本發(fā)明涉及電力設(shè)備檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種產(chǎn)生可溯源的任意波形模擬功率信號(hào)的方法。

背景技術(shù)：

隨著城市建設(shè)和電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，智能電表得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，智能電表的性能好壞將直接影響變電站及電力傳輸線路的正常運(yùn)行，故在正式投入使用前需要對(duì)智能電表進(jìn)行檢定以保證其性能。目前對(duì)智能電能表基本誤差的檢定，通常有標(biāo)準(zhǔn)表法和標(biāo)準(zhǔn)源法兩種，而不管采用哪種方法，其規(guī)定的參比條件都是在比較理想的正弦信號(hào)的情況下進(jìn)行檢定。但智能電表實(shí)際的運(yùn)行工況為動(dòng)態(tài)負(fù)荷，參比條件為正弦信號(hào)并不能完全模擬智能電表真實(shí)的運(yùn)行工況，如果要考慮其動(dòng)態(tài)負(fù)荷特性，首先需要能夠產(chǎn)生任意波形的模擬功率源，同時(shí)，如果進(jìn)一步對(duì)智能電表的基本誤差進(jìn)行評(píng)定，則該功率源還必須為可溯源的。

當(dāng)前的功率源一種是標(biāo)準(zhǔn)功率源，能產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的正弦信號(hào)，可溯源；另一種是標(biāo)準(zhǔn)諧波功率源，能產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的諧波信號(hào)，可溯源；還有一種是能產(chǎn)生任意波形的功率源，但是無(wú)法溯源。上述功率源均無(wú)法滿足既能產(chǎn)生任意波形信號(hào)、又可溯源的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是功率源既能產(chǎn)生任意波形信號(hào)，又可溯源，目的在于提供一種產(chǎn)生可溯源的任意波形模擬功率信號(hào)的方法，能夠產(chǎn)生可溯源、任意波形的模擬功率信號(hào)，該信號(hào)作為輸入信號(hào)接入智能電表，可以完全模擬智能電表真實(shí)的運(yùn)行工況，對(duì)智能電表的基本誤差進(jìn)行評(píng)定，有利于了解 智能電表的真實(shí)性能。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種產(chǎn)生可溯源的任意波形模擬功率信號(hào)的方法，包括如下步驟：

A、接入任意波形，對(duì)接入波形進(jìn)行分析，獲得直流信號(hào)、基波信號(hào)及諧波信號(hào)；

B、將直流信號(hào)、基波信號(hào)和諧波信號(hào)同步輸入各自對(duì)應(yīng)的模擬功率源，模擬功率源將數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬量信號(hào)輸出，其中，直流信號(hào)輸入直流模擬功率源，基波信號(hào)輸入基波模擬功率源，諧波信號(hào)具體的，N次諧波信號(hào)輸入第N-1諧波模擬功率源，其中N為大于等于2的正整數(shù)；

C、將每個(gè)模擬功率源輸出的模擬電壓信號(hào)串聯(lián)，獲得任意波形模擬電壓；將每個(gè)模擬功率源輸出的模擬電流信號(hào)并聯(lián)，獲得任意波形模擬電流；

D、將每個(gè)模擬功率源輸出的模擬電壓信號(hào)和模擬電流信號(hào)接入各自對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)功率表，獲得每個(gè)模擬功率源的功率值。

特別地，所述步驟A中對(duì)接入波形采用傅里葉分解進(jìn)行分析。

特別地，所述步驟A中接入的任意波形可以是IEC國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn)中提到的典型波形、通過(guò)輸入函數(shù)產(chǎn)生的波形以及變電站實(shí)際運(yùn)行中電網(wǎng)的典型負(fù)荷波形中的任一種。

特別地，所述步驟B中N為小于等于30的正整數(shù)。

特別地，所述步驟C中各模擬功率源輸出的模擬電壓信號(hào)之間相互絕緣隔離。

特別地，所述步驟C中各模擬功率源輸出的模擬電流信號(hào)之間相互絕緣隔離。

特別地，所述一種產(chǎn)生可溯源的任意波形模擬功率信號(hào)的方法還包括步驟E， 將每個(gè)模擬功率源的功率值相加，獲得功率源標(biāo)準(zhǔn)功率值。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

