CN114252695A - 电能计量装置整体校准方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电测量领域，具体涉及一种电能计量装置整体校准方法及系统，具体为根据智能变电站工况条件，配置标准器具的各项标准信号参数，三相交流标准源提供模拟标准信号，合并单元测试仪解析被校数字信号后与标准数字信号进行比较，得电能计量装置的幅值误差、相位误差和绝对延时以及数字化电能表误差，合并单元测试仪将误差测试结果上传至上位机，上位机判断电能计量装置的误差是否合格后完成校准。本发明的电能计量装置整体校准系统精度达0.05级，保证了校准系统的准确性，通过三相交流标准源输出叠加高次谐波的交流信号冲击，模拟数字化电能计量装置工况条件下的工作状态，可考核电能计量装置的稳定性和可靠性。

Description

电能计量装置整体校准方法及系统

技术领域

本发明涉及电测量领域，具体地涉及一种电能计量装置整体校准方法及系统。

背景技术

随着我国智能电网建设的加速发展，基于IEC61850标准体系建立的智能变电站大量采用数字化电能计量装置。智能变电站数字化计量装置包括电子式互感器(含合并单元)、模拟量输入合并单元、数字化电能表及基于IEC61850规约的网络传输系统。对于智能变电站数字化电能计量装置的校准，传统方法是对电子式互感器(含合并单元)、模拟量输入合并单元、数字化电能表分别进行校准，采用分部件溯源法考核各个装置的准确度，以期实现对智能变电站数字化电能计量的量值溯源。

由于智能变电站数字化计量系统信息数字化、传输光纤化、通信网络的特点，系统的准确性不仅与各个装置本体的准确性有关，而且与智能变电站过程层、间隔层、站控层的网络传输与采样时间的同步性有关，尤其是在智能变电站采用内桥接线、3/2接线、母线PT级联时，位于多个间隔离散的电流电压采样值经合并单元级联和网络传输至数字化电能表，跨间隔采样值同步是影响电能计量准确性的关键因素。因此，分部件溯源法存在以下缺陷：(1)未考虑采样值传输延时的分散性和不确定性，仅以额定延时作为采样同步的标准，存在采样不同步的可能；(2)不能反映数字化计量系统工况工作状态，即工况环境下高次谐波影响、环境干扰对采样传输的影响等，所以分部件溯源法不能准确校准数字化计量系统的整体准确度。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于，提供一种电能计量装置整体校准方法及系统，旨在克服分部件溯源法不能准确校准数字化计量系统整体准确度的缺陷。

本发明针对智能变电站单间隔接线和跨间隔接线方式下数字化计量装置的配置，采用标准器具与被校数字化电能计量装置进行比较，由三相交流标准源分别提供三相标准电压信号、双三相标准电流信号给模拟量输入合并单元，经模拟量输入合并单元输出的数字采样值报文SMV1、SMV2和SMV3经网络交换机同时输入合并单元测试仪和被校准的数字化电能表中，通过合并单元测试仪校准模拟量输入合并单元的准确度以及校准数字化电能表的准确度，实现对智能变电站数字化计量装置的整体溯源。

另外，本发明的三相交流标准源提供的标准信号中带有数字化电能表的标准脉冲，同时该三相交流标准源还可以接收数字化电能表的脉冲输出，在此前提下，三相交流标准源还实现了对数字化电能表准确度的校准。

为了达到上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

电能计量装置整体校准方法，包括以下步骤：

S1.根据智能变电站工况条件，配置标准器具的各项标准信号参数，其中，所述标准器具包括三相交流标准源、标准转换器和合并单元测试仪；

S2.三相交流标准源提供模拟标准信号，一方面经模拟量输入合并单元输出的数字信号进行实时采样后同时输入至合并单元测试仪和数字化电能表中，以形成在合并单元测试仪中获得被校数字信号，同时另一方面，该模拟标准信号经标准转换器实时回采及转换后输入至所述合并单元测试仪中获得标准数字信号；其中，被校准数字信号与标准数字信号在采样过程中保持同步；

