智能化變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種智能化變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)檢測方法，屬電能計(jì)量技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前智能化變電站中，基本都采用了合并單元加數(shù)字化電能表作為變電站二次側(cè) 電能計(jì)量系統(tǒng)，因此要實(shí)現(xiàn)智能化變電站電能計(jì)量系統(tǒng)的現(xiàn)場檢測，必須結(jié)合電壓、電流合 并單元與數(shù)字化電能表同時(shí)開展。由于電壓合并單元、電流合并單元異地分布，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn) 裝置無法同步輸出，功率因素?zé)o法確定，無法開展基于合并單元的數(shù)字化電能表現(xiàn)場檢測 工作，直接影響了智能化變電站電能計(jì)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可靠性，因此非常有必要開展基 于合并單元的數(shù)字化電能表現(xiàn)場檢測工作，確保智能化變電站電能計(jì)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可 靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是，為了解決智能化變電站電壓、電流合并單元分布采樣帶來的電 能計(jì)量系統(tǒng)無法檢測問題，本發(fā)明提出一種智能化變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)檢測方法。
[0004] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是，本發(fā)明方法以UTC時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，通過2臺綜合檢測裝置 同步輸出電壓、電流信號，確保電壓、電流信號的功率因素，計(jì)算兩臺綜合檢測裝置同步輸 出的電能值，并通過無線方式發(fā)送到控制中心;控制中心接收數(shù)字化電能表輸出的電能脈 沖，同時(shí)將其電能值與綜合檢測裝置輸出的電能值進(jìn)行比較，計(jì)算電能計(jì)量誤差。
[0005] 兩臺綜合檢測裝置同步輸出的電能值按照以下公式計(jì)算：
[0006]
[0007]
[0008] 數(shù)字化電能表的電能值計(jì)算公式為：
[0009]
[0010]
[0011] 即電能表的有功電能值為有功脈沖計(jì)量數(shù)除以脈沖常數(shù)，無功電能值為無功脈沖 計(jì)量數(shù)除以脈沖常數(shù)。
[0012] 式中，WP1為綜合檢測裝置同步輸出的有功電能;綜合檢測裝置同步輸出的^^無功 電能;mP為有功電能脈沖數(shù);m q為無功電能脈沖數(shù)；△ P為某時(shí)刻有功功率值；△ Q為某時(shí)刻無 功功率值;Un為電壓采樣值;cos Φ n為電壓采樣值與電流采樣值夾角的余弦值;sin Φ n為電 壓采樣值與電流采樣值夾角的正弦值;WP2為數(shù)字化電能表的有功電能;W Q2為數(shù)字化電能表 的無功電能。
[0013] 雙方電能計(jì)量時(shí)間由控制中心計(jì)算，起始時(shí)間以綜合檢測裝置輸出電壓、電流的 UTC時(shí)鐘1^作為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)束時(shí)間以綜合檢測裝置停止輸出電壓、電流的UTC時(shí)鐘T2作為標(biāo)準(zhǔn)， 電能計(jì)量時(shí)間為:Tin
[0014] 本發(fā)明方法采用由兩臺綜合檢測裝置和控制中心組建現(xiàn)場檢測系統(tǒng)，控制中心作 為檢測系統(tǒng)的服務(wù)器，兩臺綜合檢測裝置連接到控制中心，建立與控制中心的信息通道。
[0015] 所述綜合檢測裝置是一種時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)源設(shè)備，可在約定的時(shí)間，以GPS秒脈沖同步觸 發(fā)產(chǎn)生一定頻率、相位、幅值的三相交流信號;所述裝置具有GPS模塊及無線GPRS模塊接口， 能夠通過無線通信實(shí)現(xiàn)與控制中心的電流、電壓、相位、頻率數(shù)據(jù)的傳輸。
[0016] 所述控制中心具有GPS及無線通信模塊，由所述控制中心制定現(xiàn)場檢測方案，確定 所述綜合檢測裝置輸出三相電壓、電流信號的時(shí)間、頻率及功率因素，同時(shí)接收兩臺綜合檢 測裝置輸出的電能值和數(shù)字化電能表的電能值，完成計(jì)算誤差。
[0017] 本發(fā)明智能化變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)檢測方法的步驟如下：
