智能变电站二次侧电能计量误差影响的模拟检测系统及其检测分析方法
【专利摘要】本发明提供了一种智能变电站二次侧电能计量误差影响的模拟检测系统及其检测分析方法，包括装有GPS或北斗模块和GPRS模块的合并单元检测装置，标准电能表接入合并单元检测装置，电压合并单元和电流合并单元经交换机转换输出信号后输出至数字化电能表并与标准电能表的输出值进行比对，同时电压合并单元和电流合并的输出值通过数字信号分析仪与合并单元检测装置进行误差比对。本发明可在实验室中进行模拟平台检测，避免了因现场检测涉及因素太多、实施复杂而造成的检测分析结论不准确，可快速、准确地测得所测区域造成计量误差的主要影响因素。
【专利说明】
智能变电站二次侧电能计量误差影响的模拟检测系统及其检测分析方法
技术领域
[0001]本发明涉及电能计量领域，具体涉及一种智能变电站二次侧电能计量误差影响的模拟检测系统及其检测方法。
【背景技术】
[0002]合并单元是伴随智能变电站兴起而出现的设备，当前的智能变电站系统构建主要包括控制层、过程层、间隔层等几个部分，过程层负责传输模拟量、开关量、跳闸等信号，而合并单元是智能变电站过程层的核心设备之一，分别与电子式互感器的二次侧数据接口连接，以及保护测控设备的数据接口连接，用以实现对变电站电流和电压等模拟量的同步采集和合并处理。
[0003]目前大部分已建的智能化变电站由模拟输入合并单元与数字化电能表组成了智能化变电站二次侧电能计量系统，电压合并单元、电流合并单元性能是影响电能计量误差的关键因素。现场检测分析由于受所测现场的影响因素多、实施复杂，很难满足工作需要，而各地的电网环境情况不同，电能计量误差的主要影响因素亦会有所不同，例如有合并单元数据处理传输延时、报文丢包、报文误码、报文抖动、电压电流谐波、时钟不同步、时钟不准等。但由于目前缺乏有效的误差影响量分析装置和方法，使得现场运行出现的问题无法得到解决。因此，非常有必要研发一种智能化变二次侧电能计量中，对计量误差影响可在实验室中进行模拟检测的系统和该检测方法。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的是上述中的技术问题，提供一种避免现场测量所受的各种因素影响，可在实验室条件下进行模拟测量，准确获得所测区域计量误差的主要影响因素的智能变电站二次侧电能计量误差影响的模拟检测系统。
[0005]进而地，本发明还提供上述模拟检测系统的检测方法。
[0006]智能变电站二次侧电能计量误差影响的模拟检测系统，其特征在于，包括:
[0007]合并单元检测装置，该装置连接有独立的GPS或北斗模块，并设有相应的GPS秒脉冲发生器和B码解码器，输出交流电流、电压信号；
[0008]标准电能表，其电压输入回路和电流输入回路分别接入所述合并单元检测装置的电压模拟量输出端和电流模拟量输出端；
[0009]电压合并单元，设有电压输出回路和电压数字化信号输出端，分别用于将所述合并单元检测装置输出的电压模拟量进行回路输出和数字化模拟量输出；
[0010]电流合并单元，设有电流输出回路和电流数字化信号输出端，分别用于将经标准电能表输出的电流再进行回路输出和数字化模拟量输出；
[0011]交换机，用于分别接收电压合并单元和电流合并单元的输出信号并进行转换；
[0012]数字化电能表，用于接收电流合并单元和电压合并单元转换后的数字信号，并将其电能脉冲输出端相应接入所述标准电能表中，通过与标准电能表比对，实现电能误差比对；
[0013]数字信号分析仪，分别与电压合并单元的电压数字化信号输出端口、电流合并单元的电流数字化信号输出端口对应连接，用于接收电压合并单元和电流合并单元的输出数字量值。
[0014]所述合并单元检测装置与数字信号分析仪均安装有GPRS通讯模块，通过无线接入相应网络，实现无线数据传输，所述数字信号分析仪还设有B码输入接口。
[0015]所述标准电能表为三相交流标准电能表，其准确级为0.02级或以上。
[0016]所述合并单元检测装置中，还设有标准时钟源，通过标准时钟源输出与GPS秒脉冲同步的交流电流、电压信号。
[0017]使用智能变电站二次侧电能计量误差影响的模拟检测系统的检测分析方法，包括如下步骤:
[0018]1)、合并单元检测装置中，与时钟同步的电压模拟量，分别接入电压合并单元和标准电能表的对应输入端；
[0019]2)、合并单元检测装置中，经时钟同步的电流模拟量，串行接入标准电能表的对应输入端，标准电能表的电流输出回路接入电流合并单元的对应输入端；