S3.合并单元测试仪解析被校数字信号后与所述标准数字信号进行比较，得电能计量装置的幅值误差、相位误差和绝对延时以及数字化电能表误差；

S4.合并单元测试仪将误差测试结果上传至上位机，上位机判断电能计量装置的误差是否合格后完成校准。

进一步的，所述根据智能变电站工况条件，配置标准器具的各项标准信号参数，具体为配置所述三相交流标准源、标准转换器和合并单元测试仪的各项标准信号参数，具体包括：设定同时输出幅值为100V或者

的标准电压U_a、U_b、U_c、设定双路输出幅值为5A或者1A的标准电流I_1a、I_1b、I_1c和I_2a、I_2b、I_2c的标准基波信号，同时设定标准脉冲、额定延时和标准转换系数。

进一步的，所述三相交流标准源提供模拟标准信号，经模拟量输入合并单元输出的数字信号进行实时采样后输入至所述合并单元测试仪中获得被校数字信号，具体包括：

(3.1)模拟标准信号经模拟量输入合并单元输出的数字信号通过采样同步方式采样的数字信号一方面输入至合并单元测试仪中，获得模拟量输入合并单元被校数字信号；

(3.2)另一方面，经同步采样方式采样的数字信号同时输入至数字化电能表中，数字化电能表输出反映电能量的脉冲信号反馈至合并单元测试仪中，获得数字化电能表被校数字信号。

进一步的，针对智能变电站单间隔接线和跨间隔接线的方式，在本发明的电能计量装置整体校准方法中，设置了一个或至少2个以上的模拟量输入合并单元，具体包括：PT模拟量输入合并单元MU1、CT1模拟量输入合并单元MU2和CT2模拟量输入合并单元MU3。

优选地，当所述模拟量输入合并单元为至少2个以上时，所述模拟量输入合并单元输出的数字信号均经网络交换机进行数据打包后形成一完整的数据包再同时输入至合并单元测试仪和数字化电能表中。

进一步的，所述数字化电能表输出反映电能量的脉冲信号还经脉冲转换器转换为电脉冲信号输入至所述三相交流标准源中获得模拟量被校脉冲信号，该模拟量被校脉冲信号与三相交流标准源中设定的模拟量标准脉冲信号比较后完成数字化电能表的校准。

进一步的，所述该模拟标准信号经标准转换器实时回采及转换后输入至所述合并单元测试仪中获得数字标准信号，具体包括：

(7.1)模拟标准信号输入至模拟量输入合并单元的同时还经标准转换器实时回采及转换后输入至所述合并单元测试仪中，获得模拟量输入合并单元标准数字信号；

(7.2)模拟标准信号中具有的模拟量标准脉冲信号经标准转换器实时回采及转换后输入至所述合并单元测试仪中，获得数字化电能表标准数字信号。

进一步的，所述合并单元测试仪解析被校数字信号后与所述数字标准信号进行比较，得到：模拟量输入合并单元的幅值误差、相位误差和绝对延时以及得到数字化电能表误差。

进一步的，根据智能变电站工况条件，还可在标准信号的基础上叠加1-13次的谐波形成高次谐波信号，然后再利用步骤S2-S4完成对电能计量装置的误差校准，其中，叠加的谐波信号的幅值为基波幅值20％、1-13次的谐波。

本发明基于上述的电能计量装置整体校准方法，发明了一种电能计量装置整体校准系统，包括：

上位机；根据智能变电站工况条件，配置标准器具的各项标准信号参数和叠加的谐波参数，同时接收合并单元测试仪上传的误差测试结果，上位机判断电能计量装置的误差是否合格后完成校准，其中，所述标准器具包括三相交流标准源、标准转换器和合并单元测试仪，所述标准信号参数包括标准电压、标准电流、标准脉冲、额定延时和标准转换系数，所述谐波参数为在标准信号的基础上叠加幅值为基波幅值20％，1-13次的谐波；

