CN101858966A - 电能表数据采集装置仿真检测系统 - Google Patents

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朱亚军
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Abstract

本发明公开了一种与实际使用相符合、相对应、能真实反映被检测装置工作状态和数据信息的电能表数据采集装置仿真检测系统。本系统用于检测电能表(3)和电能表数据采集装置(4)之间通讯的可靠性，包括控制台(1)、程控三相电源(2)、仿真电路(5)、协调控制装置(6)、检测装置选择电路(7)、通讯协议选择装置(8)和GPS授时装置(9)，可以对电能表数据采集装置的通讯能力、带负载能力、接收灵敏度、电磁干扰环境下的通讯能力、数据总线布设长度、功耗等关键指标进行检测及评估，还可以仿真多功能电能表的各种事件，以查验其响应能力，可广泛应用于电能表数据采集装置检测技术领域中。

Description

电能表数据采集装置仿真检测系统
技术领域
本发明涉及一种电能表数据采集装置仿真检测系统。
背景技术
目前，在电力系统中，传统方式下的人工定时抄表方式下，人工录入计算已经不能满足实时、分时及动态分析管理的需求，实施电能表数据自动化采集管理项目，实现对用户电能表数据的远程抄表和自动结算，改进传统的电费结算手段，加强线损管理，提高防窃电能力，加大用电监察水平，满足用户对于供电的质量和可靠性要求，是电力部门提高经营管理水平和管理效率而采取的重要举措。电能表数据采集装置(终端)作为这个系统中的关键设备，其性能倍受关注。
在目前的电力市场上，电能表数据采集装置的种类、规格很多，因为现场安装环境、安装方式的不同，加之存在各种类型的电磁干扰，在数据采集阶段，经常出现电能表数据采集装置无法正确采集电能表信息或者采集到的信息不正确、不完整；在数据上传阶段，按预定的通讯方式常常无法将采集到的数据上传给管理中心等情况，给用户造成相当大的困扰。市面上为数不多的几种检测设备中，其方法都是在搭建的一个理想化的硬件平台上进行模拟测试，基本上都是对电能表采集装置的功能检测，即：检测该装置能否达到所需要的功能。但在实际使用中，通常已经通过检测的设备在实际电路中却往往达不到其设计指标及客户的要求。这都是因为上述所谓理想化的硬件平台上忽略了实际电路中线路的长短、系统容量大小、功率的大小、表计的灵敏度以及工频电磁干扰等工况影响和各种部件组合各的离散性。
综上所述，在现有的电能表数据采集装置检测技术中，存在着检测结果与实际使用不相符、不对应、不能真实反映被检测装置工作状态和数据信息的缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种与实际使用相符合、相对应、能真实反映被检测装置工作状态和数据信息的电能表数据采集装置仿真检测系统。
本发明所采用的技术方案是：本系统是针对电能表和与所述电能表连接并采集电能数据的电能表数据采集装置，用来检测二者之间通讯的可靠性，该系统包括控制台、程控三相电源、用于模拟各种工作状况的仿真电路以及协调控制装置，所述控制台包括用于配置和驱动系统各部分的主控装置，所述控制台分别与所述程控三相电源和协调控制装置电连接并且与所述电能表数据采集装置采用对应通讯协议进行通讯，所述协调控制装置用于控制开启和关闭所述仿真电路模拟各种工作状况，电能表数据采集装置将采集到的响应数据传送至所述控制台。
所述仿真电路包括线材长度仿真器、负载能力仿真器、接收灵敏度仿真器、电磁干扰模拟器，所述仿真电路在所述协调控制装置的控制下能做到所述线材长度仿真器、负载能力仿真器、接收灵敏度仿真器、电磁干扰模拟器分别独立开启和不同组合开启。
本发明还包括检测装置选择电路，所述电能表可以是多个电能表，所述电能表数据采集装置可以是多个电能表数据采集装置，所述检测装置选择电路与所述电能表数据采集装置电连接，所述检测装置选择电路可以对多个电能表数据采集装置进行选择性的接入和退出检测状态。
本发明还包括通讯协议选择装置，所述通讯协议选择装置连接在所述控制台和所述电能表数据采集装置之间，所述通讯协议选择装置可以针对所述电能表数据采集装置的通讯协议使所述控制台与之适配通讯。
