WO2014114150A1 - 电能表动态计量周期电能序列比例分配校验法 - Google Patents

电能表动态计量周期电能序列比例分配校验法 Download PDF

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energy meter
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陆以彪
王学伟
韩东
王琳
齐传凤
吕华
李鹏
万静
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Electric Power Research Institute of State Grid Heilongjiang Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Electric Power Research Institute of State Grid Heilongjiang Electric Power Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/04—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass of instruments for measuring time integral of power or current

Definitions

  • the invention relates to a power meter dynamic metering cycle electric energy sequence proportional distribution verification method, and belongs to the technical field of dynamic energy metering of electric energy meters.
  • the invention is to solve the problem of the dynamic performance measurement test of the electric energy meter in the prior art, the power signal source is used to generate the dynamic load energy signal, and the problem of the metering traceability error cannot be given, and the power meter dynamic metering cycle energy sequence proportional distribution is provided. Test.
  • the power meter dynamic metering cycle electric energy sequence proportional distribution verification method of the invention which uses a three-phase steady-state voltage signal or a three-phase steady-state current signal to generate a synchronous on-off control signal OOK through a periodic distribution circuit, the on-off control signal OOK Generating a dynamic load current signal by a three-phase dynamic load current signal generating circuit, the dynamic load current signal being input to the measured electric energy meter in the form of a discrete electric energy sequence; the three-phase dynamic load current signal generating circuit adopts a three-phase steady-state current signal As the working power source; the measured electric energy meter uses a three-phase steady-state voltage signal as the working power source;
  • the measurement verification error calculation circuit calculates the pulse signal output by the measured electric energy meter and the pulse signal output by the standard electric energy meter, obtains the dynamic load measurement verification error of the measured electric energy meter, and realizes the dynamic load measurement test of the measured electric energy meter. Traceability.
  • the synchronous on/off control signal OOK s ( t ) is:
  • n is a discrete dynamic load energy current signal sequence
  • n is an electricity discrete number sequence
  • T 50Hz power frequency AC cycle
  • N is a natural number
  • the OOK dynamic load time domain instantaneous current i dn ( t ) in the nth control cycle under the synchronous ON/OFF control signal OOK control mode is:
  • I rms is the current RMS of the OOK dynamic load time domain
  • ⁇ is the current angular frequency of the OOK dynamic load time domain
  • ⁇ n is the OOK dynamic load time domain instantaneous current i dn ( t ) base in the nth control cycle
  • the initial angle of the wave component or harmonic component A is the OOK dynamic load time domain instantaneous current i dn ( t ) harmonic component amplitude
  • m 1 and m 2 are positive integers
  • the ratio of m 1 / m 2 is OOK dynamic load
  • the dynamic load current signal is input to the measured electric energy meter in the form of a discrete electric energy sequence ⁇ E di 0 ( n ), E di 1 ( n ), E di 2 ( n ), ..., E din ( n ) ⁇ , E din ( n ) Synchronous on/off control signal OOK Dynamic load energy during the nth control period, E din ( n ) is expressed in terms of energy equivalent:
  • U rms is the voltage rms value of the OOK dynamic load time domain
  • E q is the quantized energy equivalent, which is the quantized energy equivalent under a certain check input condition
  • the total number of cycles of the 50 Hz sinusoidal current signal included in the on period of one synchronous on/off control signal OOK is represented by T A , and T B is included in the off period of one synchronous on/off control signal OOK.
  • the number of pulse signals outputted by the measured electric energy meter is collected N A , and the obtained electric energy meter is calculated and obtained.
  • the number of pulse signals output N A corresponds to the number of calculated pulses of the standard energy meter m 0 :
  • C is the output pulse constant of the measured electric energy meter, the unit is P/kWh;
  • K I is the current transformer ratio of the standard electric energy meter in the calibration process;
  • K U is the voltage mutual inductance of the external electric energy meter in the calibration process Ratio of the device;
  • K J is the wiring coefficient,
  • C 0 is the output pulse constant of the standard energy meter, and the unit is P/WS;
  • Synchronous on/off control signal OOK for inputting the measured electric energy meter
  • the three-phase steady-state voltage signal and the three-phase steady-state current signal are input into the measured electric energy meter, and the pulse signal outputted by the measured electric energy meter is collected.
  • the number N S is calculated to obtain the number of calculated pulses m S 0 of the standard electric energy meter corresponding to the number of pulse signals N S output by the electric energy meter to be tested:
  • Pulse number m S the meter under test to perform dynamic load measurement test measurement traceability according to a given steady-state power meter under test corresponding to the standard, which is traceable error ⁇ S:
  • the invention has the advantages that the invention can effectively reflect the dynamic load metering performance of the electric energy meter and the traceability test of the dynamic load metering performance of the electric energy meter. It uses a synchronous OOK generated by a three-phase steady-state voltage or a three-phase steady-state current signal.