本發(fā)明所述一種產(chǎn)生可溯源的任意波形模擬功率信號(hào)的方法，能夠產(chǎn)生可溯源、任意波形的模擬功率信號(hào)，該信號(hào)作為輸入信號(hào)接入智能電表，可以完全模擬智能電表真實(shí)的運(yùn)行工況，對(duì)智能電表的基本誤差進(jìn)行評(píng)定，有利于了解智能電表的真實(shí)性能。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的產(chǎn)生可溯源的任意波形模擬功率信號(hào)的方法流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例1

本實(shí)施例中，產(chǎn)生可溯源的任意波形模擬功率信號(hào)的方法具體包括：

S101、接入任意波形，對(duì)接入波形進(jìn)行分析，獲得直流信號(hào)、基波信號(hào)及諧波信號(hào)；

接入任意波形，該波形可以是IEC國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn)中提到的典型波形或通過(guò)輸入函數(shù)公式產(chǎn)生的波形或變電站實(shí)際運(yùn)行中電網(wǎng)的典型負(fù)荷波形等，采用傅里葉分解對(duì)接入的任意波形進(jìn)行分析，分解后的信號(hào)包括直流信號(hào)、基波信號(hào)及諧波信號(hào)，其中諧波信號(hào)包括二次諧波、三次諧波、四次諧波……直至N次 諧波，N為大于等于2的正整數(shù)。所述傅里葉分解公式為：

其中，即分解后獲得的直流分量，n＝1為基波分量，n＝2為2次諧波分量，以此類推，n＝N為N次諧波分量。

S102、將直流信號(hào)、基波信號(hào)和諧波信號(hào)同步輸入各自對(duì)應(yīng)的模擬功率源，模擬功率源將數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬量信號(hào)并進(jìn)行放大后輸出；

在同步信號(hào)的控制下，將直流信號(hào)輸入直流模擬功率源，基波信號(hào)輸入基波模擬功率源，2次諧波信號(hào)輸入第一諧波模擬功率源，3次諧波信號(hào)輸入第二諧波模擬功率源，4次諧波信號(hào)輸入第三諧波模擬功率源……以此類推，N次諧波信號(hào)輸入第N-1諧波模擬功率源。直流信號(hào)、基波信號(hào)及諧波信號(hào)均為數(shù)字量信號(hào)，每個(gè)模擬功率源將各自輸入的數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量信號(hào)并進(jìn)行放大后輸出。本實(shí)施例中，N取值為大于等于2小于等于30的正整數(shù)。需要說(shuō)明的是，N隨對(duì)電表檢定精度及成本要求的變化做適當(dāng)調(diào)整，可選用超過(guò)30的正整數(shù)，隨著N取值的增大，則對(duì)電表的檢定精度越高，相應(yīng)地成本越高。反之，N值越小，則電表的檢定精度及相應(yīng)地成本越低。

S103、將每個(gè)模擬功率源輸出的模擬電壓信號(hào)串聯(lián)，獲得任意波形模擬電壓；將每個(gè)模擬功率源輸出的模擬電流信號(hào)并聯(lián)，獲得任意波形模擬電流；

模擬功率源輸出的模擬量信號(hào)包括模擬電壓信號(hào)和模擬電流信號(hào)，其中，各模擬功率源輸出的模擬電壓信號(hào)之間沒(méi)有電氣關(guān)系，也沒(méi)有電位關(guān)系，互相絕緣隔離，將每個(gè)模擬功率源輸出的模擬電壓信號(hào)串聯(lián)，通過(guò)串聯(lián)的方法實(shí)現(xiàn)交直流的混合，獲得任意波形模擬電壓；各模擬功率源輸出的模擬電流信號(hào)之間同樣沒(méi)有電氣關(guān)系，也沒(méi)有電位關(guān)系，互相絕緣隔離，將每個(gè)模擬功率源輸 出的模擬電流信號(hào)并聯(lián)，通過(guò)并聯(lián)的方法實(shí)現(xiàn)交直流的混合，獲得任意波形模擬電流。

S104、將每個(gè)模擬功率源輸出的模擬電壓信號(hào)和模擬電流信號(hào)接入各自對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)功率表，獲得每個(gè)模擬功率源的功率值。