三相交流标准源；准确度为0.05级并提供模拟标准信号和谐波信号；此外，所述三相交流标准源还接收数字化电能表被校数字信号；

模拟量输入合并单元；实时采样并接收模拟标准信号和谐波信号后输出模拟量输入合并单元被校数字信号；其中，所述模拟量输入合并单元包括一个或至少2个以上；

数字化电能表；接收模拟量输入合并单元输出的数字信号后发出反映电能量的数字化电能表被校数字信号；

标准转换器；准确度为0.01级并实时采样及接收模拟标准信号和谐波信号后进行信号转换输出模拟量输入合并单元标准数字信号和数字化电能表标准数字信号；

同步采样单元；将模拟量输入合并单元和标准转换器在实时采样的过程中保持同步；

合并单元测试仪；准确度为0.03级并同时接收被校数字信号和标准数字信号，解析被校数字信号后与所述标准数字信号进行比较，得到电能计量装置的幅值误差、相位误差和绝对延时以及被校数字化电能表误差反馈给上位机，其中，所述被校数字信号包括模拟量输入合并单元被校数字信号和数字化电能表被校数字信号，所述标准数字信号包括模拟量输入合并单元标准数字信号和数字化电能表标准数字信号。

本发明的有益效果：

本发明采用0.05级三相交流标准源、0.03级合并单元测试仪、0.01级标准转换器和24-Bit高精度动态信号A/D分析仪作为标准器具，与被校准模拟量输入合并单元、数字化电能表进行比较，测定被校准数字化电能计量装置的误差及采样值网络传输的绝对延时，标定延时误差，考核延时补偿正确与否；本发明提供的一种电能计量装置整体校准系统精度达0.05级，保证了校准系统的准确性，实现对数字化电能计量装置的整体校准；通过三相交流标准源输出叠加高次谐波的交流信号冲击，模拟数字化电能计量装置工况条件下的工作状态，可考核数字化电能计量的稳定性和可靠性；通过对智能变电站数字化电能计量装置配置的建模仿真，传输信息分析，依据IEC61850-9-2LE规约完成对SMV报文分析，考核SMV报文是否由错码、丢包、丢帧和错序的情况，通过以上技术方法实现全面考核智能变电站数字化电能计量装置的准确性、稳定性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明电能计量装置整体校准方法流程图；

图2为本发明电能计量装置整体校准系统校准原理图；

图3为本发明中涉及标准电压转换电路原理图；

图4为本发明中涉及标准电流转换电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由于现有技术中分部件溯源法存在不能准确校准数字化计量系统整体准确度的缺陷，本申请的发明人针对智能变电站单间隔接线和跨间隔接线方式下数字化计量装置的配置，采用标准器具与被校数字化电能计量装置进行比较，由三相交流标准源分别提供三相标准电压信号、双三相标准电流信号给模拟量输入合并单元，经模拟量输入合并单元输出的数字采样值报文SMV1、SMV2和SMV3经网络交换机同时输入合并单元测试仪和被校准的数字化电能表中，通过合并单元测试仪校准模拟量输入合并单元的准确度同时还能校准数字化电能表的准确度，实现对智能变电站数字化计量装置的整体溯源。

另外，本发明的三相交流标准源提供的标准信号中带有数字化电能表的标准脉冲，同时该三相交流标准源还可以接收数字化电能表的脉冲输出，在此前提下，三相交流标准源还实现了对数字化电能表准确度的校准。

为了实现上述校准原理，本发明配置了上位机、三相交流标准源、模拟量输入合并单元、数字化电能表、标准转换器、同步采样单元和合并单元测试仪，具体各元件之间的信号传输及接线方式如图2所示。

在图2中，模拟量输入合并单元具体包含：PT模拟量输入合并单元MU1、CT1模拟量输入合并单元MU2和CT2模拟量输入合并单元MU3，数字化电能表代表的是被校准的数字化电能表。

参照图2，三相交流标准源的三相标准电压输出U_a、U_b、U_c并联接入PT模拟量输入合并单元MU1的模拟量输入端U′_a、U′_b、U′_c，即U_a-U′_a，U_b-U′_b，U_c-U′_c，同时，三相标准电压输出U_a、U_b、U_c并联接入标准转换器模拟量输入端U_a0、U_b0、U_c0，即U_a-U_a0，U_b-U_b0，U_c-U_c0；U_n、U′_n、U_n0指代任意输出电压值。