  • the cycle on/off control signal dynamically distributes the three-phase steady-state current signal, and uses the power electronic device such as thyristor to realize the control to generate transient, short-time and long-time three kinds of dynamic load current signals with periodic changes, and dynamic load electric energy.
  • Input to the measured electric energy meter in the form of discrete electric energy sequence calculate the dynamic load measurement and verification error of the measured electric energy meter by collecting the output electric energy meter and the output pulse of the measured electric energy meter, and realize the dynamic load on the measured electric energy Tracing test traceability.
  • the invention establishes a calculation method for the dynamic load metering verification error of the electric energy meter, which can convert the static error of the standard electric energy meter to the dynamic error of the electric energy meter to be tested, and compare the theoretical value of the dynamic load electric energy distributed to the electric energy meter to be tested, Calculate the dynamic load measurement error of the measured electric energy meter by calculating the dynamic load energy value actually measured by the measured electric energy meter.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a method for proportional distribution of a power meter dynamic metering cycle energy sequence according to the present invention.
  • the power meter dynamic metering periodic energy sequence proportional distribution check method of the electric energy meter in the present embodiment adopts a three-phase steady-state voltage signal or a three-phase steady-state current signal to pass periodic distribution.
  • the circuit 1 generates a synchronous on/off control signal OOK, and the on/off control signal OOK generates a dynamic load current signal through the three-phase dynamic load current signal generation circuit 2, and the dynamic load current signal is input to the measured electric energy meter in the form of a discrete electric energy sequence;
  • the three-phase dynamic load current signal generating circuit 2 uses a three-phase steady-state current signal as a working power source;
  • the measured electric energy meter uses a three-phase steady-state voltage signal as a working power source;
  • the measurement verification error calculation circuit 3 calculates the pulse signal outputted by the measured electric energy meter and the pulse signal output by the standard electric energy meter, obtains the dynamic load measurement verification error of the measured electric energy meter, and realizes the dynamic load measurement of the measured electric energy meter. Test traceability.
  • the method for verifying the measured electric energy meter in the embodiment can be used for measuring two electric energy meters to be tested.
  • the periodic distribution circuit 1 only needs to generate the synchronous on/off control signal OOK through a NAND gate to realize the control, that is, the synchronous on/off control signal OOK generated by the distribution circuit 1 is directly input to the three-phase dynamic load corresponding to a measured electric energy meter.
  • the current signal generating circuit 2, the synchronous on/off control signal OOK generated by the distribution circuit 1 is input to the three-phase dynamic load current signal generating circuit 2 corresponding to the other measured electric energy meter via the NAND gate converted signal.
  • the measurement conditions can also be set accordingly according to actual needs.
  • the second embodiment is described below with reference to FIG. 1.
  • the present embodiment is a further description of the first embodiment.
  • the synchronous on/off control signal OOK s ( t ) in the present embodiment is:
  • n is a discrete dynamic load energy current signal sequence
  • n is an electricity discrete number sequence
  • T 50Hz power frequency AC cycle
  • N is a natural number
  • the OOK dynamic load time domain instantaneous current i dn ( t ) in the nth control cycle under the synchronous ON/OFF control signal OOK control mode is:
  • I rms is the current RMS of the OOK dynamic load time domain
  • ⁇ is the current angular frequency of the OOK dynamic load time domain
  • ⁇ n is the OOK dynamic load time domain instantaneous current i dn ( t ) base in the nth control cycle
  • the initial angle of the wave component or harmonic component A is the OOK dynamic load time domain instantaneous current i dn ( t ) harmonic component amplitude
  • m 1 and m 2 are positive integers
  • the ratio of m 1 / m 2 is OOK dynamic load
  • the dynamic load current signal is input to the measured electric energy meter in the form of a discrete electric energy sequence ⁇ E di 0 ( n ), E di 1 ( n ), E di 2 ( n ), ..., E din ( n ) ⁇ , E din ( n ) Synchronous on/off control signal OOK Dynamic load energy during the nth control period, E din ( n ) is expressed in terms of energy equivalent:
  • U rms is the voltage rms value of the OOK dynamic load time domain
  • E q is the quantized energy equivalent, which is the quantized energy equivalent under a certain check input condition
  • the total number of cycles of the 50 Hz sinusoidal current signal included in the on period of one synchronous on/off control signal OOK is represented by T A , and T B is included in the off period of one synchronous on/off control signal OOK.
