CN107144809A - 一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的便携式系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的便携式系统，所述便携式系统包括：合并单元，所述合并单元通过光纤接口与用于对数字化电能表进行现场在线校验的校验仪和被校验数字化电能表相连接，并向所述校验仪和所述被校验数字化电能表发送电能采样值报文；所述被校验数字化电能表，用于接收所述电能采样值报文，根据所述电能采样值报文计算出显示电能，并将所述显示电能发送至所述校验仪；所述校验仪，用于接收所述电能采样值报文，根据所述电能采样值报文计算出标准电能，将标准电能与接收到的所述显示电能进行比较，获取所述被校验数字化电能表的误差分析结果，并将标准电能、显示电能以及误差分析结果发送至远程服务器。

Description

一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的便携式系统及 方法

技术领域

本发明涉及电能计量领域，更具体地，涉及一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的校验仪。

背景技术

随着电子式互感器、智能化一次设备和微电子技术等技术日趋成熟，智能变电站或数字化变电站已成为一种发展的趋势。在数字化变电站中，电能表和互感器已不再构成电气回路，而是光缆将电子式电压电流互感器、智能化一次设备等进行连接以便传输数字化信号。同时数字化电能表作为电能计量器具，其准确性与可靠性不仅关系变电站的正常运行，还关系到计量的公平公正，按照现行计量相关法律法规规定，需要进行周期检定与后续检定以保证数字化电能表在运行过程中的准确性。

针对未来大量的使用数字化电能表，那么数字化电能表的现场校准工作量随之加大，目前数字化电能表校验仪大多设计和应用于试验室，没有基于对数字化电能表进行现场检测的技术，以及对数字化电能表进行调试和数据上传进行管理。

因此，需要一种技术，以实现对数字化电能表进行现场在线校验。

发明内容

本发明提供了一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的便携式系统及方法，以解决如何对数字化电能表进行现场在线校验的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的便携式系统，所述便携式系统包括：

合并单元，所述合并单元通过光纤接口与用于对数字化电能表进行现场在线校验的校验仪和被校验数字化电能表相连接，并向所述校验仪和所述被校验数字化电能表发送电能采样值报文；

所述被校验数字化电能表，用于接收所述电能采样值报文，根据所述电能采样值报文计算出显示电能，并将所述显示电能发送至所述校验仪；

所述校验仪，用于接收所述电能采样值报文，根据所述电能采样值报文计算出标准电能，将标准电能与接收到的所述显示电能进行比较，获取所述被校验数字化电能表的误差分析结果。

并将所述标准电能、显示电能以及误差分析结果发送至远程服务器；所述校验仪包括红外通信模块，用于对所述被校验数字化电能表内的历史数据进行抄读，以及对处于调试模式下的所述被校验数字化电能表的参数进行设置；

所述远程服务器，用于接收所述标准电能、显示电能以及误差分析结果，所述远程服务器用于对所述所述标准电能、显示电能以及误差分析结果进行在线分析。

优选地，所述合并单元基于DL/T860.92通信协议输出电能采样值报文。

优选地，所述被校验数字化电能表通过脉冲输入输出模块接口与所述校验仪连接。

优选地，所述校验仪包括：

光电转换及收发模块，用于接收电能采样值报文；

脉冲输入输出模块，所述脉冲输入输出模块能够工作在电能脉冲接收模式和时钟脉冲输出模式；在所述电能脉冲接收模式下，所述脉冲输入输出模块用于接收被校验数字化电能表输出的电能脉冲信号，测量出所述电能脉冲信号的标准电能；在所述时钟脉冲输出模式下，所述脉冲输入输出模块用于输出秒脉冲信号，用于测试所述校验仪的时钟准确度；

