一种测试电力系统合并单元测试误差的方法及系统与流程

本发明涉及电力系统合并单元测试仪技术领域，特别是涉及一种电力系统合并单元测试误差的方法和系统。

背景技术：

随着智能变电站的不断发展，模拟量输入式合并单元被大量应用于电力系统中，模拟量输入式合并单元通过接入电力系统一次设备输出的模拟量，经过模拟量输入式合并单元的合并和转换，输出sv数字量到电力系统二次设备。为了对模拟量输入式合并单元开展精度测试，验证模拟量输入式合并单元的a/d转换的误差，市面上出现了大量的合并单元测试仪。合并单元测试仪具备模拟量和sv数字量采集能力，可以计算出模拟量和sv数字量之间的误差，包括幅值差和相位误差。为确保合并单元测试仪的幅值误差及相位误差测量精度满足标准和应用要求，需要针对合并单元测试仪的测量误差精度进行测试。

目前，电力行业内现有的对合并单元测试仪的测量误差精度的测试方法主要有两个：一是对合并单元测试仪的模拟量采集和数字量采集单独进行测试，通过验证合并单元测试仪的采集精度比对得到合并单元测试仪的测量误差精度，此测试方法只能对模拟量采集和数字量采集的精度进行校准，无法计算和验证合并单元测试仪的测试误差的精度；二是利用多种合并单元测试仪进行比对试验，通过数理统计和分析，确定测试误差是否满足合并单元测试仪的精度要求，进而得到合并单元测试仪的测量误差精度，此测试方法受不同合并单元测试仪自身的a/d转换精度的制约，不能全量程范围内获取幅值误差和相位误差的测试结果，且比对试验所使用的合并单元也受到自身性能的限制，各合并单元测试仪的测量误差也会受到波动影响，分析难度增大，降低比对分析的精度，且比对试验是一种间接的方法，不能直接验证合并单元测试仪幅值误差和相位误差的计算精度。

因此，针对现有技术不足，提供一种电力系统合并单元测试误差的方法和系统以克服现有技术不足甚为必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种电力系统合并单元测试误差的方法和系统，具有简化测试环境，降低人力和设备成本，提高合并单元测试误差的效率的特点。

本发明的目的通过以下技术措施实现。

提供一种电力系统合并单元测试误差的方法，包括测试单元和合并单元测试仪采集相同的模拟量交流电压和交流电流信号，测试单元按照用户的实际需求进行配置，从而实时地改变输出的数字报文内指定通道的幅值和相位，具体步骤如下：

步骤一：测试单元发送正常的数字报文，对合并单元测试仪采集到的数字报文进行测试，确定合并单元测试仪采集到的数字报文的正确性，分析、统计合并单元测试仪各通道的幅值和相位关系，记录测试的结果；

步骤二：按实际需求调整测试单元输出的数字报文某一通道的幅值，，此通道设为a通道，测试合并单元测试仪采集分析出的a通道的幅值，记录通道调整后的幅值相对于未调整前的幅值误差，记录分析出的改变a通道的幅值相对于其他通道的数据的变化情况；

步骤三：继续调整a通道的相位，记录合并单元测试仪采集分析出的调整后的a通道的幅值和相位变化，同时记录其他通道的幅值和相位变化情况；

步骤四：继续调整其他通道的幅值和相位，设此调整通道为b通道，记录合并单元测试仪采集分析出a通道的幅值和相位的变化情况，和b通道的幅值和相位的变化情况，记录和分析b通道的调整所产生的误差，并记录下其他未调整的通道的变化情况；

步骤五：恢复a通道的幅值和恢复b通道的相位，记录合并单元测试仪采集分析出的a通道的幅值和相位，观察a通道和b通道的幅值和相位的变化情况，记录和分析所产生的误差，同时记录其他通道的幅值和相位；

步骤六：改变所有通道的幅值和相位，记录合并单元测试仪采集分析出的所有通道的幅值和相位，观察幅值和相位的变化情况，记录和分析所产生的误差。

一种电力系统合并单元测试误差的系统，其特征在于：设置有标准模拟源、测试单元和合并单元，标准模拟源负责输出交流电压和电流模拟量信号，测试单元设置有人机交互界面模块、模拟量采集模块、配置模块、数据处理模块、报文组包模块和报文发送模块，测试单元的功能包括模拟量的采集、sv数字量的输出、模拟量和数字量之间的幅值误差和相位误差的设定，合并单元负责采集标准模拟源输出的模拟量和测试单元输出的sv数字量，并计算标准模拟源输出的模拟量和测试单元输出的sv数字量之间的幅值误差和相位误差。

