4的输出端与远程通信模块5的第二输入端相连；标准器3的输出端与远程通信模块5的第三输入端相连。图像识别模块2、标准器3、误差检测模块4和远程通信模块5的输入输出I/O接口均采用RS-232标准。图像识别模块2设有光学传感器；标准器3具有测量电能计量标准数值的功能，并设有硬件的唯一标识信息。误差检测模块4内设有数值比较器，数值比较器由可编程逻辑器件CPLD实现；数值比较器与误差检测模块4的第一输入端、第二输入端、输出端相连。远程通信模块5由数字信号处理器DSP作为核心架构，且支持TCP/IP远程通信标准；远程通信模块5内设有安全认证子模块，安全认证子模块内置非对称密码算法国密SM2算法和对称密码算法国密SM1算法。被测电能表6表面带有铭牌，铭牌上标注表号、型号、规格与准确度等级等信息。远程主机7位于计量管理中心，支持TCP/IP远程通信标准。
本实施例工作流程如下：在电能表现场检测前，先按照标准规程制定技术文件，使标准器3测量标准电能得出电能计量标准数值，并根据现场环境合理选择电学参量。检测工作开始后，将图像识别模块2的光学传感器对准被测电能表6的铭牌，拍摄并识别表号、型号、规格与准确度等级等信息，并将其转化为数字信号传输至远程通信模块5的第一输入端。误差检测模块4通过第二输入端接口电路获取被测电能表6计量的电能数值，同时通过第一输入端接口电路获取标准器3测得的电能计量标准数值。误差检测模块4内数值比较器对被测电能表6的电能数值信息与标准器3测量的电能计量标准数值进行大小比较，得到电能误差信息。误差检测模块4将计算得到的电能误差信息传递给远程通信模块5的第二输入端。标准器3将设备唯一标识信息发送至远程通信模块的第三输入端。远程通信模块5收到电能误差信息、电能表铭牌参数信息与设备唯一标识信息后，通过安全认证子模块对以上数据进行加密处理。同时，远程通信模块5向计量管理中心的远程主机7发起通信连接请求，在收到远程主机7的握手信令后，通过安全认证子模块中预置的非对称密码算法国密SM2与对称密码算法国密SM1算法完成信息安全认证。完成信息安全认证后，远程通信模块5通过TCP/IP远程通信功能将被测电能表的误差值、电能表铭牌参数与设备唯一标识等信息传输至远程主机7主站，远程主机7收到以上数据后进行被测电能表误差数值的量值溯源。
本发明的技术效果在于：将多个模块集成到一个现场检测设备中，实现电能表现场检测过程中多项人工操作的自动化作业，实现电能表现场检测过程中自动量值溯源功能；有效提高工作效率，保证了检测数据的准确可靠；具有操作简单、便于配置等优点。采用远程通信技术，实现点到点的无线连接，有利于数据交换。在电能表现场检测设备与计量管理中心信息***进行认证、数据保护处理与数据传输过程中均使用了算法加密技术，保障了电能计量信息不被窃取，有效避免了非法篡改数据事件的发生。可用于电能计量、电力***自动化等领域，具有良好的经济和社会效益。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (7)
1.一种具备自动量值溯源功能的电能表现场检测设备，其特征在于，所述设备包括图像识别模块、标准器、误差检测模块和远程通信模块；
所述图像识别模块用于拍摄并识别被测电能表的铭牌参数信息，并输出给所述远程通信模块的第一输入端；
所述标准器与所述误差检测模块的第一输入端连接，用于将标准器测量的电能计量标准数值信息发送给所述误差检测模块；
所述误差检测模块的第二输入端与被测电能表的输出端相连，用于接收被测电能表的电能数值信息，并与所述标准器发送来的电能计量标准数值信息进行比较与计算，获得被测电能表的电能误差信息，并由输出端输出；
所述远程通信模块的第二输入端与所述误差检测模块的输出端连接，用于接收所述误差检测模块输出的电能误差信息，并将该电能误差信息与所述图像识别模块发送来的被测电能表的铭牌参数信息发送到远程主机。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述铭牌参数信息包括表号、型号、规格与准确度等级。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述误差检测模块内设有数值比较器，且数值比较器与误差检测模块的第一输入端、第二输入端、输出端相连，用于接收标准器的电能计量标准数值信息、被测电能表的电能数值信息，比较电能计量标准数值信息与电能数值信息的大小，得到电能误差信息，并将电能误差信息通过输出端输出。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述标准器内设有不可更改的唯一标识，用于远程主机中被测电能表量值向国家计量标准的溯源。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述不可更改的唯一标识由标准器输出到所述远程通信模块的第三输入端，且由远程通信模块发送到远程主机。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述远程通信模块内设有安全认证子模块，用于通信过程中的信息加密。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述安全认证子模块内置非对称密码算法和对称密码算法。
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