红外通信模块，用于对所述被校验数字化电能表内的历史数据进行抄读，以及对处于调试模式下的所述被校验数字化电能表的参数进行设置；

FPGA模块，用于所述标准电能的电压、电流采样值的预处理，计算滤波、有效值，以及所述标准的累计；所述校验仪通过FPGA模块生成控制信号；

控制模块，控制信号通过所述控制模块对所述校验仪进行控制；

传输模块，用于将所述显示电能、所述标准电能以及所述标准电能与显示电能进行误差分析结果发送至远端数据服务器。

优选地，所述光电转换及收发模块还用于，进行光电信号转换。

优选地，所述校验仪还包括输入模块，所述输入模块包括：键盘，触摸屏。

优选地，所述内存模块为双倍速率DDR内存。

优选地，所述控制模块发出指令，使所述闪存模块内的引导程序和操作系统载入所述内存模块内运行。

优选地，所述校验仪还包括：

闪存模块，用于保存引导程序和操作系统；

内存模块，用于运行所述闪存模块中的引导程序和操作系统。

优选地，所述校验仪还包括：

显示模块，用于显示所述显示电能、标准电能以及所述标准电能与显示电能进行误差分析结果。

基于本发明的另一方面，本发明提供一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的方法，所述方法包括：

合并单元向校验仪和被校验数字化电能表发送电能采样值报文；

现场在线校验的校验仪接收电能采样值报文；被校验数字化电能表接收电能采样值报文；

所述被校验数字化电能表根据所述电能采样值报文计算出显示电能，并将所述显示电能发送至所述校验仪；

所述校验仪根据所述电能采样值报文计算出标准电能，将标准电能与接收到的所述显示电能进行比较，获取所述被校验数字化电能表的误差分析结果。

通过所述校验仪将标准电能，显示电能以及误差分析结果发送至远程服务器；

通过所述校验仪的红外通信模块对所述被校验数字化电能表内的历史数据进行抄读，以及对处于调试模式下的所述被校验数字化电能表的参数进行设置；

通过所述远程服务器接收所述标准电能、显示电能以及误差分析结果，所述远程服务器用于对所述所述标准电能、显示电能以及误差分析结果进行在线分析。

本发明提供的一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的便携式系统及方法是基于智能变电站IEC61850标准开发的，通过用于对数字化电能表进行现场在线校验的校验仪接收来自合并单元的电能采样值报文，使用校验仪标准电能表模块测量出标准电能，同时校验仪接收数字化电能表的电能脉冲，根据电能表脉冲常数得出的被校电能表的显示电能，标准电能值与被校电能表的显示电能值进行比较得到电能误差。本发明提供的一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的便携式系统及方法，实现了数字化电能表的现场在线校准，最大程度上节约人力和时间成本。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为根据本发明一实施方式的一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的便携式系统结构图；以及

图2为根据本发明一实施方式的一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的便携式方法流程图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本发明一实施方式的一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的便携式系统结构图。根据本发明实施方式的一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的便携式系统是基于智能变电站IEC61850标准开发的，通过接收来自合并单元的电压、电流数据的电能采样报文，使用对数字化电能表进行现场在线校验的校验仪内标准电能表模块测量出标准电能，同时校验仪能够接收数字化电能表的电能脉冲，根据电能表脉冲常数得出的被校电能表的显示电能值，标准电能值与被校电能表的显示电能值进行比较得到电能误差，并能够将电能误差通过无线网络上传至远方后台服务系统，用于实现数字化电能计量器具的状态管理与状态评价。除实现误差校验功能之外，校验仪还具备与数字化电能表之间的调试功能接口，便于数字化电能表的参数抄读和下装。如图1所示，系统100包括：

合并单元113，合并单元113通过光纤接口与用于对数字化电能表114进行现场在线校验的校验仪115和被校验数字化电能表114相连接，并向校验仪115和被校验数字化电能表114发送电能采样值报文；

被校验数字化电能表114，用于接收电能采样值报文，根据电能采样值报文计算出显示电能，并将显示电能发送至校验仪115；

校验仪115，用于接收电能采样值报文，根据电能采样值报文计算出标准电能，将标准电能与接收到的显示电能进行比较，获取被校验数字化电能表的误差分析结果。

优选地，合并单元113基于DL/T860.92通信协议输出电能采样值报文。

优选地，被校验数字化电能表114通过脉冲输入输出模块接口与校验仪连接。

优选地，校验仪115包括：

光电转换及收发模块103，用于接收电能采样值报文；

脉冲输入输出模块104，脉冲输入输出模块能够工作在电能脉冲接收模式和时钟脉冲输出模式；在电能脉冲接收模式下，脉冲输入输出模块用于接收被校验数字化电能表114输出的电能脉冲信号，测量出电能脉冲信号的标准电能；在时钟脉冲输出模式下，脉冲输入输出模块用于输出秒脉冲信号，用于测试校验仪的时钟准确度；

