一種評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法，步驟S10，對在運(yùn)行電網(wǎng)實(shí)行基于模數(shù)轉(zhuǎn)化的電能量數(shù)據(jù)采集；步驟S20，根據(jù)電能量數(shù)據(jù)，采用去穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)方式建立電網(wǎng)典型復(fù)雜工況的數(shù)據(jù)庫；步驟S30，基于數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)的采樣率調(diào)整處理，得到精確化的數(shù)字電能表的電能量數(shù)據(jù)；步驟S40，采集通過標(biāo)準(zhǔn)電能表計(jì)算的電能量數(shù)據(jù)；步驟S50，通過數(shù)字化電能表和標(biāo)準(zhǔn)電能量表兩者的電能量數(shù)據(jù)，評估數(shù)字化電能表的計(jì)算精度。本發(fā)明的一種評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法,基于大量典型復(fù)雜工況的電能量數(shù)據(jù)庫，產(chǎn)生具有一致性、確定性、客觀性的典型波形；能夠?qū)ΜF(xiàn)有數(shù)字化電能表的計(jì)量精度進(jìn)行評估。
【專利說明】
一種評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電流互感器領(lǐng)域，具體涉及一種評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法及采用它的高壓電子式電流互感器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在數(shù)字化電能表的測試中，通過對模擬標(biāo)準(zhǔn)源的模數(shù)轉(zhuǎn)化產(chǎn)生符合數(shù)字化電能表計(jì)量的信號，通過誤差比較器比對出標(biāo)準(zhǔn)表與數(shù)字化電能表的誤差，從而得到數(shù)字化電能表的計(jì)量精度。隨著數(shù)字化變電站技術(shù)的應(yīng)用，國內(nèi)數(shù)字化電能表已大面積應(yīng)用到數(shù)字化變電站中，但目前，國內(nèi)數(shù)字化電能表的計(jì)量精度測試主要在實(shí)驗(yàn)室中完成，用于穩(wěn)態(tài)測試;而對于現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行中的復(fù)雜情況，由于時間、技術(shù)和設(shè)備的限制在實(shí)驗(yàn)室中并不能進(jìn)行有效的模擬。對于輸入的信號是模擬標(biāo)準(zhǔn)源輸出，是穩(wěn)態(tài)的信號，或按照測試標(biāo)準(zhǔn)發(fā)送的帶有諧波的信號。這對于表計(jì)廠家可以根據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)對測試結(jié)果進(jìn)行修正以達(dá)到精度要求。但并不能反映現(xiàn)場復(fù)雜情況下的實(shí)際精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種采用評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法，解決了實(shí)驗(yàn)室模擬現(xiàn)實(shí)復(fù)雜工況并評估數(shù)字化電能表精度的問題。
[0004]為達(dá)到上述發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]—種評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法，包括如下步驟:
[0006]步驟S10，對在運(yùn)行電網(wǎng)實(shí)行基于模數(shù)轉(zhuǎn)化的電能量數(shù)據(jù)采集；
[0007]步驟S20，根據(jù)電能量數(shù)據(jù)，采用去穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)方式建立電網(wǎng)典型復(fù)雜工況的數(shù)據(jù)庫；
[0008]步驟S30，基于數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)的采樣率調(diào)整處理，得到精確化的數(shù)字電能表的電能量數(shù)據(jù)；
[0009]步驟S40，采集通過標(biāo)準(zhǔn)電能表計(jì)算的電能量數(shù)據(jù)；
[0010]步驟S50，通過數(shù)字化電能表和標(biāo)準(zhǔn)電能量表兩者的電能量數(shù)據(jù)，評估數(shù)字化電能表的計(jì)算精度。
[0011]進(jìn)一步，所述步驟SlO采用信號采集器對在運(yùn)行電網(wǎng)的電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，所述信號采集器為高采樣頻率采樣器。
[0012]進(jìn)一步，所述去穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)方式如下:對采集到的電能量數(shù)據(jù)，以篩除方式保留典型的復(fù)雜運(yùn)行狀況的波形數(shù)據(jù)。
[0013]進(jìn)一步，所述篩除方式為:讀取電能量數(shù)據(jù)的波形圖，根據(jù)“N個周期+復(fù)雜工況周期+N個周期”，所述N為正整數(shù)，判斷并剔除一個復(fù)雜波形的首尾波形相似的N個周期。
[0014]進(jìn)一步，所述采樣率調(diào)整處理是對電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理，使得電能量數(shù)據(jù)的采樣率調(diào)整到符合IEC61850采樣標(biāo)準(zhǔn)的采樣率。
[0015]進(jìn)一步，所述步驟S30還包括步驟S31，計(jì)算電能量數(shù)據(jù)的采樣率調(diào)整后的精度損失RO 0