[0018] (1)首先選擇接入數(shù)字化電能表的電壓合并單元和電流合并單元，其電壓合并單 元和電流合并單元分別對應(yīng)數(shù)字化電能表的電壓回路和電流回路。
[0019] (2)將兩臺綜合檢測裝置的電壓輸出回路、電流輸出回路分別接入到電壓合并單 元和電流合并單元，接入前需將原接入合并單元的電壓回路開路，電流回路短路。
[0020] (3)構(gòu)建檢測系統(tǒng)。通過無線通信的方式，由兩臺綜合檢測裝置和控制中心組建現(xiàn) 場檢測系統(tǒng)，控制中心作為檢測系統(tǒng)的服務(wù)器，兩臺綜合檢測裝置連接到控制中心，建立與 控制中心的信息通道。
[0021] (4)控制中心制定智能化變電站基于合并單元的數(shù)字化電能表現(xiàn)場檢測方案，其 中包括檢測的啟動(dòng)時(shí)間、被檢合并單元及數(shù)字化電能表的參數(shù)、檢測內(nèi)容等信息。
[0022] (5)以UTC時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，兩臺綜合檢測裝置根據(jù)方案制定的檢測啟動(dòng)時(shí)間，在規(guī)定 時(shí)間點(diǎn)輸出三相交流電流、電壓信號，同時(shí)保證電壓、電流信號的頻率、功率因素滿足要求， 開展電能計(jì)量準(zhǔn)確性的現(xiàn)場檢測。檢測內(nèi)容包括:潛動(dòng)試驗(yàn)、啟動(dòng)試驗(yàn)、常數(shù)試驗(yàn)、平衡負(fù)載 下，不同功率因素、不同電流值的電能基本誤差測試;不平衡負(fù)載下，不同功率因素、不同電 流值的正向有功、反向有功、正向無功、反向無功電能基本誤差測試；
[0023] (6)控制中心根據(jù)兩臺綜合檢測裝置輸出的電能值與數(shù)字化電能表的電能脈沖， 比較兩者誤差，獲得檢測結(jié)果。
[0024] (7)完成檢測后，將綜合檢測裝置的輸出電壓、電流回路斷開，將原接入合并單元 的電壓回路，電流回路恢復(fù)原狀。
[0025] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的有益效果是，現(xiàn)有檢測裝置無法控制多臺設(shè)備之間的輸 出同步性，輸出電流電壓信號的功率因素?zé)o法確定，無法解決智能化變電站電壓合并單元 與電流合并單元異地分布，距離遠(yuǎn)、現(xiàn)場檢測不安全的問題，本發(fā)明通過多臺綜合檢測裝置 及控制中心，采用本發(fā)明方法可以有效解決智能化變電站電壓合并單元與電流合并單元異 地分布引起的距離、功率因素及檢測安全性問題。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明智能化變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)檢測電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 圖1所示為本實(shí)施例智能化變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)檢測電路，包括控制中心 和二臺綜合檢測裝置。
[0028]選擇被測的電壓合并單元、電流合并單元，確定接入對應(yīng)數(shù)字化電能表的電壓、電 流回路;將兩臺綜合檢測裝置的電壓輸出回路、電流輸出回路分別接入到電壓合并單元和 電流合并單元;兩臺綜合檢測裝置與控制中心通過無線方式，構(gòu)建現(xiàn)場檢測系統(tǒng)。
[0029]即將二臺綜合檢測裝置分別與無線網(wǎng)卡、GPS天線互連;第一綜合檢測裝置通過電 流回路合并單元連接光以太網(wǎng)交換機(jī)，再通過光以太網(wǎng)交換機(jī)連接數(shù)字化電能表;第二綜 合檢測裝置通過電壓回路合并單元連接電流回路合并單元;控制中心分別與數(shù)字化電能 表、無線網(wǎng)卡互連。
[0030] 控制中心制定現(xiàn)場檢測方案。
[0031] 根據(jù)檢測方案，啟動(dòng)檢測：
[0032] 以UTC時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，兩臺綜合檢測裝置根據(jù)方案制定的檢測啟動(dòng)時(shí)間，在規(guī)定時(shí)間 點(diǎn)輸出三相交流電流、電壓信號，同時(shí)保證電壓、電流信號的頻率、功率因素滿足要求，開展 電能計(jì)量準(zhǔn)確性的現(xiàn)場檢測。檢測內(nèi)容包括:潛動(dòng)試驗(yàn)、啟動(dòng)試驗(yàn)、常數(shù)試驗(yàn)、平衡負(fù)載下， 不同功率因素、不同電流值的電能基本誤差測試;不平衡負(fù)載下，不同功率因素、不同電流 值的正向有功、反向有功、正向無功、反向無功電能基本誤差測試；
[0033]控制中心根據(jù)兩臺綜合檢測裝置輸出的電能值與數(shù)字化電能表的電能脈沖，比較 兩者誤差，獲得檢測結(jié)果。