红外通信模块105，用于对被校验数字化电能表114内的历史数据进行抄读，以及对处于调试模式下的被校验数字化电能表114的参数进行设置；

FPGA模块102，用于标准电能的电压、电流采样值的预处理，计算滤波、有效值，以及标准的累计；校验仪通过FPGA模块生成控制信号；

控制模块101，控制信号通过控制模块104对校验仪115进行控制；

传输模块，用于将显示电能、标准电能以及标准电能与显示电能进行误差分析结果发送至远端数据服务器。

优选地，光电转换及收发模块103还用于，进行光电信号转换。

优选地，校验仪115还包括输入模块110，输入模块包括：键盘，触摸屏。

优选地，内存模块107为双倍速率DDR内存。

优选地，控制模块101发出指令，使闪存模块106内的引导程序和操作系统载入内存模块内运行。

优选地，校验仪115还包括：

闪存模块106，用于保存引导程序和操作系统；

内存模块107，用于运行闪存模块中的引导程序和操作系统。

优选地，校验仪115还包括：

显示模块108，用于显示显示电能、标准电能以及标准电能与显示电能进行误差分析结果。

本发明的实施方式具体举例说明如下：

系统100包括合并单元113、被校数字化电能表114、用于数字化电能表在线校验的校验仪115，远程数据服务器112组成。

合并单元113为变电站内正在运行的合并单元，通过光纤网络与被校数字化电能表114和校验仪115相连接，输出的符合DL/T 860.92的包括电压电流电能采样值报文，采样报文同时输出至在校验仪115和被校验数字化电能表114。

被校数字化电能表114通过光纤接口与合并单元113相连接，通过脉冲输入输出模块104接口与校验仪115相连接。被校数字化电能表114接收合并单元113电能采样报文，根据电能采样数据计算得出显示电能值，并通过脉冲输入输出接口104输出相应数量的脉冲到校验仪115。

被校数字化电能表，接收合并单元输出采样值报文，发出电能脉冲，同时具备红外通信接口，可以通过红外接口抄读表内数据或进行参数设置。

校验仪115通过通过光纤接口与合并单元113相连接，接收合并单元113输出的包括电压、电流电能采样值的报文，计算得出标准电能值，通过脉冲输入输出模块104接口与数字化电能表114连接接收被校数字化电能表114输出电能脉冲，校验仪115根据电能脉冲数计算得出被校电能显示值，将被校电能显示值与标准电能值相比较，得出被校电能表114电能计量误差。

优选地，校验仪115，包括控制模块101，FPGA模块102，光电转换及收发模块103，脉冲输入输出模块104，红外通信模块105，闪存模块106，内存模块107，显示模块108，传输模块109，输入模块110，电源模块111。校验仪100通过FPGA模块102生成控制信号，控制信号通过控制模块101对校验仪进行控制。校验仪115能够接收合并单元113输出电能采样报文，并计算标准电能值，能够接收数字化电能表输出电能脉冲，获取数字化电能表114的显示电能值，测试被校电能表电能114计量误差，也可根据设置将脉冲输入输出模块104改为秒脉冲输出接口模式，方便校验仪115溯源，能够通过红外通信模块105与被校数字化电能表114进行通信读取数字化电能表114内数据或进行参数设置，能够通过传输模块109将测试数据上传至远程服务器102，具备显示屏、键盘，能够接收操作者指令，显示相关数据和信息，具备可充电电源接口，电源可充电。