[0016]進(jìn)一步，還包括步驟S32，將采樣率調(diào)整后的電能表數(shù)據(jù)打包成符合IEC61850的報(bào)文進(jìn)行發(fā)送。
[0017]進(jìn)一步，數(shù)字電能表的計(jì)算精度為R=(E1-E2)/E2*100%+R0，其中El和E2分別是在T時間內(nèi)通過通信獲取數(shù)字化電能表和標(biāo)準(zhǔn)電能表計(jì)算的電能量，RO是數(shù)字化電能表在米樣率調(diào)整后的精度損失。
[0018]本發(fā)明的一種評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法，基于大量典型復(fù)雜工況的電能量數(shù)據(jù)庫，產(chǎn)生具有一致性、確定性、客觀性的典型波形;能夠?qū)ΜF(xiàn)有數(shù)字化電能表的計(jì)量精度進(jìn)行評估。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法的步驟圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法的流程實(shí)現(xiàn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。
[0022]數(shù)字化電能表適用于新型數(shù)字化變電站中數(shù)字化的計(jì)量場合，包括工作電源、中央微處理器、數(shù)字信號處理器、符合變電站通信規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議處理芯片、用于表計(jì)工作中數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓饩€接口等。數(shù)字信號通過光纖接口輸入?yún)f(xié)議處理芯片，再通過協(xié)議處理芯片輸至數(shù)字信號處理器進(jìn)行處理。數(shù)字化電能表不僅能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)參量的純數(shù)字信號的接收，符合變電站通信規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)，而且能避免傳統(tǒng)電表中模擬信號傳輸造成的雖好計(jì)帶來的系統(tǒng)誤差，從而很好地滿足數(shù)字化變電站遵循規(guī)約協(xié)議的數(shù)字化計(jì)量體系。為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工況下電能表計(jì)算精度的提高，對多地區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行典型工況模數(shù)轉(zhuǎn)化，并實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析形成典型波形，參看圖1和圖2，為本發(fā)明的一種評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法的步驟圖和流程實(shí)現(xiàn)圖，本發(fā)明為達(dá)到上述目的，采用的方法包括如下:
[0023]步驟S10，對在運(yùn)行電網(wǎng)實(shí)行基于模數(shù)轉(zhuǎn)化的電能量數(shù)據(jù)采集；
[0024]步驟S20，根據(jù)電能量數(shù)據(jù)，采用去穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)方式建立電網(wǎng)典型復(fù)雜工況的數(shù)據(jù)庫；
[0025]步驟S30，基于數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)的采樣率調(diào)整處理，得到精確化的數(shù)字電能表的電能量數(shù)據(jù)；
[0026]步驟S40，采集通過標(biāo)準(zhǔn)電能表計(jì)算的電能量數(shù)據(jù)；
[0027]步驟S50，通過數(shù)字化電能表和標(biāo)準(zhǔn)電能量表兩者的電能量數(shù)據(jù)，評估數(shù)字化電能表的計(jì)算精度。
[0028]本方法如果有效實(shí)行，可以模擬電網(wǎng)在復(fù)雜工況下的狀態(tài)，改善評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下的工作狀態(tài)、計(jì)量精度。
[0029]作為一個具體實(shí)施例，所述步驟SlO采用信號采集器對在運(yùn)行電網(wǎng)的電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，所述信號采集器為高采樣頻率采樣器。
[0030]進(jìn)一步，所述去穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)方式如下:對采集到的電能量數(shù)據(jù)，以篩除方式保留典型的復(fù)雜運(yùn)行狀況的波形數(shù)據(jù)。
[0031]由于步驟SlO對在運(yùn)行電網(wǎng)能量數(shù)據(jù)的采集采用高頻采樣技術(shù)，采集數(shù)據(jù)量非常大，并且需要從中分辨出穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和典型數(shù)據(jù)。
[0032]本實(shí)施例的具體篩除方式為:讀取電能量數(shù)據(jù)的波形圖，根據(jù)“N個周期+復(fù)雜工況周期+N個周期”，所述N為正整數(shù)，判斷并剔除一個復(fù)雜波形的首尾波形相似的N個周期。在本實(shí)施例中，優(yōu)選N為7，可以有效剔除穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)的波形。
[0033]進(jìn)一步，所述采樣率調(diào)整處理是對電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理，使得電能量數(shù)據(jù)的采樣率調(diào)整到符合IEC61850采樣標(biāo)準(zhǔn)的采樣率。由于智能變電站的電子式互感器輸出為數(shù)字量，其輸出通過IEC61850協(xié)議在以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸，為智能變電站中的數(shù)字儀表遠(yuǎn)程提供電壓和電流波形數(shù)據(jù)，因此通過將電能表數(shù)據(jù)的采樣率調(diào)整到符合IEC61850采樣標(biāo)準(zhǔn)的采樣率，可以有效適應(yīng)以太網(wǎng)傳輸協(xié)議。