本发明还包括GPS授时装置，所述GPS授时装置与所述控制台电连接，统一所述电能表数据采集装置仿真检测系统对应部分的时钟和检测及记录时段。
本发明的有益效果是：由于本发明包括控制台、程控三相电源、仿真电路、协调控制装置，所述控制台包括主控装置，所述控制台与所述程控三相电源、电能表数据采集装置、协调控制装置电连接，所述程控三相电源连接所述仿真电路，所述仿真电路与所述电能表电连接，所述协调控制装置与所述仿真电路电连接，所述电能表与所述电能表数据采集装置电连接，所述主控装置包括应用软件，所述主控装置的作用是配置和驱动本电能表数据采集装置仿真检测系统，所述协调控制装置包括协调控制程序，所述协调控制装置的作用是控制本电能表数据采集装置仿真检测系统中各部分的协调工作，所述控制台与所述电能表数据采集装置采用对应通讯协议进行通讯，所述仿真电路包括线材长度仿真器、负载能力仿真器、接收灵敏度仿真器、电磁干扰模拟器，所述仿真电路在所述协调控制装置的控制下能做到所述线材长度仿真器、负载能力仿真器、接收灵敏度仿真器、电磁干扰模拟器分别独立开启和不同组合开启，所以本发明是一种与实际使用相符合、相对应、能真实反映被检测装置工作状态和数据信息的电能表数据采集装置仿真检测系统。
附图说明
图1是本发明原理结构方框示意图；
图2是本发明实施例电路结构方框图；
图3是本发明中线材长度仿真器的示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明用来检测电能表3和电能表数据采集装置4之间通讯的可靠性，包括控制台1、程控三相电源2、仿真电路5、协调控制装置6，所述控制台1包括主控装置11，所述控制台1与所述程控三相电源2、电能表数据采集装置4、协调控制装置6电连接，所述程控三相电源2连接所述仿真电路5，所述仿真电路5与所述电能表3电连接，所述协调控制装置6与所述仿真电路5电连接，所述电能表3与所述电能表数据采集装置4电连接，所述主控装置11包括应用软件，所述主控装置11的作用是配置和驱动本电能表数据采集装置仿真检测系统，所述协调控制装置6包括协调控制程序，所述协调控制装置6的作用是控制本电能表数据采集装置仿真检测系统中各部分的协调工作，所述控制台1与所述电能表数据采集装置4采用对应通讯协议进行通讯。
所述仿真电路5包括线材长度仿真器51、负载能力仿真器52、接收灵敏度仿真器53、电磁干扰模拟器54，所述仿真电路5在所述协调控制装置6的控制下能做到所述线材长度仿真器51、负载能力仿真器52、接收灵敏度仿真器53、电磁干扰模拟器54分别独立开启和不同组合开启。
本发明还包括采集装置选择电路7，所述电能表3可以是多个电能表，所述电能表数据采集装置4可以是多个电能表数据采集装置，所述采集装置选择电路7与所述电能表数据采集装置4电连接，所述采集装置选择电路7可以对所述电能表数据采集装置4中的多个电能表数据采集装置进行选择性的接入和退出检测状态。
本发明还包括通讯协议选择装置8，所述通讯协议选择装置8连接在所述控制台1和所述电能表数据采集装置4这间，所述通讯协议选择装置8可以针对所述电能表数据采集装置4的通讯协议使所述控制台1与之适配通讯。
本发明还包括GPS授时装置9，所述GPS授时装置9与所述控制台1电连接，统一所述电能表数据采集装置仿真检测系统对应部分的时钟和检测及记录时段。
上述实施例中，提供了一种可以全面评估电能量采集装置(终端)功能、性能、技术参数的测试技术，通过现场仿真技术，可以对电能表数据采集装置(终端)的通讯能力、带负载能力、接收灵敏度、电磁干扰环境下的通讯能力、数据总线布设长度、功耗等关键指标进行测试及评估，还可以仿真多功能电能表的各种事件，以查验其响应能力。整个测试过程既可以按预设的测试方案自动进行，无需人工干预，也可以通过人工控制去测试某一项所关注的指标。为各电力公司选用、测试、分析此类设备提供了一种可靠方法。本系统中各部分的具体叙述如下：
一、各部分说明：
控制台：一台电脑，内置专门开发的电能量采集装置综合测试系统应用软件，它除了与被测电能量采集装置通讯外，同时控制系统中的通讯协议选择电路，电能表数据采集装置选择电路，线材长度仿真器，程控三相源，负载能力仿真器，接收灵敏度仿真器和多功能电能表。