此外，校验仪115的红外通信模块105可以读取被校数字化电能表114的尖、峰、平、谷电能累计值及表计时钟示值，并计算总显示电能值组合误差和时钟示值偏差。

在所有测试完成后，校验仪115将测试数据、结论以及测试人员等信息通过传输模块109上传至远方服务器112，完成数字化电能表114的现场在线校验。便于远程服务器112端的在线数据分析。

远程服务器112，接收校验仪的检测数据，存储数据，并具备数据分析和挖掘功能。

优选地，在校验开始前，首先使用系统100录入被校数字化电能表114的安装地点、检验时的温度、湿度、等检验相关信息，并将校验调试设置为电能表114现场校验模式，然后将校验仪115与被校数字化电能表114同时连接变电站合并单元113接收合并单元113输出包括电压/电流电能采样值的报文，被校数字化电能表114的电能输出脉冲输入校验仪115的脉冲输入输出模块104，校验仪115按照设置校验脉冲圈数完成数字化电能表114的电能计量误差校验，并通过显示屏和键盘由操作人员对电能计量误差进行本地保存。

误差校验完成后，使用红外通信模块105接口读取被校数字化电能表114的尖、峰、平、谷电能累计值及表计时钟示值，并计算总电能示值组合误差连同计算的时钟示值偏差一同进行保存。

在所有测试完成后，将测试数据和结论以及测试人员等信息通过传输模块接口上传至远程服务器112，完成一次数字化电能表114的现场在线校验。

本发明实施方式在实现同步对比计算电能误差，实时无线传输测量数字化电能表114结果的同时，采用红外通信模块105接口实现数字化电能表114数据的抄读和表参数的修改与配置，操作方便，极大地提高了现场工作效率。

图2为根据本发明一实施方式的一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的便携式方法流程图。如图2所示，方法200从步骤201开始：

优选地，在步骤201：合并单元向校验仪和被校验数字化电能表发送电能采样值报文。

优选地，在步骤202：现场在线校验的校验仪接收电能采样值报文；被校验数字化电能表接收电能采样值报文。

优选地，在步骤203：被校验数字化电能表根据电能采样值报文计算出显示电能，并将显示电能发送至校验仪。

优选地，在步骤204：校验仪根据电能采样值报文计算出标准电能，将标准电能与接收到的显示电能进行比较，获取被校验数字化电能表的误差分析结果。

优选地，在步骤205：通过校验仪将标准电能，显示电能以及误差分析结果发送至远程服务器。

优选地，在步骤206：通过校验仪的红外通信模块对被校验数字化电能表内的历史数据进行抄读，以及对处于调试模式下的被校验数字化电能表的参数进行设置。

优选地，在步骤207：通过远程服务器接收标准电能、显示电能以及误差分析结果，远程服务器用于对标准电能、显示电能以及误差分析结果进行在线分析。

本发明实施方式的一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的便携式方法200与本发明另一实施方式的一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的便携式系统100相对应，在此不再进行赘述。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (12)

1.一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的便携式系统，所述便携式系统包括：

合并单元，所述合并单元通过光纤接口与用于对数字化电能表进行现场在线校验的校验仪和被校验数字化电能表相连接，并向所述校验仪和所述被校验数字化电能表发送电能采样值报文；

所述被校验数字化电能表，用于接收所述电能采样值报文，根据所述电能采样值报文计算出显示电能，并将所述显示电能发送至所述校验仪；

所述校验仪，用于接收所述电能采样值报文，根据所述电能采样值报文计算出标准电能，将标准电能与接收到的所述显示电能进行比较，获取所述被校验数字化电能表的误差分析结果；并将所述标准电能、显示电能以及误差分析结果发送至远程服务器；所述校验仪包括红外通信模块，用于对所述被校验数字化电能表内的历史数据进行抄读，以及对处于调试模式下的所述被校验数字化电能表的参数进行设置；