三相交流标准源的三相标准电流输出I_1a、I_1b、I_1c与CT1模拟量输入合并单元MU2模拟量输入端I′_1a、I′_1b、I′_1c和标准转换器模拟量输入端I_1a0、I_1b0、I_1c0串联，串联方式为I_1a首端-I′_1a首端，I′_1a末端-I_1a0首端，I_1a0末端-I_1a末端，同样，I_1b首端-I′_1b’首端，I′_1b末端-I_1b0首端，I_1b0末端-I_1b末端，I_1c首端-I′_1c首端，I′_1c末端-I_1c0首端，I_1c0末端-I_1c末端。

三相交流标准源的三相标准电流输出I_2a、I_2b、I_2c与CT2模拟量输入合并单元MU3模拟量输入端I′_2a、I′_2b、I′_2c和标准转换器模拟量输入端I_2a0、I_2b0、I_2c0串联，串联方式为I_2a首端-I′_2a首端，I′_2a末端-I_2a0首端，I_2a0末端-I_2a末端，同样，I_2b首端-I′_2b’首端，I′_2b末端-I_2b0首端，I_2b0末端-I_2b末端，I_2c首端-I′_2c首端，I′_2c末端-I_2c0首端，I_2c0末端-I_2c末端。

三相交流标准源接收数字化电能表通过脉冲接收器转换的低频脉冲信号。

PT模拟量输入合并单元MU1模拟量输入端U′_a、U′_b、U′_c接收三相交流标准源的三相标准电压输出U_a、U_b、U_c模拟信号，同时接收同步采样单元提供的时钟源1588网络同步信号，同时通过光纤输出SMV1报文至网络交换机光纤模块接收端NT1。

CT1模拟量输入合并单元MU2模拟量输入端I′_1a、I′_1b、I′_1c接收三相交流标准源的三相标准电流输出I_1a、I_1b、I_1c模拟信号，同时接收同步采样单元提供的时钟源1588网络同步信号，同时通过光纤输出SMV2报文至网络交换机光纤模块接收端NT2。

CT2模拟量输入合并单元MU3模拟量输入端I′_2a、I′_2b、I′_2c接收三相交流标准源的三相标准电流输出I_2a、I_2b、I_2c模拟信号，同时接收同步采样单元提供的时钟源1588网络同步信号，同时通过光纤输出SMV3报文至网络交换机光纤模块接收端NT3。

网络交换机光纤接收端NT1、NT2、NT3分别对应接收PT模拟量输入合并单元MU1输出报文SMV1，CT1模拟量输入合并单元MU2输出报文SMV2，CT2模拟量输入合并单元MU输出报文SMV3，光纤输出端NT输出基于IEC61850-9-2LE报文至合并单元测试仪和数字化电能表中。

合并单元测试仪接收网络交换机光纤输出端NT输出的基于IEC61850-9-2LE报文、智能变电站外部时钟源1588网络同步信号并通过以太网与上位机进行信息交互。

标准转换器标准信号转换模拟量输出端U_a、U_b、U_c、U′_a、U′_b、U′_c、U_a0、U_b0、U_c0输出模拟信号至高精度动态信号A/D分析仪模拟量输入端。

数字化电能表接收网络交换机光纤输出端NT输出的基于IEC61850-9-2LE报文，输出反映电能量的数字脉冲，脉冲接收器接收数字化电能表输出的反映电能量的数字脉冲，转化为电脉冲信号输入至三相交流标准源。

鉴于上述的接线方式，本发明电能计量装置整体校准方法采用的步骤具体如下：

S1.根据智能变电站工况条件，配置标准器具的各项标准信号参数，具体配置三相交流标准源、标准转换器和合并单元测试仪的各项标准信号参数，具体包括：设定同时输出幅值为100V或者

的标准电压U_a、U_b、U_c、设定双路输出幅值为5A或者1A的标准电流I_1a、I_1b、I_1c和I_2a、I_2b、I_2c的标准基波信号，同时设定标准脉冲、额定延时和标准转换系数。

S2.三相交流标准源提供模拟标准信号，一方面经模拟量输入合并单元输出的数字信号进行实时采样后同时输入至合并单元测试仪和数字化电能表中，以形成在合并单元测试仪中获得被校数字信号，同时另一方面，该模拟标准信号经标准转换器实时回采及转换后输入至所述合并单元测试仪中获得标准数字信号；其中，被校准数字信号与标准数字信号在采样过程中保持同步；