將直流模擬功率源輸出的模擬量電壓信號(hào)及模擬量電流信號(hào)輸入直流功率表，獲得直流模擬功率源的功率值，并在功率表上進(jìn)行顯示；將基波模擬功率源輸出的模擬量電壓信號(hào)及模擬量電流信號(hào)輸入基波功率表，獲得基波模擬功率源的功率值，并在功率表上進(jìn)行顯示；將第一諧波模擬功率源輸出的模擬量電壓信號(hào)及模擬量電流信號(hào)輸入第一諧波功率表，獲得第一諧波模擬功率源的功率值，并在功率表上進(jìn)行顯示；將第二諧波模擬功率源輸出的模擬量電壓信號(hào)及模擬量電流信號(hào)輸入第二諧波功率表，獲得第二諧波模擬功率源的功率值，并在功率表上進(jìn)行顯示……以此類推，第N-1諧波模擬功率源輸出的模擬量電壓信號(hào)及模擬量電流信號(hào)輸入第N-1諧波功率表，獲得第N-1諧波模擬功率源的功率值，并在功率表上進(jìn)行顯示。

S105、將每個(gè)模擬功率源的功率值相加，獲得功率源標(biāo)準(zhǔn)功率值。

將直流模擬功率源、基波模擬功率源、第一諧波模擬功率源、第二諧波模擬功率源……第N-1諧波模擬功率源的功率值相加，獲得功率源標(biāo)準(zhǔn)功率值。

溯源指將物理量追溯到一個(gè)基本物理量綱上，具有國(guó)家基準(zhǔn)?？伤菰垂β试吹臏?zhǔn)確度等級(jí)可評(píng)定，可對(duì)智能電表的基本誤差進(jìn)行檢測(cè)，作為標(biāo)準(zhǔn)裝置使用。但現(xiàn)有的功率源直接對(duì)接入波形進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換和放大后輸出模擬功率信號(hào)，當(dāng)接入波形為單一波形，如單一的50Hz正弦信號(hào)，則輸出的模擬功率信號(hào)外接功率表，因標(biāo)準(zhǔn)功率表是通過(guò)國(guó)家檢定的，其顯示的值就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，故可以實(shí)現(xiàn)可溯源；而當(dāng)接入波形為任意波時(shí)，同樣經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換和放大后輸出的模擬 功率信號(hào)外接功率表，但功率表顯示標(biāo)準(zhǔn)值的前提是接入信號(hào)為單一波形，對(duì)于接入信號(hào)為任意波形時(shí)，其顯示的值并非真正的標(biāo)準(zhǔn)值，則當(dāng)接入任意波形時(shí)，功率源不能實(shí)現(xiàn)真正的可溯源，其準(zhǔn)確度等級(jí)無(wú)法評(píng)定。本實(shí)施例將接入信號(hào)分解成單一的直流、基波、諧波信號(hào)后分別進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換和放大后再接入標(biāo)準(zhǔn)功率表，則可產(chǎn)生可溯源的任意波形模擬功率信號(hào)。

本發(fā)明的技術(shù)方案通過(guò)傅里葉分解，將接入的任意波信號(hào)分解為直流、基波和諧波三類信號(hào)，通過(guò)各自對(duì)應(yīng)的模擬功率源將每類信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的模擬量電壓信號(hào)和模擬量電流信號(hào)，取每類信號(hào)的模擬量電壓信號(hào)串聯(lián)獲得任意波形模擬電壓，取每類信號(hào)的模擬量電流信號(hào)并聯(lián)獲得任意波形模擬電流，從而實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)生任意波形的模擬功率信號(hào)。同時(shí)，每類信號(hào)的模擬量電壓信號(hào)和模擬量電流信號(hào)接入對(duì)應(yīng)的功率表，獲得每類信號(hào)的功率值，從而實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)生可溯源的任意波形的模擬功率信號(hào)。所述可溯源的任意波形的模擬功率信號(hào)作為輸入信號(hào)接入智能電表，可以完全模擬智能電表真實(shí)的運(yùn)行工況，對(duì)智能電表的基本誤差進(jìn)行評(píng)定，有利于了解智能電表的真實(shí)性能。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。