一種電能表校驗系統(tǒng)及其校驗方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電氣工程技術領域，更為具體地說，涉及一種電能表校驗系統(tǒng)及其校 驗方法。
【背景技術】
[0002] 國家計量法規(guī)定，用于貿易結算的關口電能計量裝置必須接受強制檢定。目前電 能計量裝置主要有電子式電能計量系統(tǒng)和數字計量系統(tǒng)兩種，其中，電子式電能計量系統(tǒng) 的工作方式為：電磁式互感器輸出模擬電壓信號和電流信號，通過二次電纜傳送給電能表， 電能表將模擬量轉化為數字脈沖量，再經計數器累積計數計算出某段時間內的電能，但電 子式電能計量系統(tǒng)會有較大的測量不確定度。數字計量系統(tǒng)的工作方式為：電子式互感器 輸出數字電壓信號和電流信號，通過光纖傳輸到合并單元，合并單元按照IEC61850-9標準 將電壓電流信息組合成規(guī)范格式的數據幀，數字電能表接收此數據幀，直接進行數學計算 得出電能。
[0003] EC61850標準是電力系統(tǒng)自動化領域唯一的全球通用標準，該標準使變電站的信 息采集、傳輸處理和輸出過程將全部實現(xiàn)數字化，同時也能夠實現(xiàn)設備智能化、通信網絡 化、模型和通信協(xié)議統(tǒng)一化和運行管理自動化。數字化式的計量方式由于采用光纖通道進 行數字量傳輸，且能有效消除二次壓降和模擬電能表的模擬/數字(A/D)轉換誤差，提高電 能計量的準確度和穩(wěn)定度，因而推廣數字變電站技術能夠引發(fā)電能計量技術的變革。
[0004] 然而，數字化計量仍然存在很多的技術問題，如電子式互感器的誤差穩(wěn)定性和運 行可靠性差，通信協(xié)議不一致，量值溯源和現(xiàn)場校驗能力差，標準、規(guī)程和規(guī)范不一致等的 問題，同時電能計量中的諧波電能也會對數字化計量產生較大的影響。由于存在上述問題， 因此導致缺乏完整的數字計量量值傳遞體系，進而無法對數字計量系統(tǒng)進行校驗。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種電能表校驗系統(tǒng)及其校驗方法，以解決【背景技術】所述的 由于諧波電能的影響而無法對數字計量系統(tǒng)進行校驗的問題。
[0006] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案：
[0007] 本發(fā)明提供了一種電能表校驗系統(tǒng)，所述校驗系統(tǒng)包括并行連接的標準電能表和 被測電能表，并行連接的所述標準電能表和所述被測電能表的兩端分別連接功率源和下位 機，所述功率源和所述下位機的另一端通過上位機相連接;所述下位機包括濾波器。
[0008] 優(yōu)選地，所述濾波器包括與所述標準電能表相連接的第一濾波器以及與所述被測 電能表相連接的第二濾波器。
[0009] 優(yōu)選地，所述下位機還包括與所述第一濾波器相連接的第一 A/D轉換器以及與所 述第二濾波器相連接的第二A/D轉換器。
[0010] 優(yōu)選地，所述下位機還包括實時時鐘，所述實時時鐘分別與所述第一 A/D轉換器和 所述第二A/D轉換器相連接。
[0011] 優(yōu)選地，所述下位機還包括數字信號處理器，所述數字信號處理器與所述實時時 鐘相連接。
[0012] 優(yōu)選地，所述下位機還包括存儲器，所述存儲器與所述數字信號處理器相連接。
[0013] 優(yōu)選地，所述上位機為PC處理器。
[0014] 本發(fā)明還提供了一種電能表校驗系統(tǒng)的校驗方法，所述校驗方法包括：
[0015] 將輸出功率源數據信號發(fā)送至功率源；
[0016] 功率源將輸出功率源數據轉化為數據信號；
[0017] 數據信號發(fā)送至標準電能表和被測電能表；
[0018] 標準電能表和被測電能表分別將數據信號發(fā)送至下位機中的濾波器；
[0019] 濾波器對數據信號進行濾波處理；
[0020] 濾波處理后的數據發(fā)送至上位機；
[0021] 上位機對發(fā)送來的數據進行誤差分析，并將誤差分析數據發(fā)送至功率源。
[0022]優(yōu)選地，所述校驗方法還包括：
[0023]標準電能表和被測電能表分別將數據信號發(fā)送至下位機中的第一濾波器和第二 濾波器；
[0024]第一濾波器和第二濾波器分別對數據信號進行濾波處理，并分別發(fā)送至第一 A/D 轉換器和第二A/D轉換器；