S3.合并单元测试仪解析被校数字信号后与所述标准数字信号进行比较，得电能计量装置的幅值误差、相位误差和绝对延时以及数字化电能表误差；

S4.合并单元测试仪将误差测试结果上传至上位机，上位机判断电能计量装置的误差是否合格后完成校准。

基于上述的校准方法，本发明的实施方式如下。

实施例1合并单元误差校准试验

三相交流标准源提供模拟标准信号经模拟量输入合并单元输出的数字信号通过采样同步方式采样的数字信号输入至合并单元测试仪中，获得模拟量输入合并单元被校数字信号；该模拟标准信号还经标准转换器实时回采及转换后输入至合并单元测试仪中获得模拟量输入合并单元标准数字信号。

本实施例中，针对智能变电站单间隔接线和跨间隔接线的方式，设置了3个模拟量输入合并单元，即：PT模拟量输入合并单元MU1、CT1模拟量输入合并单元MU2和CT2模拟量输入合并单元MU3。

当模拟量输入合并单元为3个时，模拟量输入合并单元输出的数字信号均经网络交换机进行数据打包后形成一完整的数据包再输入至合并单元测试仪中。

合并单元测试仪解析模拟量输入合并单元被校数字信号后与模拟量输入合并单元标准数字信号进行比较，得到模拟量输入合并单元的幅值误差、相位误差和绝对延时。

实施例2数字化电能表误差校准试验

三相交流标准源提供模拟标准信号经模拟量输入合并单元输出的数字信号通过采样同步方式采样的数字信号输入至数字化电能表中，数字化电能表输出反映电能量的脉冲信号反馈至合并单元测试仪中，获得数字化电能表被校数字信号；该模拟标准信号中具有的模拟量标准脉冲信号经标准转换器实时回采及转换后输入至所述合并单元测试仪中，获得数字化电能表标准数字信号。

当模拟量输入合并单元为3个时，模拟量输入合并单元输出的数字信号均经网络交换机进行数据打包后形成一完整的数据包再输入至数字化电能表中。

合并单元测试仪解析数字化电能表被校数字信号后与数字化电能表标准数字信号进行比较，得到数字化电能表误差。

本发明还设置了另外一种数字化电能表的校准方式。

三相交流标准源提供模拟标准信号经模拟量输入合并单元输出的数字信号通过采样同步方式采样的数字信号输入至数字化电能表中，数字化电能表输出反映电能量的脉冲信号还经脉冲转换器转换为电脉冲信号输入至三相交流标准源中，获得模拟量被校脉冲信号，该模拟量被校脉冲信号与三相交流标准源中设定的模拟量标准脉冲信号比较后完成数字化电能表的校准。

实施例3高次谐波校准试验

高次谐波校准试验主要是模拟智能变电站数字化电能计量装置在工况条件下电能计量装置抗冲击能力，考核数字化电能计量的稳定性和可靠性。

根据智能变电站工况条件，本发明还可在标准信号的基础上叠加1-13次的谐波形成高次谐波信号，然后再利用步骤S2-S4完成对电能计量装置的误差校准，其中，叠加的谐波信号的幅值为基波幅值20％、1-13次的谐波，然后重复实施例1和实施例2，校准条件不变。

另外，本发明基于上述的电能计量装置整体校准方法，提供了一种电能计量装置整体校准系统，包括：

上位机；根据智能变电站工况条件，配置标准器具的各项标准信号参数和叠加的谐波参数，同时接收高精度动态信号A/D分析仪的数字信号，以及接收合并单元测试仪上传的误差测试结果，上位机判断电能计量装置的误差是否合格后完成校准，其中，所述标准器具包括三相交流标准源、标准转换器和合并单元测试仪，所述标准信号参数包括标准电压、标准电流、标准脉冲、额定延时和标准转换系数，所述谐波参数为在标准信号的基础上叠加幅值为基波幅值20％，1-13次的谐波；