  • the number of pulse signals outputted by the measured electric energy meter is collected N A , and the obtained electric energy meter is calculated and obtained.
  • the number of pulse signals output N A corresponds to the number of calculated pulses of the standard energy meter m 0 :
  • C is the output pulse constant of the measured electric energy meter, the unit is P/kWh;
  • K I is the current transformer ratio of the standard electric energy meter in the calibration process;
  • K U is the voltage mutual inductance of the external electric energy meter in the calibration process Ratio of the device;
  • K J is the wiring coefficient,
  • C 0 is the output pulse constant of the standard energy meter, and the unit is P/WS;
  • Synchronous on/off control signal OOK for inputting the measured electric energy meter
  • the three-phase steady-state voltage signal and the three-phase steady-state current signal are input into the measured electric energy meter, and the pulse signal outputted by the measured electric energy meter is collected.
  • the number N S is calculated to obtain the number of calculated pulses m S 0 of the standard electric energy meter corresponding to the number of pulse signals N S output by the electric energy meter to be tested:
  • Pulse number m S the meter under test to perform dynamic load measurement test measurement traceability according to a given steady-state power meter under test corresponding to the standard, which is traceable error ⁇ S:
  • the current transformer externally connected to the standard electric energy meter is used for current conversion and isolation
  • the voltage transformer externally connected to the standard electric energy meter is used for voltage conversion and isolation
  • This embodiment is a further description of the second embodiment.
  • the number of T A and T B ranges from 1 to 2000.
  • Embodiment 4 This embodiment is further described in Embodiment 1, 2 or 3.
  • the three-phase dynamic load current signal generating circuit of the present embodiment 2 is a three-phase current thyristor circuit.
  • Embodiment 5 This embodiment is a further description of Embodiment 1, 2, 3 or 4, and this embodiment mode
  • the dynamic load current signal generated by the three-phase dynamic load current signal generating circuit 2 is a transient, short-time and long-term dynamic load current signal, and the transient, short-time and long-term dynamic load current signals are periodically changed;
  • the transient dynamic load current signal is: in an on-off control period of the synchronous on/off control signal OOK, T A is 1 ⁇ 5;
  • the short-time dynamic load current signal is: in an on-off control period of the synchronous on-off control signal OOK, T A is 5 to 50;
  • the long-term dynamic load current signal is: in an on-off control period of the synchronous on-off control signal OOK, the T A is 50-500;
  • a power electronic device such as a thyristor is used to control and generate a three-phase OOK dynamic load current signal.
  • the generated three-phase OOK Dynamic Load The current signal is used to control the generation of three types of dynamic load energy signals:
  • Transient dynamic load current signal In one OOK on/off control cycle, the number of pass cycles T A ranges from 1 to 5, that is, the current flow time is 20ms ⁇ 100ms, which can reflect the power consumption status of fast impact power equipment. ;
  • Short-time dynamic load current signal In one OOK on-off control cycle, the number of pass cycles T A ranges from 5 to 50, that is, the current flow time is from 100ms to 1000ms, which can reflect the medium-speed impact electrical equipment or fluctuating load. electricity situation;
  • Long-term dynamic load current signal In one OOK on-off control cycle, the number of pass cycles T A ranges from 50 to 500, that is, the current flow time is 1 s to 10 s, which can reflect the on-off electrical equipment or slow fluctuation load. The state of electricity use .
  • Embodiment 6 This embodiment is further described in Embodiment 1, 2, 3, 4, or 5.
  • the three-phase steady-state voltage signal or the three-phase steady-state current signal in the present embodiment passes through the selection control circuit 4 .
  • a synchronous square wave control signal corresponding to the three-phase steady-state voltage signal or the three-phase steady-state current signal is output, and the synchronous square wave control signal is output to the cycle distribution circuit 1 to generate a synchronous on-off control signal OOK.
  • the synchronous on/off control signal OOK can be generated by the cycle distribution circuit 1 using the following control modes:
  • Voltage Control Mode Generated from a sinusoidal steady state voltage signal. Under the condition of three-phase four-wire wiring, by phase A or C The synchronous voltage square wave signal after phase phase voltage shaping generates a periodic on/off control signal OOK; under the three-phase three-wire condition, the synchronous voltage square wave signal after the AB or CB line voltage shaping generates a periodic on/off control signal OOK .
  • All-pass control mode The power electronic device such as thyristor is always in the on state, and the steady-state three-phase current signal is input to the measured electric energy meter.