[0034]作為另一個實(shí)施例，所述步驟S30還包括步驟S31，計(jì)算電能量數(shù)據(jù)的采樣率調(diào)整后的精度損失RO。
[0035]進(jìn)一步，還包括步驟S32，將采樣率調(diào)整后的電能表數(shù)據(jù)打包成符合IEC61850的報(bào)文進(jìn)行發(fā)送。
[0036]作為一個具體實(shí)施例，所述數(shù)字電能表的計(jì)算精度為R=(E1_E2)/E2*100%+R0，其中El和E2分別是在T時間內(nèi)通過通信獲取數(shù)字化電能表和標(biāo)準(zhǔn)電能表計(jì)算的電能量，RO是數(shù)字化電能表在米樣率調(diào)整后的精度損失。
[0037]由于采用高頻采樣技術(shù)，在數(shù)據(jù)還原的過程中需要降低采樣頻率，勢必要損失電能量計(jì)算精度，上述采樣頻率轉(zhuǎn)換過程中，將采樣和數(shù)據(jù)還原這兩個過程中計(jì)算精度考慮在內(nèi)，有利于提高數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下的適用性。
[0038]本發(fā)明的一種評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法，基于大量典型復(fù)雜工況的電能量數(shù)據(jù)庫，產(chǎn)生具有一致性、確定性、客觀性的典型波形;能夠?qū)ΜF(xiàn)有數(shù)字化電能表的計(jì)量精度進(jìn)行評估。
[0039]上述實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實(shí)施例對本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換;而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟SlO，對在運(yùn)行電網(wǎng)實(shí)行基于模數(shù)轉(zhuǎn)化的電能量數(shù)據(jù)采集； 步驟S20，根據(jù)電能量數(shù)據(jù)，采用去穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)方式建立電網(wǎng)典型復(fù)雜工況的數(shù)據(jù)庫； 步驟S30，基于數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)的采樣率調(diào)整處理，得到精確化的數(shù)字電能表的電能量數(shù)據(jù)； 步驟S40，采集通過標(biāo)準(zhǔn)電能表計(jì)算的電能量數(shù)據(jù)； 步驟S50，通過數(shù)字化電能表和標(biāo)準(zhǔn)電能量表兩者的電能量數(shù)據(jù)，評估數(shù)字化電能表的計(jì)算精度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法，其特征在于，所述步驟SlO采用信號采集器對在運(yùn)行電網(wǎng)的電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，所述信號采集器為高采樣頻率采樣器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法，其特征在于，所述去穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)方式如下:對采集到的電能量數(shù)據(jù)，以篩除方式保留典型的復(fù)雜運(yùn)行狀況的波形數(shù)據(jù)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法，其特征在于，所述篩除方式為:讀取電能量數(shù)據(jù)的波形圖，根據(jù)“N個周期+復(fù)雜工況周期+N個周期”，所述N為正整數(shù)，判斷并剔除一個復(fù)雜波形的首尾波形相似的N個周期。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法，其特征在于，所述采樣率調(diào)整處理是對電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理，使得電能量數(shù)據(jù)的采樣率調(diào)整到符合IEC61850采樣標(biāo)準(zhǔn)的采樣率。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法，其特征在于，所述步驟S30還包括步驟S31，計(jì)算電能量數(shù)據(jù)的采樣率調(diào)整后的精度損失R0。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法，其特征在于，還包括步驟S32，將采樣率調(diào)整后的電能表數(shù)據(jù)打包成符合IEC61850的報(bào)文進(jìn)行發(fā)送。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的評估數(shù)字化電能表在復(fù)雜工況下計(jì)量精度的方法，其特征在于，數(shù)字電能表的計(jì)算精度為R=(E1-E2)/E2*100%+R0，其中El和E2分別是在T時間內(nèi)通過通信獲取數(shù)字化電能表和標(biāo)準(zhǔn)電能表計(jì)算的電能量，RO是數(shù)字化電能表在采樣率調(diào)整后的精度損失。
【文檔編號】G01R35/04GK106093837SQ201610520771
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】申狄秋, 王旭峰, 李茂峰, 周經(jīng)中, 陽仁慶, 王靚, 盧雯興, 吳煥, 秦先坤, 楊雪飛, 王晟, 潘劍鋒
【申請人】中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司柳州局