三相交流标准源；准确度为0.05级并提供模拟标准信号和谐波信号；具体为：能够同时输出幅值为100V、100/√3V标准电压U_a、U_b、U_c，双路输出幅值为5A、1A标准电流I_1a、I_1b、I_1c和I_2a、I_2b、I_2c的标准信号，可叠加最多51次高次谐波，可设置标准电压U和标准电流I的相位偏移；此外，所述三相交流标准源还接收数字化电能表被校数字信号，显示输出电压U、电流I、有功功率P和无功功率Q；

模拟量输入合并单元；实时采样并接收模拟标准信号和谐波信号后输出模拟量输入合并单元被校数字信号；其中，所述模拟量输入合并单元包括一个或至少2个以上；

数字化电能表；接收模拟量输入合并单元输出的数字信号后发出反映电能量的数字化电能表被校数字信号；

标准转换器；准确度为0.01级并实时采样及接收模拟标准信号和谐波信号后进行信号转换输出模拟量输入合并单元标准数字信号和数字化电能表标准数字信号；如图3-4所示：标准转换器包括型号为HYa、HYb、HYc的标准电压转换器与型号为HLa、HLb、HLc的标准电流转换器，其中，标准电压转换信号U_a＝U_b＝U_c＝100V、

转换为u_a＝u_b＝u_c＝4V，U_a、U_b、U_c与u_a、u_b、u_c三相电压相位角互成120°，标准电压转换器转换精度0.01级，20％u_a～120％u_a范围线性度为0.01％；标准电流转换信号I_a＝I_b＝I_c＝1A、5A，电流转换比例1A、5A：0.05A，通过标准电阻转换为u′_a＝u′_b＝u′_c＝4V，u′_a、u′_b、u′_c三相电压相位角互成120°，标准电流转换器转换精度0.01级，1％I_a～120％I_a范围线性度为0.01％，R＝80Ω，精度100ppm；

高精度动态信号A/D分析仪为24-Bit，102.4kS/s动态信号采集卡，信号采集范围±10V，电压分辨率1μV，用于将标准转换器的模拟信号转换成数字信号，通过上位机的PCI插槽与上位机进行数字信号传输；

同步采样单元；将模拟量输入合并单元和标准转换器在实时采样的过程中保持同步；

合并单元测试仪；准确度为0.03级并同时接收被校数字信号和标准数字信号，解析被校数字信号后与所述标准数字信号进行比较，得到电能计量装置的幅值误差f、相位误差δ和绝对延时T_d以及被校数字化电能表误差反馈给上位机，其中，所述被校数字信号包括模拟量输入合并单元被校数字信号和数字化电能表被校数字信号，所述标准数字信号包括模拟量输入合并单元标准数字信号和数字化电能表标准数字信号。