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Abstract

电能表动态计量周期电能序列比例分配校验法，属于电能表动态性能计量技术领域。本方法解决了现有对电能表的动态性能计量测试中，采用功率信号源产生动态负荷电能信号，无法给出计量溯源误差的问题。本方法采用由三相稳态电压或三相稳态电流信号产生的同步OOK周期通断控制信号对三相稳态电流信号进行动态分配，利用可控硅等电力电子器件实现控制产生暂态、短时和长时三种呈周期变化的动态负荷电流信号，将动态负荷电能以离散电能序列的形式输入至被测电能表，通过收集标准电能表和被测电能表的输出脉冲来计算被测电能表的动态负荷计量校验误差，并可实现对被测电能表的动态负荷计量测试溯源。

Description

电能表动态计量周期电能序列比例分配校验法 技术领域
本发明涉及电能表动态计量周期电能序列比例分配校验法，属于电能表动态性能计量技术领域。
背景技术
近些年来，随着工业技术的发展，电力系统中动态用电负荷不断增加，如：电气化铁道中使用的大功率硅整流设备、钢铁企业中使用的交流电弧炉和交流逆变器装置、石化与机械等行业中使用的大功率电力拖动设备和电机变频调速装置、建筑塔吊与焊接设备等。这些动态负荷主要表现为：负荷瞬时电流剧烈、大范围地上下波动、出现随时间变化的次谐波等，使电能表产生了较大的电能计量误差，对供电和用电双方均造成了极大的经济损失。因此，实现对目前广泛使用的电能表在动态负荷下的计量性能测试已成为一项亟待解决的新问题。
目前，各种原理的电能表都是针对稳态负荷情况设计、制造、测试和检验的，不包含电能表在动态负荷条件下的试验。针对动态负荷情况，不同厂家生产的电能表的动态计量特性没有得到充分的测试研究。目前对电能表动态特性的研究中，用于电能表动态计量性能测试的动态负荷电能信号均是用功率信号源直接产生的，这种产生动态负荷电能信号的方法缺少对电能表动态计量性能的测试溯源，无法给出计量溯源误差。
 技术问题
本发明是为了解决现有对电能表的动态性能计量测试中，采用功率信号源产生动态负荷电能信号，无法给出计量溯源误差的问题，提供了一种电能表动态计量周期电能序列比例分配校验法。
 技术解决方案
本发明所述电能表动态计量周期电能序列比例分配校验法，它采用三相稳态电压信号或三相稳态电流信号通过周期分配电路产生同步通断控制信号OOK，该通断控制信号OOK通过三相动态负荷电流信号产生电路生成动态负荷电流信号，该动态负荷电流信号以离散电能序列的形式输入至被测电能表；所述三相动态负荷电流信号产生电路采用三相稳态电流信号作为工作电源；被测电能表采用三相稳态电压信号作为工作电源；
然后采集被测电能表输出的脉冲信号，同时采集标准电能表输出的脉冲信号，所述标准电能表在所述三相稳态电压信号和三相稳态电流信号下工作，采用电能表动态负荷计量校验误差计算电路对被测电能表输出的脉冲信号和标准电能表输出的脉冲信号进行计算，获得被测电能表的动态负荷计量校验误差，实现对被测电能表的动态负荷计量测试溯源。
所述同步通断控制信号 OOKs(t) 为：
Figure PCTCN2013089464-appb-M000001
式中 a n 为动态负荷电流信号的离散电能序列， n 为离散电能序列的序号， a n 的表达式为：
Figure PCTCN2013089464-appb-M000002
t 为时间， T 为 50Hz 工频交流电周期，
Figure PCTCN2013089464-appb-M000003
N 为自然数；
同步通断控制信号OOK控制方式下第n 个控制周期内的OOK动态负荷时域瞬时电流i dn (t) 为：
Figure PCTCN2013089464-appb-M000004
式中 I rms 为 OOK 动态负荷时域的电流有效值， ω 为 OOK 动态负荷时域的电流角频率， ф n 为第 n 个控制周期内的 OOK 动态负荷时域瞬时电流 i dn (t) 基波分量或谐波分量的初始角， A 为 OOK 动态负荷时域瞬时电流 i dn (t) 谐波分量幅度， m 1 和 m 2 均为正整数， m 1 /m 2 的比值为 OOK 动态负荷时域瞬时电流 i dn (t) 的整数次谐波或分数次谐波；
ω =2πf ， f =1/T=50Hz ， m 1 ,m 2 ∈ N * ， N * 为正自然数的集合， A ∈ Q * ， Q * 为正有理数集合，且 nT ≤t≤(n+1)T ，当 m 1 /m 2 为整数时， i dn (t) 中含有整数次谐波电流分量；当 m 1 /m 2 为分数时， i dn (t) 中含有非整数次谐波电流分量；