[0020]3)、数字化电能表分别对应接入电压合并单元和电流合并单元经转换后的数字信号，数字化电能表的电能脉冲输出端相应接入所述标准电能表中，电压合并单元的电压数字化信号输出端、电流合并单元的电压数字化信号输出端分别接入数字信号分析仪；
[0021]4)、以GPS时间或北斗时间为标准，开展电能计量误差单独对比检测以及整体误差检测的准确性检测，并记录数据；
[0022]5)、分析、比对4)中的各误差影响量值，得出主要电能计量误差主要影响项目；
[0023]6)、完成检测，断开合并单元检测装置，断开各连接。
[0024]所述步骤4)中，误差单独对比检测项目包括，标准电能表与数字化电能表的误差对比检测;数字信号分析仪接收电压合并单元、电流合并单元输出数字量值与合并单元检测装置电压、电流输出量值误差对比检测。
[0025]所述步骤4)中，整体误差检测项目包括，电压、电流合并单元幅值误差，电压合并单元、电流合并单元产生相角差误差，电流合并单元二次插值，电压合并单元、电流合并单元的时延偏差。
[0026]本发明的智能变电站二次侧电能计量误差影响的模拟检测系统，可在实验室中进行模拟平台检测，避免了因现场检测涉及因素太多、实施复杂而造成的检测分析结论不准确，通过各计量值误差的单独比对和整体比对，可快速、准确地测得所测区域造成计量误差的主要影响因素。
【附图说明】
[0027]图1为本发明的原理框图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图，对本发明作进一步地说明。
[0029]本实施例的智能变电站二次侧电能计量误差影响的模拟检测系统，可设于实验室等室内检测环境，在避免现场检测的各非正常因素的干扰下，较为准确地检测、分析出所在区域的计量误差的主要影响因素所在。
[0030]本实施例的模拟检测系统，电源为用于输出三相交流电流模拟量和电压模拟量的合并单元检测装置。合并单元检测装置连接有GPS模块和GPRS无线通讯器，GPS模块内置有GPS秒脉冲发生器;同时合并单元检测装置内置有标准时钟源，三相测试电源输入合并单元检测装置回路的电源信号，需经标准时钟源与GPS秒脉冲同步后输出，使模拟检测系统中各装置的时钟装置或计时装置在时间上同步，合并单元检测装置在输出时钟同步后的电流模拟量和电压模拟量的同时，测量和记录电流输出值和电压输出值。
[0031]本实施例的模拟检测系统中，设有精度等级为0.02或以上的三相交流标准电能表，其电压输入回路和电流输入回路，分别串接了合并单元检测装置的电压模拟量输出端和电流模拟量输出端。
[0032]电压合并单元与电流合并单元，二者均设有相应的输出回路以及用于传输所在合并单元输出量数据的数字化信号输出端。电压合并单元中，其电压输入端接入了上述合并单元检测装置的经时钟同步后的电压模拟量输出线路；电流合并单元中，其电流输入端接入了经三相交流标准电能表的电流输出端，使三相交流标准电能表输出的电能值，在后续的过程中，可与数字化电能表的电能值形成准确的差异化比对。电压合并单元与电流合并单元，分别经交换机对二者的输出信号转换为适于数字化电能表接入的数字信号。数字化电能表接入后，进行电能传输，同时，电能脉冲输出端相应接入所述标准电能表中，通过与标准电能表比对，实现电能误差比对。另一部分，电压合并单元与电流合并单元中，二者的数字化信号输出端分别连接了数字信号分析仪，通过数字信号分析仪，对电压合并单元和电流合并单元的相应输出量值进行显示和计量。数字信号分析仪亦连接有GPRS模块，合并单元检测装置与数字信号分析仪的记录数据，可无线传输至详细的计算中心，进而可实现与合并单元检测装置所测量和记录的相应输出值进行各项差异化比对。
[0033]使用智能变电站二次侧电能计量误差影响的模拟检测系统的检测分析方法，其检测步骤如下:
[0034]1)、合并单元检测装置中，与时钟同步的电压模拟量，分别接入电压合并单元和标准电能表的对应输入端；
[0035]2)、合并单元检测装置中，经时钟同步的电流模拟量，串行接入标准电能表的对应输入端，标准电能表的电流输出回路接入电流合并单元的对应输入端；
[0036]3)、数字化电能表分别对应接入电压合并单元和电流合并单元经转换后的数字信号，数字化电能表的电能脉冲输出端相应接入所述标准电能表中，电压合并单元的电压数字化信号输出端、电流合并单元的电压数字化信号输出端分别接入数字信号分析仪；