基于上述的校准系统，实施例1的具体操作过程为：

启动合并单元测试仪。

启动上位机“合并单元误差校准试验”程序，完成被校准合并单元参数配置后，上位机将配置参数下发合并单元测试仪。

三相交流标准源设置U＝100％U_N，且U_N＝100V或

(根据智能变电站PT合并单元模拟量输入参数确定)，I＝20％I_N和100％I_N，I_N＝5A或1A(根据智能变电站CT合并单元模拟量输入参数确定)。

合并单元测试仪分别在三相交流标准源U＝100％U_N、I＝20％I_N和U＝100％U_N、工＝100％I_N两种情况下测试PT合并单元及CT合并单元误差：

PT合并单元：幅值误差f_u100、相位误差δ_u100；

CT合并单元：幅值误差f_i20和f_i100、相位误差δ_i20和δ_i100；

其中，幅值误差根据公式1计算得出，相位误差根据公式2得出，

其中，U_i表示幅值测量值，U₀表示幅值标准值；

其中，

表示相位测量值，

表示额定延时值对应的角度。

合并单元测试仪将误差测试结果上传全上位机，上位机判断电能计量装置的误差是否合格后完成校准；

合格标准：

f_u100≤±0.2％、δ_u100≤±10(分)为合格，否则不合格；

f_i20≤±0.35％、δ_i20≤±15(分)为合格，否则不合格；

f_i100≤±0.2％、δ_i100≤±10(分)为合格，否则不合格。

同时，上位机将得到的SMV报文绝对延时T_d与合并单元额定延时T_dN比较，得到延时补偿量T_Δ。

基于上述的校准系统，实施例2的具体操作过程为：

三相交流标准源设置U＝100％U_N，且U_N＝100V或

(根据智能变电站PT合并单元模拟量输入参数确定)，I＝20％I_N和100％I_N，I_N＝5A或1A(根据智能变申站CT合并单元模拟量输入参数确定)。

合并单元测试仪分别在三相交流标准源U＝100％U_N、I＝20％I_N和U＝100％U_N、I＝100％I_N两种情况下测试数字化电能表误差。

启动上位机“数字化电能表误差校准试验”程序，测定被校数字化电能表误差γ；

电能表误差根据公式3计算得出，

其中，m₀表示被校电能表脉冲值，m表示设定的脉冲值。

上位机判断数字化电能表的误差是否合格后完成校准；

合格标准：

γ≦±0.2％为合格，否则为不合格。

基于上述的校准系统，实施例3的具体操作过程为：

三相交流标准源设置U＝100％U_N,且U_N＝100V或100/√3V(根据智能变电站PT合并单元模拟量输入参数确定)，I＝20％I_N和100％I_N,I_N＝5A或1A(根据智能变电站CT合并单元模拟量输入参数确定).

三相交流标准源在输出工频模拟量同时叠加幅值为基波幅值20％、1～13次谐波。

重复实施例1和实施例2，考核标准不变。

此外，本发明还包括了一种数字化电能表与数字标准表的自校准，其中数字标准表由标准转换器和高精度动态信号A/D分析仪组成，自校准过程如下：

三相交流标准源设置U＝20％U_N,且U_N＝100V，I＝20％I_N,I_N＝5A,功率因数COSΦ＝1。

启动上位机“数字标准表自检”程序，系统自动记录并通过数字量映射标准表有效值u、i,此时，

标准电压转换系数：K_u＝100V/4V＝25；

标准电流转换系数：K_i＝5A/(4V/80)＝100。

得到数字标准表误差：β＝((K_uK_iui-UI)/UI)×100％；

误差限值：β≤0.01％。

在校准过程中，数字标准表误差β在误差限制内时，表示数字电能表中的标准转换器的等级为0.01级，

基于上述的实施例以及实施例操作过程，得出本发明提供的电能计量装置整体校准方法及系统，是利用上位机将配置参数下发至合并单元测试仪，合并单元测试仪同步接收PT合并单元以及两个间隔合并单元SMV报文，并利用高精度动态信号A/D分析仪回采形成模拟标准表，同时采集多个合并单元的数字量信号以及跨间隔数字化电能表的电能脉冲数据，完成跨间隔数字化计量同步多点多参量整体测试。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.电能计量装置整体校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.根据智能变电站工况条件，配置标准器具的各项标准信号参数，其中，所述标准器具包括三相交流标准源、标准转换器和合并单元测试仪；

S2.三相交流标准源提供模拟标准信号，一方面经模拟量输入合并单元输出的数字信号进行实时采样后同时输入至合并单元测试仪和数字化电能表中，以形成在合并单元测试仪中获得被校数字信号，同时另一方面，该模拟标准信号经标准转换器实时回采及转换后输入至所述合并单元测试仪中获得标准数字信号；其中，被校准数字信号与标准数字信号在采样过程中保持同步；

S3.合并单元测试仪解析被校数字信号后与所述标准数字信号进行比较，得电能计量装置的幅值误差、相位误差和绝对延时以及数字化电能表误差；

S4.合并单元测试仪将误差测试结果上传至上位机，上位机判断电能计量装置的误差是否合格后完成校准。

2.根据权利要求1所述的电能计量装置整体校准方法，其特征在于，所述根据智能变电站工况条件，配置标准器具的各项标准信号参数，具体为配置所述三相交流标准源、标准转换器和合并单元测试仪的各项标准信号参数，具体包括：标准电压、标准电流、标准脉冲、额定延时和标准转换系数。

3.根据权利要求1所述的电能计量装置整体校准方法，其特征在于，所述三相交流标准源提供模拟标准信号，经模拟量输入合并单元输出的数字信号进行实时采样后输入至所述合并单元测试仪中获得被校数字信号，具体包括：