动态负荷电流信号以离散电能序列｛ E di 0 (n), E di 1(n),E di 2(n),…, E din (n) ｝的形式输入至被测电能表， E din (n) 为同步通断控制信号 OOK 第 n 个控制周期内的动态负荷电能， E din (n) 以电能当量的形式表示为：
E din (n)=[U rms I rms Tcosφ n ]·a n =E q ·a n ，
式中 U rms 为 OOK 动态负荷时域的电压有效值， E q 为量化电能当量，是某一校验输入条件下的量化电能当量；
用 T A 表示在 1 个同步通断控制信号 OOK 的导通期间里包含的 50Hz 正弦电流信号的整周期个数，用 T B 表示在 1 个同步通断控制信号 OOK 的关断期间里包含的 50Hz 正弦电流信号的整周期个数，
当被测电能表被输入的动态负荷电流信号为 T A 、 T B 条件下的同步通断控制信号 OOK 时，采集被测电能表输出的脉冲信号个数 NA ，计算获得与被测电能表输出的脉冲信号个数 NA 对应的标准电能表的算定脉冲个数 m 0 ：
Figure PCTCN2013089464-appb-M000005
式中 C 为被测电能表输出脉冲常数，单位为 P/kWh ； K I 为校验过程中标准电能表外接的电流互感器变比； K U 为校验过程中标准电能表外接的电压互感器变比； K J 为接线系数， C 0 为标准电能表输出脉冲常数，单位为 P/WS ；
根据被测电能表在动态负荷电能条件下输出的标准脉冲个数 m ，获得被测电能表的动态负荷计量校验误差 γ 为：
Figure PCTCN2013089464-appb-M000006
使被测电能表被输入的同步通断控制信号 OOK 在全通控制模式下，将三相稳态电压信号和三相稳态电流信号输入被测电能表，采集被测电能表输出的脉冲信号个数 N S ，计算获得与被测电能表输出的脉冲信号个数 N S 对应的标准电能表的算定脉冲个数 m S0 ：
Figure PCTCN2013089464-appb-M000007
根据被测电能表的给定计量稳态电能所对应的标准脉冲个数 m S ，对被测电能表进行动态负荷计量测试溯源，其溯源误差 γ S 为：
Figure PCTCN2013089464-appb-M000008
有益效果
本发明的优点：本发明能够有效反映电能表动态负荷计量性能以及电能表动态负荷计量性能测试溯源。它采用由三相稳态电压或三相稳态电流信号产生的同步 OOK 周期通断控制信号对三相稳态电流信号进行动态分配，利用可控硅等电力电子器件实现控制产生暂态、短时和长时三种呈周期变化的动态负荷电流信号，将动态负荷电能以离散电能序列的形式输入至被测电能表，通过收集标准电能表和被测电能表的输出脉冲来计算被测电能表的动态负荷计量校验误差，并可实现对被测电能的动态负荷计量测试溯源。
本发明建立了电能表动态负荷计量校验误差的计算方法，可将标准电能表的静态误差过渡到被测电能表的动态误差，通过对比分配到被测电能表的动态负荷电能的理论值、与被测电能表实际计量到的动态负荷电能值来计算给出被测电能表的动态负荷计量误差。
 附图说明
图 1 是本发明所述电能表动态计量周期电能序列比例分配校验法的原理框图。
本发明的实施方式
具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述电能表动态计量周期电能序列比例分配校验法，它采用三相稳态电压信号或三相稳态电流信号通过周期分配电路1产生同步通断控制信号OOK，该通断控制信号OOK通过三相动态负荷电流信号产生电路2生成动态负荷电流信号，该动态负荷电流信号以离散电能序列的形式输入至被测电能表；所述三相动态负荷电流信号产生电路2采用三相稳态电流信号作为工作电源；被测电能表采用三相稳态电压信号作为工作电源；
然后采集被测电能表输出的脉冲信号，同时采集标准电能表输出的脉冲信号，所述标准电能表在所述三相稳态电压信号和三相稳态电流信号下工作，采用电能表动态负荷计量校验误差计算电路3对被测电能表输出的脉冲信号和标准电能表输出的脉冲信号进行计算，获得被测电能表的动态负荷计量校验误差，实现对被测电能表的动态负荷计量测试溯源。
本实施方式所述对被测电能表进行校验的方式，可用于对两个被测电能表的测量。只需将周期分配电路1产生同步通断控制信号OOK经过一个与非门来实现控制，即将分配电路1产生的同步通断控制信号OOK直接输入给与一个被测电能表对应的三相动态负荷电流信号产生电路2，分配电路1产生的同步通断控制信号OOK经过与非门变换后的信号输入给另一个被测电能表对应的三相动态负荷电流信号产生电路2。还可根据实际需要对测量情况进行相应的设置。