通讯协议选择电路：在主控制台的控制下，以PSTN、四线专线、TCP/IP、RS485、RS232等不同的通讯方式之间切换，测试不同的通讯方式下的电能表数据采集装置数据上传的可靠性。
线材长度仿真器：在主控制台的控制下，模拟不同的RS485总线长度，以测试电能表数据采集装置在不同总线长度的情况下与多功能电能表通讯的可靠性。实现方式(如图3)：通过大量实验，测试常用通讯线材的特性，建立数学模型，采样电路去模拟线材的电器特性，并把它加入到RS485总线上，从而模拟实际的RS485在不同的长度的情况下的通讯情况。
负载能力仿真器：在主控制台的控制下，模拟电能表数据采集装置的RS485数据总线上挂接不同数量的多功能电能表时，与多功能电能表通讯的可靠性。实现方式：针对RS485通讯方式，每个485通讯单元电路，相当一块电能表，通过加载不同数量的485通讯电路，来模拟不同数量的电能表。
接收灵敏度仿真器：在主控制台的控制下，模拟接收不同强弱信号时，与多功能电能表的通讯可靠性。实现方式：采样电路采样实际通讯电路的信号，在满足相关标准的前提下将信号进行电平分级，电能表数据采集装置在不同的信号电平分级情况下与其进行通讯，来验证其接收灵敏度。
电磁干扰测试：按照电磁兼容性试验(GBT17626-2006)国家标准，测试在工频干扰环境下，电能表数据采集装置与电能表通讯的可靠性。
程控三相源：在主机的控制下，产生三相电压、电流给电能表，并仿真失压，断流等事件。
二、功能描述：
本装置能模拟终端的运行通讯环境，并实现终端上电检查(显示器、指示灯、按钮)、电源功耗、数据交换(一般采集与通讯)检查、终端容量检查功能。
a>电能量采集装置上电检查：通过主控制台应用软件给电能量采集装置加上工作电源，检查电能量采集装置的显示器、指示灯、按钮是否正常。
b>电源影响检测：可分别测量在交流供电和直流供电状态下被测电能量采集装置的功耗、最低工作电压。可进行电压暂降和短时中断试验。
c>数据交换检查：检查多功能电能表与被测电能量采集装置通讯成功率、采集数据完整率、电能事件(来自电能表)数据采集完整率以及电能量采集装置上传的成功率。电能量采集装置与主控制台采用不同的通信方式建立连接和数据传输。
*本系统通过主控制台应用软件进行命令下发、数据上传功能。以监测电能量采集装置采集电能表数据、向主站上传终端信息的成功率。
*根据主站(或测试软件)提供的测试工作单，给出测试结论。
*测试方案设置：根据不同权限可任意设定、修改、复制测试方案，可设置模拟现场电网故障状态、计量设备异常、数据通信等事件，通过电能表记录，让电能量采集装置采集，以系统检测计量遥测现场站端设备的整体功能效果。
*电能量采集装置远程升级成功率。
*电能量采集装置版本信息显示、召测；总加组电量召测检查；总加组冻结电量召测检查。
d>数据处理检测：
*数据储存检测：分别检测实时、历时日、历时月表码值、负荷曲线记录。
*电能量采集装置参数、档案改变记录检测：电能量采集装置运行参数的修改或设置必须有相应的密码保护措施以防非法设置或修改，高级权限用户可以设置用户密码。
*电能表异常事件(如失压、失流)记录。
*电能量采集装置参数维护检测。
e>不同通讯规约测试。
f>不同485负载测试。
g>电能量采集装置对时：通过主控制台对厂站电能量采集装置进行校时，校时误差应小于±1s。
h>数据采集量测试。
*单台电能表数据采集状态量(通讯量)测试；多台电能表数据采集状态量(通讯量)测试。
*数据采集时间长度测量。
*主站下发命令后，终端响应时间检测。
i>可实现电能量采集装置时钟走时误差检测、时钟召测和对多功能电能表进行对时。
j>可实现电能量采集装置通讯通道采集容量检测，以及加强不同通讯规约测试，加强不同485负载测试功能。
k>可进行电磁干扰环境下对电能量采集装置通讯功能的影响检测。
L>自动测试：可在主控制台应用软件中设置测试方案，然后按设置好的测试方案自动执行测试流程，不需要人为干预。
m>选项测试：可根据测试需要，只对其中的几个项目进行检测，在测试进行中，可人为干预，可任意设置参数、测试项目和调整程控电源输出。
本发明可广泛应用于电能表数据采集装置检测技术领域中。