优选的，上述模拟量采集模块负责采集模拟量数据，并将采集到的数据和采样时间写入到测试单元的数据缓存区。

优选的，上述配置模块负责配置sv数字量输出信息，包括采样率、插值方式、通道、幅值和相位，设定模拟量和数字量之间的基准误差值。

优选的，上述基准误差的设定包括采样间隔前推点数和间隔内延时调整，通过对模拟量的采集、采样时间的实时获取和数字量的发送，用户可以按照需要设定模拟量和数字量之间任意通道的幅值误差，幅值误差设为σ1，以及设定模拟量和数字量之间任意通道的相位误差，相位误差设为φ1，σ1和φ1都为正整数。

优选的，上述数据处理模块根据配置模块的配置信息进行模拟量采样数据处理，按照配置的插值脉冲和延时检索缓存区，选取插值用的原始数据，完成数据的插值处理，并将插值处理后的数据发送给报文组包模块。

优选的，上述报文组包模块根据配置模块的sv数字量的配置信息，读取数据处理模块中进行插值处理后的数据，完成sv报文组包，并将组包后的sv报文发送给报文发送模块。

优选的，上述报文发送模块根据配置模块配置的采样率、采样延时时间、模拟量和数字量之间的基准误差信息，计算报文发送时间，并在指定的光口完成sv的精确发送。

优选的，上述合并单元通过合并单元测试仪采集标准模拟源输出的交流模拟量，同时接收测试单元输出的sv数字量，计算模拟量与数字量之间的幅值误差，幅值误差设为σ2，计算模拟量与数字量之间的相位误差，设为φ2，σ2和φ2都为正整数。

优选的，上述合并单元测试仪的幅值误差设为△σ，相位误差设为△φ，则存在△σ＝σ2-σ1，△φ＝φ2-φ1，△σ和△φ都为正整数。

本发明的电力系统合并单元测试误差的方法，通过测试单元和合并单元测试仪采集相同的模拟量交流电压和交流电流信号，测试单元按照用户的实际需求进行配置，从而实时地改变输出的数字报文内指定通道的幅值和相位，进行对电力合并单元误差的测试。本发明的电力系统合并单元测试误差的系统设置有标准模拟源、测试单元和合并单元，标准模拟源负责输出交流电压和电流模拟量信号，测试单元负责模拟量的采集、sv数字量的输出、模拟量和数字量之间的幅值误差和相位误差的设定，合并单元负责采集标准模拟源输出的模拟量和测试单元输出的sv数字量，并计算标准模拟源输出的模拟量和测试单元输出的sv数字量之间的幅值误差和相位误差。本电力系统合并单元测试误差的方法和系统可以用于电力系统合并单元测试仪测量误差的测试，填补了国内对于电力系统合并单元测试误差领域的空白，简化测试环境，降低人力和设备成本，提高合并单元测试误差的效率。

说明书附图

利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明一种电力系统合并单元测试误差的系统的结构图。

图2是本发明一种电力系统合并单元测试误差的系统的测试流程图。

图3是实施例3的测试流程图。

在图1至图3中，包括：

标准模拟源1、

测试单元2、

人机交互界面模块20、配置模块21、模拟量采集模块22、数据处理模块23、报文组包模块24、报文发送模块25、

合并单元3、

步骤s100、步骤s200、步骤s300、步骤s400、步骤s500、步骤s600、步骤s700。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步说明。

实施例1。

一种电力系统合并单元3测试误差的系统，如图1所示，设置有标准模拟源1、测试单元2和合并单元3，标准模拟源1负责输出交流电压和电流模拟量信号，测试单元2设置有人机交互界面模块20、模拟量采集模块22、配置模块21、数据处理模块23、报文组包模块24和报文发送模块25，测试单元2的功能包括模拟量的采集、sv数字量的输出、模拟量和数字量之间的幅值误差和相位误差的设定，合并单元3负责采集标准模拟源1输出的模拟量和测试单元2输出的sv数字量，并计算标准模拟源1输出的模拟量和测试单元2输出的sv数字量之间的幅值误差和相位误差。