具体实施方式二：下面结合图 1 说明本实施方式， 本实施方式为对实施方式一的进一步说明，本实施方式所述同步通断控制信号 OOKs(t) 为：
Figure PCTCN2013089464-appb-M000009
式中 a n 为动态负荷电流信号的离散电能序列， n 为离散电能序列的序号， a n 的表达式为：
Figure PCTCN2013089464-appb-M000010
t为时间，T为50Hz工频交流电周期，
Figure PCTCN2013089464-appb-M000011
N 为自然数；
同步通断控制信号OOK控制方式下第n 个控制周期内的OOK动态负荷时域瞬时电流i dn (t) 为：
Figure PCTCN2013089464-appb-M000012
式中 I rms 为 OOK 动态负荷时域的电流有效值， ω 为 OOK 动态负荷时域的电流角频率， ф n 为第 n 个控制周期内的 OOK 动态负荷时域瞬时电流 i dn (t) 基波分量或谐波分量的初始角， A 为 OOK 动态负荷时域瞬时电流 i dn (t) 谐波分量幅度， m 1 和 m 2 均为正整数， m 1 /m 2 的比值为 OOK 动态负荷时域瞬时电流 i dn (t) 的整数次谐波或分数次谐波；
ω =2πf ， f =1/T=50Hz ， m 1 ,m 2 ∈ N * ， N * 为正自然数的集合， A ∈ Q * ， Q * 为正有理数集合，且 nT ≤t≤(n+1)T ，当 m 1 /m 2 为整数时， i dn (t) 中含有整数次谐波电流分量；当 m 1 /m 2 为分数时， i dn (t) 中含有非整数次谐波电流分量；
动态负荷电流信号以离散电能序列｛ E di 0 (n), E di 1(n),E di 2(n),…, E din (n) ｝的形式输入至被测电能表， E din (n) 为同步通断控制信号 OOK 第 n 个控制周期内的动态负荷电能， E din (n) 以电能当量的形式表示为：
E din (n)=[U rms I rms Tcosφ n ]·a n =E q ·a n ，
式中 U rms 为 OOK 动态负荷时域的电压有效值， E q 为量化电能当量，是某一校验输入条件下的量化电能当量；
用 T A 表示在 1 个同步通断控制信号 OOK 的导通期间里包含的 50Hz 正弦电流信号的整周期个数，用 T B 表示在 1 个同步通断控制信号 OOK 的关断期间里包含的 50Hz 正弦电流信号的整周期个数，
当被测电能表被输入的动态负荷电流信号为 T A 、 T B 条件下的同步通断控制信号 OOK 时，采集被测电能表输出的脉冲信号个数 NA ，计算获得与被测电能表输出的脉冲信号个数 NA 对应的标准电能表的算定脉冲个数 m 0 ：
Figure PCTCN2013089464-appb-M000013
式中 C 为被测电能表输出脉冲常数，单位为 P/kWh ； K I 为校验过程中标准电能表外接的电流互感器变比； K U 为校验过程中标准电能表外接的电压互感器变比； K J 为接线系数， C 0 为标准电能表输出脉冲常数，单位为 P/WS ；
根据被测电能表在动态负荷电能条件下输出的标准脉冲个数 m ，获得被测电能表的动态负荷计量校验误差 γ 为：
Figure PCTCN2013089464-appb-M000014
使被测电能表被输入的同步通断控制信号 OOK 在全通控制模式下，将三相稳态电压信号和三相稳态电流信号输入被测电能表，采集被测电能表输出的脉冲信号个数 N S ，计算获得与被测电能表输出的脉冲信号个数 N S 对应的标准电能表的算定脉冲个数 m S0 ：
Figure PCTCN2013089464-appb-M000015
根据被测电能表的给定计量稳态电能所对应的标准脉冲个数 m S ，对被测电能表进行动态负荷计量测试溯源，其溯源误差 γ S 为：
Figure PCTCN2013089464-appb-M000016
本实施方式中，校验过程中标准电能表外接的电流互感器用于进行电流变换和隔离，标准电能表外接的电压互感器用于进行电压变换和隔离。
具体实施方式三：本实施方式为对实施方式二的进一步说明，本实施方式所述 T A 和T B 的个数范围均为1~2000。