[0037]4)、以GPS时间或北斗时间为标准，开展电能计量误差单独对比检测以及整体误差检测的准确性检测，并记录数据;其中，单独对比检测为标准电能表与数字化电能表的误差对比检测;数字信号分析仪接收电压合并单元、电流合并单元输出数字量值与合并单元检测装置电压、电流输出量值误差对比检测;整体误差检测项目为，电压、电流合并单元幅值误差，电压合并单元、电流合并单元产生相角差误差，电流合并单元二次插值，电压合并单元、电流合并单元的时延偏差；
[0038]5)、分析、比对4)中的各误差影响量值，得出主要电能计量误差主要影响项目；
[0039]6)、完成检测，断开合并单元检测装置，断开各连接。
[0040]以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.智能变电站二次侧电能计量误差影响的模拟检测系统，其特征在于，包括: 合并单元检测装置，该装置连接有独立的GPS或北斗模块，并设有相应的GPS秒脉冲发生器和B码解码器，输出交流电流、电压信号； 标准电能表，其电压输入回路和电流输入回路分别接入所述合并单元检测装置的电压模拟量输出端和电流模拟量输出端； 电压合并单元，设有电压输出回路和电压数字化信号输出端，分别用于将所述合并单元检测装置输出的电压模拟量进行回路输出和数字化模拟量输出； 电流合并单元，设有电流输出回路和电流数字化信号输出端，分别用于将经标准电能表输出的电流再进行回路输出和数字化模拟量输出； 交换机，用于分别接收电压合并单元和电流合并单元的输出信号并进行转换； 数字化电能表，用于接收电流合并单元和电压合并单元转换后的数字信号，并将其电能脉冲输出端相应接入所述标准电能表中，通过与标准电能表比对，实现电能误差比对；数字信号分析仪，分别与电压合并单元的电压数字化信号输出端口、电流合并单元的电流数字化信号输出端口对应连接，用于接收电压合并单元和电流合并单元的输出数字量值。2.根据权利要求1所述的智能变电站二次侧电能计量误差影响的模拟检测系统，其特征在于，所述合并单元检测装置与数字信号分析仪均安装有GPRS通讯模块，通过无线接入相应网络，实现无线数据传输，所述数字信号分析仪还设有B码输入接口。3.根据权利要求1所述的智能变电站二次侧电能计量误差影响的模拟检测系统，其特征在于，所述标准电能表为三相交流标准电能表，其准确级为0.02级或以上。4.根据权利要求1所述的智能变电站二次侧电能计量误差影响的模拟检测系统，其特征在于，所述合并单元检测装置中，还设有标准时钟源，通过标准时钟源输出与GPS秒脉冲同步的交流电流、电压信号。5.—种使用如权利要求1所述的智能变电站二次侧电能计量误差影响的模拟检测系统的检测分析方法，包括如下步骤: 1)、合并单元检测装置中，与时钟同步的电压模拟量，分别接入电压合并单元和标准电能表的对应输入端； 2)、合并单元检测装置中，经时钟同步的电流模拟量，串行接入标准电能表的对应输入端，标准电能表的电流输出回路接入电流合并单元的对应输入端； 3)、数字化电能表分别对应接入电压合并单元和电流合并单元经转换后的数字信号，数字化电能表的电能脉冲输出端相应接入所述标准电能表中，电压合并单元的电压数字化信号输出端、电流合并单元的电压数字化信号输出端分别接入数字信号分析仪； 4)、以GPS时间或北斗时间为标准，开展电能计量误差单独对比检测以及整体误差检测的准确性检测，并记录数据； 5)、分析、比对4)中的各误差影响量值，得出主要电能计量误差主要影响项目； 6 )、完成检测，断开合并单元检测装置，断开各连接。6.根据权利要求5所述的智能变电站二次侧电能计量误差影响的模拟检测系统的检测方法，其特征在于，所述步骤4)中，误差单独对比检测项目包括，标准电能表与数字化电能表的误差对比检测;数字信号分析仪接收电压合并单元、电流合并单元输出数字量值与合并单元检测装置电压、电流输出量值误差对比检测。7.根据权利要求5所述的智能变电站二次侧电能计量误差影响的模拟检测系统的检测方法，其特征在于，所述步骤4)中，整体误差检测项目包括，电压、电流合并单元幅值误差，电压合并单元、电流合并单元产生相角差误差，电流合并单元二次插值，电压合并单元、电流合并单元的时延偏差。
【文档编号】G01R31/00GK105866576SQ201610204078
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】裴茂林, 刘强, 黄洋界, 严勤, 谢三军, 罗耀明, 熊茹, 肖红霞, 陈琛
【申请人】国家电网公司, 国网江西省电力科学研究院