本实施例通过标准模拟源1给测试单元2和合并单元测试仪同时输入交流模拟量。

本实施例中的模拟量采集模块22负责采集模拟量数据，并将采集到的数据和采样时间写入到测试单元2的数据缓存区。

本实施例中的配置模块21负责配置sv数字量输出信息，包括采样率、插值方式、通道、幅值和相位，设定模拟量和数字量之间的基准误差值。

本实施例中的基准误差的设定包括采样间隔前推点数和间隔内延时调整，通过对模拟量的采集、采样时间的实时获取和数字量的发送，用户可以按照需要设定模拟量和数字量之间任意通道的幅值误差，幅值误差设为σ1，以及设定模拟量和数字量之间任意通道的相位误差，相位误差设为φ1，σ1和φ1都为正整数。其中σ1的最小步长为0.1％，σ1的精度≤0.05％；φ1的最小步长为0.1分，φ1的精度＜0.01分。

本实施例中的数据处理模块23根据配置模块21的配置信息进行模拟量采样数据处理，按照配置的插值脉冲和延时检索缓存区，选取插值用的原始数据，完成数据的插值处理，并将插值处理后的数据发送给报文组包模块24。

本实施例中的报文组包模块24根据配置模块21的sv数字量的配置信息，读取数据处理模块23中进行插值处理后的数据，完成sv报文组包，并将组包后的sv报文发送给报文发送模块25。

本实施例中的报文发送模块25根据配置模块21配置的采样率、采样延时时间、模拟量和数字量之间的基准误差信息，计算报文发送时间，并在指定的光口完成sv的精确发送。

本实施例中的合并单元3通过合并单元测试仪采集标准模拟源1输出的交流模拟量，同时接收测试单元2输出的sv数字量，计算模拟量与数字量之间的幅值误差，幅值误差设为σ2，计算模拟量与数字量之间的相位误差，设为φ2，σ2和φ2都为正整数。

本实施例中的合并单元测试仪的幅值误差设为△σ，相位误差设为△φ，则存在△σ＝σ2-σ1，△φ＝φ2-φ1，△σ和△φ都为正整数。

本发明的电力系统合并单元3测试误差的系统设置有标准模拟源1、测试单元2和合并单元3，标准模拟源1负责输出交流电压和电流模拟量信号，测试单元2负责模拟量的采集、sv数字量的输出、模拟量和数字量之间的幅值误差和相位误差的设定，合并单元3负责采集标准模拟源1输出的模拟量和测试单元2输出的sv数字量，并计算标准模拟源1输出的模拟量和测试单元2输出的sv数字量之间的幅值误差和相位误差。本电力系统合并单元3测试误差的系统可以用于电力系统合并单元测试仪测量误差的测试，填补了国内对于电力系统合并单元3测试误差领域的空白，简化测试环境，降低人力和设备成本，提高合并单元3测试误差的效率。

实施例2。

一种电力系统合并单元3测试误差的方法，其它结构与实施例1相同，不同之处在于：本实施例的一种电力系统合并单元3测试误差的方法包括测试单元2和合并单元测试仪采集相同的模拟量交流电压和交流电流信号，测试单元2按照用户的实际需求进行配置，从而实时地改变输出的数字报文内指定通道的幅值和相位，具体步骤如下：

步骤一：测试单元2发送正常的数字报文，对合并单元测试仪采集到的数字报文进行测试，确定合并单元测试仪采集到的数字报文的正确性，分析、统计合并单元测试仪各通道的幅值和相位关系，记录测试的结果。

步骤二：按实际需求调整测试单元2输出的数字报文某一通道的幅值，，此通道设为a通道，测试合并单元测试仪采集分析出的a通道的幅值，记录通道调整后的幅值相对于未调整前的幅值误差，记录分析出的改变a通道的幅值相对于其他通道的数据的变化情况。

步骤三：继续调整a通道的相位，记录合并单元测试仪采集分析出的调整后的a通道的幅值和相位变化，同时记录其他通道的幅值和相位变化情况；

步骤四：继续调整其他通道的幅值和相位，设此调整通道为b通道，记录合并单元测试仪采集分析出a通道的幅值和相位的变化情况，和b通道的幅值和相位的变化情况，记录和分析b通道的调整所产生的误差，并记录下其他未调整的通道的变化情况。