(3.1)模拟标准信号经模拟量输入合并单元输出的数字信号通过采样同步方式采样的数字信号一方面输入至合并单元测试仪中，获得模拟量输入合并单元被校数字信号；

(3.2)另一方面，经同步采样方式采样的数字信号同时输入至数字化电能表中，数字化电能表输出反映电能量的脉冲信号反馈至合并单元测试仪中，获得数字化电能表被校数字信号。

4.根据权利要求3所述的电能计量装置整体校准方法，其特征在于，所述模拟量输入合并单元包括一个或至少2个以上的模拟量输入合并单元。

5.根据权利要求4所述的电能计量装置整体校准方法，其特征在于，当所述模拟量输入合并单元为至少2个以上时，所述模拟量输入合并单元输出的数字信号均经网络交换机进行数据打包后形成一完整的数据包再同时输入至合并单元测试仪和数字化电能表中。

6.根据权利要求5所述的电能计量装置整体校准方法，其特征在于，所述数字化电能表输出反映电能量的脉冲信号还经脉冲转换器转换为电脉冲信号输入至所述三相交流标准源中获得模拟量被校脉冲信号，该模拟量被校脉冲信号与三相交流标准源中设定的模拟量标准脉冲信号比较后完成数字化电能表的校准。

7.根据权利要求6所述的电能计量装置整体校准方法，其特征在于，所述该模拟标准信号经标准转换器实时回采及转换后输入至所述合并单元测试仪中获得数字标准信号，具体包括：

(7.1)模拟标准信号输入至模拟量输入合并单元的同时还经标准转换器实时回采及转换后输入至所述合并单元测试仪中，获得模拟量输入合并单元标准数字信号；

(7.2)模拟标准信号中具有的模拟量标准脉冲信号经标准转换器实时回采及转换后输入至所述合并单元测试仪中，获得数字化电能表标准数字信号。

8.根据权利要求7所述电能计量装置整体校准方法，其特征在于，所述合并单元测试仪解析被校数字信号后与所述数字标准信号进行比较，得到：模拟量输入合并单元的幅值误差、相位误差和绝对延时以及得到数字化电能表误差。

9.根据权利要求1-7任意一项所述的电能计量装置整体校准方法，其特征在于，根据智能变电站工况条件，还可在标准信号的基础上叠加1-13次的谐波形成高次谐波信号，然后再利用步骤S2-S4完成对电能计量装置的误差校准。

10.电能计量装置整体校准系统，采用权利要求9所述的电能计量装置整体校准方法，其特征在于，包括：

上位机；根据智能变电站工况条件，配置标准器具的各项标准信号参数和叠加的谐波参数，同时接收合并单元测试仪上传的误差测试结果，上位机判断电能计量装置的误差是否合格后完成校准，其中，所述标准器具包括三相交流标准源、标准转换器和合并单元测试仪，所述标准信号参数包括标准电压、标准电流、标准脉冲、额定延时和标准转换系数，所述谐波参数为在标准信号的基础上叠加幅值为基波幅值20％，1-13次的谐波；

三相交流标准源；准确度为0.05级并提供模拟标准信号和谐波信号；此外，所述三相交流标准源还接收数字化电能表被校数字信号；

模拟量输入合并单元；实时采样并接收模拟标准信号和谐波信号后输出模拟量输入合并单元被校数字信号；其中，所述模拟量输入合并单元包括一个或至少2个以上；

数字化电能表；接收模拟量输入合并单元输出的数字信号后发出反映电能量的数字化电能表被校数字信号；

标准转换器；准确度为0.01级并实时采样及接收模拟标准信号和谐波信号后进行信号转换输出模拟量输入合并单元标准数字信号和数字化电能表标准数字信号；

同步采样单元；将模拟量输入合并单元和标准转换器在实时采样的过程中保持同步；

合并单元测试仪；准确度为0.03级并同时接收被校数字信号和标准数字信号，解析被校数字信号后与所述标准数字信号进行比较，得到电能计量装置的幅值误差、相位误差和绝对延时以及被校数字化电能表误差反馈给上位机，其中，所述被校数字信号包括模拟量输入合并单元被校数字信号和数字化电能表被校数字信号，所述标准数字信号包括模拟量输入合并单元标准数字信号和数字化电能表标准数字信号。

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