Claims (5)

1.一种电能表数据采集装置仿真检测系统，是针对电能表(3)和与所述电能表(3)连接并采集电能数据的电能表数据采集装置(4)，用来检测二者之间通讯的可靠性，其特征在于：该系统包括控制台(1)、程控三相电源(2)、用于模拟各种工作状况的仿真电路(5)以及协调控制装置(6)，所述控制台(1)包括用于配置和驱动系统上述各部分的主控装置(11)，所述控制台(1)分别与所述程控三相电源(2)和协调控制装置(6)电连接并且与所述电能表数据采集装置(4)采用对应通讯协议进行通讯，所述协调控制装置(6)用于控制开启和关闭所述仿真电路(5)来模拟各种工作状况，电能表数据采集装置(4)将采集到的响应数据传送至所述控制台(1)。
2.根据权利要求1所述的电能表数据采集装置仿真检测系统，其特征在于：所述仿真电路(5)包括线材长度仿真器(51)、负载能力仿真器(52)、接收灵敏度仿真器(53)、电磁干扰模拟器(54)，所述协调控制装置(6)控制所述线材长度仿真器(51)、负载能力仿真器(52)、接收灵敏度仿真器(53)、电磁干扰模拟器(54)分别独立开启和不同组合开启。
3.根据权利要求1所述的电能表数据采集装置仿真检测系统，其特征在于：它还包括连接于所述电能表(3)和电能表数据采集装置(4)之间的采集装置选择电路(7)，所述采集装置选择电路(7)对多个所述电能表数据采集装置(4)进行选择性的接入和退出检测状态。
4.根据权利要求1所述的电能表数据采集装置仿真检测系统，其特征在于：它还包括通讯协议选择装置(8)，所述通讯协议选择装置(8)连接在所述控制台(1)和所述电能表数据采集装置(4)之间，所述通讯协议选择装置(8)针对所述电能表数据采集装置(4)的通讯协议类型使所述控制台(1)与之适配通讯。
5.根据权利要求1所述的电能表数据采集装置仿真检测系统，其特征在于：它还包括GPS授时装置(9)，所述GPS授时装置(9)与所述控制台(1)电连接，统一所述电能表数据采集装置仿真检测系统对应各部分的时钟以及检测和记录时段。
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Inventor after: Zhu Yajun

Inventor after: Liang Xuchang

Inventor after: Liu Yunkui

Inventor before: Zhu Yajun

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TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20110413

Address after: 519020, 5, 1 floor, Hengxin industrial town, 2001 West Jiuzhou Road, Zhuhai, Guangdong, Gongbei, China

Applicant after: Zhuhai Kehui Electric Apparatus Co., Ltd.

Co-applicant after: Foshan Power Supply Bureau, Guangdong Power Grid Corporation

Address before: 519020, 5, 1 floor, Hengxin industrial town, 2001 West Jiuzhou Road, Zhuhai, Guangdong, Gongbei, China

Applicant before: Zhuhai Kehui Electric Apparatus Co., Ltd.

C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20101013