步骤五：恢复a通道的幅值和恢复b通道的相位，记录合并单元测试仪采集分析出的a通道的幅值和相位，观察a通道和b通道的幅值和相位的变化情况，记录和分析所产生的误差，同时记录其他通道的幅值和相位。

步骤六：改变所有通道的幅值和相位，记录合并单元测试仪采集分析出的所有通道的幅值和相位，观察幅值和相位的变化情况，记录和分析所产生的误差。

本发明的电力系统合并单元3测试误差的方法，通过测试单元2和合并单元测试仪采集相同的模拟量交流电压和交流电流信号，测试单元2按照用户的实际需求进行配置，从而实时地改变输出的数字报文内指定通道的幅值和相位，进行对电力合并单元3误差的测试。本电力系统合并单元3测试误差的方法可以用于电力系统合并单元测试仪测量误差的测试，填补了国内对于电力系统合并单元3测试误差领域的空白，提高合并单元3测试误差的效率。

实施例3。

一种电力系统合并单元3测试误差的方法，如图3所示，其它结构与实施例2相同，不同之处在于：本实施例中的具体步骤如下：

步骤s100：测试单元2发送正常数字报文，用以测试合并单元测试仪采集到的数字报文的正确性，以及分析和统计各通道幅值和相位关系，记录测试的结果。步骤s200：测试单元2输出的数字报文第2通道的幅值改变0.1％，调整为原来的1.001倍，测试合并单元测试仪采集和分析出的第2通道的幅值，记录第2通道的幅值调整为原来的1.001倍后的误差，记录和分析其他通道的幅值和相位的数据是否有变化。

步骤s300：改变第2通道的相位，在第2通道的原相位值增加1分。记录合并单元测试仪采集和分析出的第2通道的幅值和相位，观察幅值是否为原幅值的1.001倍，相位是否增加了1分。同时记录其他通道的幅值和相位。

步骤s400：继续改变第5通道的幅值为原幅值的﹣0.2％，即第5通道的幅值调整为原幅值的0.998倍，相位减少10分。记录合并单元测试仪采集和分析出的第2通道的幅值和相位，即第2通道的幅值是否为第2通道的原幅值的1.001倍，第2通道的相位是否增加了1分。记录第5通道的幅值是否为0.998倍，第5通道的相位是否减少了10分，记录和分析调整第5通道幅值所产生的误差。同时记录其他通道的幅值和相位。

步骤s500：继续改变第5通道的幅值为原幅值的1.0％，即第5通道的幅值调整为原幅值的1.01倍，相位增加60分。记录合并单元测试仪采集和分析出的第2通道的幅值和相位，即第2通道的幅值是否为第2通道的原幅值的1.001倍，第2通道的相位是否增加了1分。记录第5通道的幅值是否为1.01倍，第5通道的相位是否增加了60分，记录和分析改变第5通道的幅值所产生的误差。同时记录其他通道的幅值和误差。

步骤s600：恢复第2通道的幅值，恢复第5通道的相位。记录合并单元测试仪采集和分析出的第2通道的幅值和相位，记录第2通道的幅值是否为未调整前的原幅值，第2通道的相位是都仍增加1分。记录第5通道的幅值是否为第5通道未调整前的原幅值的1.01倍，第5通道的相位是否恢复第5通道未调整前的原相位，记录分析恢复第2通道的幅值和恢复第5通道的相位所产生的误差。同时记录其他通道的幅值和相位。

步骤s700：改变所有通道的幅值为原幅值的1.01倍，所有通道的相位增加60分。记录合并单元测试仪采集和分析出的所有通道的幅值和相位，即记录所有通道的幅值是否为原幅值的1.01倍，所有通道的相位是否增加了60分，记录和分析改变所有通道的幅值为原幅值的1.01倍，所有通道的相位增加60分所产生的误差。

本发明的本发明的电力系统合并单元3测试误差的方法，通过测试单元2和合并单元测试仪采集相同的模拟量交流电压和交流电流信号，测试单元2按照用户的实际需求进行配置，从而实时地改变输出的数字报文内指定通道的幅值和相位，进行对电力合并单元3误差的测试。本电力系统合并单元3测试误差的方法和系统可以用于电力系统合并单元测试仪测量误差的测试，填补了国内对于电力系统合并单元3测试误差领域的空白，提高合并单元3测试误差的效率。。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。