具体实施方式四：本实施方式为对实施方式一、二或三的进一步说明，本实施方式所述三相动态负荷电流信号产生电路 2 为三相电流可控硅电路。
具体实施方式五：本实施方式为对实施方式一、二、三或四的进一步说明，本实施方式 所述三相动态负荷电流信号产生电路 2 生成的动态负荷电流信号为暂态、短时和长时的动态负荷电流信号，该暂态、短时和长时的动态负荷电流信号呈周期变化；
暂态动态负荷电流信号为：在同步通断控制信号 OOK 的一个通断控制周期内， T A 为1~5个；
短时动态负荷电流信号为：在同步通断控制信号 OOK 的一个通断控制周期内， T A 为5~50个；
长时动态负荷电流信号为：在同步通断控制信号 OOK 的一个通断控制周期内， T A 为50~500个；
本实施方式采用可控硅等电力电子器件来实现控制产生三相 OOK 动态负荷 电流信号。所产生的三相 OOK 动态负荷 电流信号用于控制产生三种类型的动态负荷电能信号：
暂态动态负荷电流信号：在 1 个 OOK 通断控制周期内，通周期数 T A 范围为1~5个，即电流流通时间为20ms~100ms，可反映快速冲击用电设备等的用电状况；
短时动态负荷电流信号：在 1 个 OOK 通断控制周期内，通周期数 T A 范围为5~50个，即电流流通时间为100ms~1000ms，可反映中速冲击用电设备或波动负荷的用电状况；
长时动态负荷电流信号：在 1 个 OOK 通断控制周期内，通周期数 T A 范围为50~500个，即电流流通时间为1s~10s，可反映通断用电设备或慢速波动负荷的用电状况。
具体实施方式六：本实施方式为对实施方式一、二、三、四或五的进一步说明，本实施方式所述三相稳态电压信号或三相稳态电流信号通过选择控制电路 4 选择后输出与三相稳态电压信号或三相稳态电流信号对应的同步方波控制信号，该同步方波控制信号输出给周期分配电路 1 产生同步的通断控制信号 OOK 。
本实施方式中同步通断控制信号 OOK 可通过周期分配电路 1 采用以下控制模式产生：
电压控制模式： 由正弦稳态电压信号产生。三相四线接线条件下，由 A 相或 C 相相电压整形后的同步电压方波信号产生周期通断控制信号 OOK ；三相三线条件下，由 AB 或 CB 线电压整形后的同步电压方波信号产生周期通断控制信号 OOK 。
电流控制模式： 由正弦稳态电流信号产生。由 A 相、 B 相或 C 相电流信号整形后的同步电流方波信号产生周期通断控制信号 OOK 。
全通控制模式：令可控硅等电力电子器件始终处于导通状态，将稳态三相电流信号输入至被测电能表。

Claims (6)

  1. 一种电能表动态计量周期电能序列比例分配校验法，其特征在于，它采用三相稳态电压信号或三相稳态电流信号通过周期分配电路（1）产生同步通断控制信号OOK，该通断控制信号OOK通过三相动态负荷电流信号产生电路（2）生成动态负荷电流信号，该动态负荷电流信号以离散电能序列的形式输入至被测电能表；所述三相动态负荷电流信号产生电路（2）采用三相稳态电流信号作为工作电源；被测电能表采用三相稳态电压信号作为工作电源；
    然后采集被测电能表输出的脉冲信号，同时采集标准电能表输出的脉冲信号，所述标准电能表在所述三相稳态电压信号和三相稳态电流信号下工作，采用电能表动态负荷计量校验误差计算电路（3）对被测电能表输出的脉冲信号和标准电能表输出的脉冲信号进行计算，获得被测电能表的动态负荷计量校验误差，实现对被测电能表的动态负荷计量测试溯源。
  2. 根据权利要求1所述的电能表动态计量周期电能序列比例分配校验法，其特征在于，所述同步通断控制信号 OOKs(t) 为：
    Figure PCTCN2013089464-appb-M000017
    式中 a n 为动态负荷电流信号的离散电能序列， n 为离散电能序列的序号， a n 的表达式为：
    Figure PCTCN2013089464-appb-M000018
    t为时间，T为50Hz工频交流电周期，
    Figure PCTCN2013089464-appb-M000019
    N 为自然数；
    同步通断控制信号OOK控制方式下第n 个控制周期内的OOK动态负荷时域瞬时电流i dn (t) 为：
    Figure PCTCN2013089464-appb-M000020
    式中 I rms 为 OOK 动态负荷时域的电流有效值， ω 为 OOK 动态负荷时域的电流角频率， ф n 为第 n 个控制周期内的 OOK 动态负荷时域瞬时电流 i dn (t) 基波分量或谐波分量的初始角， A 为 OOK 动态负荷时域瞬时电流 i dn (t) 谐波分量幅度， m 1 和 m 2 均为正整数， m 1 /m 2 的比值为 OOK 动态负荷时域瞬时电流 i dn (t) 的整数次谐波或分数次谐波；