所述远程服务器，用于接收所述标准电能、显示电能以及误差分析结果，所述远程服务器用于对所述所述标准电能、显示电能以及误差分析结果进行在线分析。

2.根据权利要求1所述的系统，所述合并单元基于DL/T860.92通信协议输出电能采样值报文。

3.根据权利要求1所述的系统，所述被校验数字化电能表通过脉冲输入输出模块接口与所述校验仪连接。

4.根据权利要求1所述的系统，所述校验仪包括：

光电转换及收发模块，用于接收电能采样值报文；

脉冲输入输出模块，所述脉冲输入输出模块能够工作在电能脉冲接收模式和时钟脉冲输出模式；在所述电能脉冲接收模式下，所述脉冲输入输出模块用于接收被校验数字化电能表输出的电能脉冲信号，测量出所述电能脉冲信号的标准电能；在所述时钟脉冲输出模式下，所述脉冲输入输出模块用于输出秒脉冲信号，用于测试所述校验仪的时钟准确度；

FPGA模块，用于所述标准电能的电压、电流采样值的预处理，计算滤波、有效值，以及所述标准的累计；所述校验仪通过FPGA模块生成控制信号；

控制模块，控制信号通过所述控制模块对所述校验仪进行控制；

传输模块，用于将所述显示电能、所述标准电能以及所述标准电能与显示电能进行误差分析结果发送至远端数据服务器。

5.根据权利要求4所述的系统，所述光电转换及收发模块还用于，进行光电信号转换。

6.根据权利要求4所述的系统，所述校验仪还包括输入模块，所述输入模块包括：键盘，触摸屏。

7.根据权利要求4所述的系统，所述内存模块为双倍速率DDR内存。

8.根据权利要求4所述的系统，所述控制模块发出指令，使所述闪存模块内的引导程序和操作系统载入所述内存模块内运行。

9.根据权利要求4所述的系统，所述校验仪还包括：

闪存模块，用于保存引导程序和操作系统；

内存模块，用于运行所述闪存模块中的引导程序和操作系统。

10.根据权利要求4所述的系统，所述校验仪还包括：

显示模块，用于显示所述显示电能、标准电能以及所述标准电能与显示电能进行误差分析结果。

11.一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的校验仪，所述校验仪用于测量标准电能，获取被校验数字化电能表的显示电能，并对所述标准电能与显示电能进行误差分析，所述检验仪包括：

光电转换及收发模块，用于接收电压或电流采样值报文；

脉冲输入输出模块，所述脉冲输入输出模块能够工作在电能脉冲接收模式和时钟脉冲输出模式；在所述电能脉冲接收模式下，所述脉冲输入输出模块用于接收被校验数字化电能表输出的电能脉冲信号，测量出所述电能脉冲信号的标准电能；在所述时钟脉冲输出模式下，所述脉冲输入输出模块用于输出秒脉冲信号，用于测试所述校验仪的时钟准确度；

红外通信模块，用于对所述被校验数字化电能表内的历史数据进行抄读，以及对处于调试模式下的所述被校验数字化电能表的参数进行设置；

FPGA模块，用于所述标准电能的电压、电流采样值的预处理，计算滤波、有效值，以及所述标准的累计；所述校验仪通过FPGA模块生成控制信号；

控制模块，控制信号通过所述控制模块对所述校验仪进行控制；

传输模块，用于将所述显示电能、所述标准电能以及所述标准电能与显示电能进行误差分析结果发送至远端数据服务器。

12.一种用于对数字化电能表进行现场在线校验的方法，所述方法包括：

合并单元向校验仪和被校验数字化电能表发送电能采样值报文；

现场在线校验的校验仪接收电能采样值报文；被校验数字化电能表接收电能采样值报文；

所述被校验数字化电能表根据所述电能采样值报文计算出显示电能，并将所述显示电能发送至所述校验仪；

所述校验仪根据所述电能采样值报文计算出标准电能，将标准电能与接收到的所述显示电能进行比较，获取所述被校验数字化电能表的误差分析结果；

通过所述校验仪将标准电能，显示电能以及误差分析结果发送至远程服务器；

通过所述校验仪的红外通信模块对所述被校验数字化电能表内的历史数据进行抄读，以及对处于调试模式下的所述被校验数字化电能表的参数进行设置；

通过所述远程服务器接收所述标准电能、显示电能以及误差分析结果，所述远程服务器用于对所述所述标准电能、显示电能以及误差分析结果进行在线分析。