[0034]完成檢測后，將綜合檢測裝置的輸出電壓、電流回路斷開，將原接入合并單元的電 壓回路，電流回路恢復(fù)原狀。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種智能化變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)檢測方法，其特征在于，所述方法以UTC時(shí)間 為標(biāo)準(zhǔn)，通過2臺綜合檢測裝置同步輸出電壓、電流信號，確保電壓、電流信號的功率因素， 計(jì)算兩臺綜合檢測裝置同步輸出的電能值，并通過無線方式發(fā)送到控制中心;控制中心接 收數(shù)字化電能表輸出的電能脈沖，同時(shí)將其電能值與綜合檢測裝置輸出的電能值進(jìn)行比 較，計(jì)算電能計(jì)量誤差。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)檢測方法，兩臺綜合檢測 裝置同步輸出的電能值按照以下公式計(jì)算： Wp, - U ^ / ^ cos φ^ T - Z(Δ/) * Δ/) = ("π * * cos 也)* T η Wtn - U - / ?!? s\n<p ^ Τ - ?!?Δ/) - y^iUn * * sii〇丨:Τ η 數(shù)字化電能表的電能值計(jì)算公式為： Wp2=mp/C； ffQ2 = mQ/C； 即電能表的有功電能值為T時(shí)間長度內(nèi)，有功脈沖計(jì)量數(shù)除以脈沖常數(shù)，無功電能值為 Τ時(shí)間長度內(nèi)，無功脈沖計(jì)量數(shù)除以脈沖常數(shù)； 式中，WP1為綜合檢測裝置同步輸出的有功電能;綜合檢測裝置同步輸出的WQ1無功電能； mp為有功電能脈沖數(shù);mq為無功電能脈沖數(shù)；△ P為某時(shí)刻有功功率值；△ Q為某時(shí)刻無功功 率值;Un為電壓采樣值;cos Φη為電壓采樣值與電流采樣值夾角的余弦值;sin Φη為電壓采 樣值與電流采樣值夾角的正弦值;WP2為數(shù)字化電能表的有功電能;W Q2為數(shù)字化電能表的無 功電能； 雙方電能計(jì)量時(shí)間由控制中心計(jì)算，起始時(shí)間以綜合檢測裝置輸出電壓、電流的UTC時(shí) 鐘心作為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)束時(shí)間以綜合檢測裝置停止輸出電壓、電流的UTC時(shí)鐘^作為標(biāo)準(zhǔn)，電能計(jì) 量時(shí)間為:TzIVTl·。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)檢測方法，其特征在于，所 述綜合檢測裝置可在約定的時(shí)間，以GPS秒脈沖同步觸發(fā)產(chǎn)生一定頻率、相位、幅值的三相 交流信號;所述裝置具有GPS模塊及無線GPRS模塊接口，能夠通過無線通信實(shí)現(xiàn)與控制中心 的電流、電壓、相位、頻率數(shù)據(jù)的傳輸。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)檢測方法，其特征在于，所 述控制中心具有GPS及無線通信模塊，由所述控制中心制定現(xiàn)場檢測方案，確定所述綜合檢 測裝置輸出三相電壓、電流信號的時(shí)間、頻率及功率因素，同時(shí)接收兩臺綜合檢測裝置輸出 的電能值和數(shù)字化電能表的電能值，完成計(jì)算誤差。
【專利摘要】一種智能化變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)檢測方法，所述方法以UTC時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，通過2臺綜合檢測裝置同步輸出電壓、電流信號，確保電壓、電流信號的功率因素，計(jì)算兩臺綜合檢測裝置同步輸出的電能值，并通過無線方式發(fā)送到控制中心；控制中心接收數(shù)字化電能表輸出的電能脈沖，同時(shí)將其電能值與綜合檢測裝置輸出的電能值進(jìn)行比較，計(jì)算電能計(jì)量誤差。現(xiàn)有檢測裝置無法控制多臺設(shè)備之間的輸出同步性，輸出電流電壓信號的功率因素?zé)o法確定，無法解決智能化變電站電壓合并單元與電流合并單元異地分布，距離遠(yuǎn)、現(xiàn)場檢測不安全的問題，采用本發(fā)明方法可以有效解決智能化變電站電壓合并單元與電流合并單元異地分布引起的距離、功率因素及檢測安全性問題。
【IPC分類】G01R35/04
【公開號】CN105467352
【申請?zhí)枴緾N201510407979
【發(fā)明人】裴茂林, 謝三軍, 熊茹, 肖紅霞, 胡海梅, 黃志強(qiáng), 衷莉蘭
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)江西省電力科學(xué)研究院
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年7月13日