    ω =2πf ， f =1/T=50Hz ， m 1 ,m 2 ∈ N * ， N * 为正自然数的集合， A ∈ Q * ， Q * 为正有理数集合，且 nT ≤t≤(n+1)T ，当 m 1 /m 2 为整数时， i dn (t) 中含有整数次谐波电流分量；当 m 1 /m 2 为分数时， i dn (t) 中含有非整数次谐波电流分量；
    动态负荷电流信号以离散电能序列｛ E di 0 (n), E di 1(n),E di 2(n),…, E din (n) ｝的形式输入至被测电能表， E din (n) 为同步通断控制信号 OOK 第 n 个控制周期内的动态负荷电能， E din (n) 以电能当量的形式表示为：
    E din (n)=[U rms I rms Tcosφ n ]·a n =E q ·a n ，
    式中 U rms 为 OOK 动态负荷时域的电压有效值， E q 为量化电能当量，是某一校验输入条件下的量化电能当量；
    用 T A 表示在 1 个同步通断控制信号 OOK 的导通期间里包含的 50Hz 正弦电流信号的整周期个数，用 T B 表示在 1 个同步通断控制信号 OOK 的关断期间里包含的 50Hz 正弦电流信号的整周期个数，
    当被测电能表被输入的动态负荷电流信号为 T A 、 T B 条件下的同步通断控制信号 OOK 时，采集被测电能表输出的脉冲信号个数 NA ，计算获得与被测电能表输出的脉冲信号个数 NA 对应的标准电能表的算定脉冲个数 m 0 ：
    Figure PCTCN2013089464-appb-M000021
    式中 C 为被测电能表输出脉冲常数，单位为 P/kWh ； K I 为校验过程中标准电能表外接的电流互感器变比； K U 为校验过程中标准电能表外接的电压互感器变比； K J 为接线系数， C 0 为标准电能表输出脉冲常数，单位为 P/WS ；
    根据被测电能表在动态负荷电能条件下输出的标准脉冲个数 m ，获得被测电能表的动态负荷计量校验误差 γ 为：
    Figure PCTCN2013089464-appb-M000022
    使被测电能表被输入的同步通断控制信号 OOK 在全通控制模式下，将三相稳态电压信号和三相稳态电流信号输入被测电能表，采集被测电能表输出的脉冲信号个数 N S ，计算获得与被测电能表输出的脉冲信号个数 N S 对应的标准电能表的算定脉冲个数 m S0 ：
    Figure PCTCN2013089464-appb-M000023
    根据被测电能表的给定计量稳态电能所对应的标准脉冲个数 m S ，对被测电能表进行动态负荷计量测试溯源，其溯源误差 γ S 为：
    Figure PCTCN2013089464-appb-M000024
  3. 根据权利要求2所述的电能表动态计量周期电能序列比例分配校验法，其特征在于，所述 T A 和T B 的个数范围均为1~2000。
  4. 根据权利要求2或3所述的电能表动态计量周期电能序列比例分配校验法，其特征在于，所述三相动态负荷电流信号产生电路（2）为三相电流可控硅电路。
  5. 根据权利要求4所述的电能表动态计量周期电能序列比例分配校验法，其特征在于，
    所述三相动态负荷电流信号产生电路（2）生成的动态负荷电流信号为暂态、短时和长时的动态负荷电流信号，该暂态、短时和长时的动态负荷电流信号呈周期变化；
    暂态动态负荷电流信号为：在同步通断控制信号OOK的一个通断控制周期内， T A 为1~5个；
    短时动态负荷电流信号为：在同步通断控制信号 OOK 的一个通断控制周期内， T A 为5~50个；
    长时动态负荷电流信号为：在同步通断控制信号 OOK 的一个通断控制周期内， T A 为50~500个。
  6. 根据权利要求1、2、3或5所述的电能表动态计量周期电能序列比例分配校验法，其特征在于，所述三相稳态电压信号或三相稳态电流信号通过选择控制电路（4）选择后输出与三相稳态电压信号或三相稳态电流信号对应的同步方波控制信号，该同步方波控制信号输出给周期分配电路（1）产生同步的通断控制信号OOK。
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