[0025] 第一 A/D轉換器和第二A/D轉換器對濾波后數據進行轉換，并分別發(fā)送至實時時 鐘；
[0026] 實時時鐘對轉換后數據進行過濾和整合，并發(fā)送至數字信號處理器；
[0027]數字信號處理器對整合后數據進行調整，并發(fā)送至存儲器；
[0028]存儲器對調整后數據進行存儲，并發(fā)送至上位機。
[0029]優(yōu)選地，所述濾波處理為采用快速傅里葉變換算法進行處理，處理公式為
[0030]
[0031] 本發(fā)明提供了一種電能表校驗系統(tǒng)，所述校驗系統(tǒng)包括并行連接的標準電能表和 被測電能表，并行連接的所述標準電能表和所述被測電能表的兩端分別連接功率源和下位 機，所述功率源和所述下位機的另一端通過上位機相連接;所述下位機包括濾波器。本發(fā)明 提供的電能表校驗系統(tǒng)通過在下位機中加入濾波器，從而消除諧波對電能表的干擾，進而 達到對數字計量系統(tǒng)進行準確校驗的目的。本發(fā)明提供的電能表校驗系統(tǒng)還增加實時時 鐘，從而達到標準表與待測表的數據同步，進而實現(xiàn)對數據的整合，同時還通過IEC61850協(xié) 議和ZIGBEE的傳遞，將標準表與待測表的數據進行誤差分析，同時達到控制功率源的作用， 做到功率源輸出自動化。
【附圖說明】
[0032] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動 的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0033] 圖1是本發(fā)明實施例提供的電能表校驗系統(tǒng)的結構示意圖；
[0034] 圖2是本發(fā)明實施例提供的電能表校驗系統(tǒng)的另一種結構示意圖；
[0035] 圖3是本發(fā)明實施例提供的電能表校驗系統(tǒng)校驗方法的流程圖；
[0036] 圖4是本發(fā)明實施例提供的電能表校驗系統(tǒng)校驗方法的另一個流程圖。
【具體實施方式】
[0037] 本發(fā)明實施例提供的電能表校驗系統(tǒng)及其校驗方法，解決了由于諧波電能的影響 而無法對數字計量系統(tǒng)進行校驗的問題。
[0038] 為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明實施例中的技術方案，并使本發(fā)明實 施例的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明實施例中的技術 方案作進一步詳細的說明。
[0039] 請參考附圖1，附圖1示出了本發(fā)明實施例提供的電能表校驗系統(tǒng)的結構示意圖。 從附圖1中能夠看出本發(fā)明實施例提供的電能表校驗系統(tǒng)包括并行連接的標準電能表和被 測電能表，并行連接的所述標準電能表和所述被測電能表的兩端分別連接功率源和下位 機，所述功率源和所述下位機的另一端通過上位機相連接;所述下位機包括濾波器。
[0040] 其中，功率源的兩端分別連接上位機、標準電能表和被測電能表，功率源接收上位 機通過ZIGBEE發(fā)出的本系統(tǒng)所需功率的指令以及標準電能表和被測電能表傳回的數據信 息，功率源在接收到上位機發(fā)出的指令后按照該指令輸出功率至標準電能表和被測電能 表。功率源接收上位機的指令遵循IEC61850協(xié)議。
[0041] 下位機的兩端分別連接標準電能表、被測電能表和上位機，而下位機包括濾波器， 即濾波器的兩端分別連接標準電能表、被測電能表和上位機。濾波器能夠接收和返回標準 電能表和被測電能表通過端口 RS485發(fā)送過來的電壓、電流和脈沖數據，此時的數據帶有標 準電能表和被測電能表的電壓、電流和脈沖數據。濾波器按照快速傅里葉變換算法(FFT算 法)對發(fā)送過來的電壓、電流和脈沖數據進行濾波處理，并將處理后的不帶有標準電能表和 被測電能表的電壓、電流和脈沖數據數字信號數據發(fā)送至上位機。在本發(fā)明實施例提供的 電能表校驗系統(tǒng)中增加濾波器，能夠對諧波進行抑制或消除，從而消除諧波對電能表的干 擾，進而達到對數字計量系統(tǒng)進行準確校驗的目的。
[0042] 上位機的兩端分別連接下位機和功率源，上位機接收由濾波器發(fā)送過來的數字信 號數據，對數字信號數據進行誤差分析，并將誤差分析整合后傳回功率源。
[0043] 相應的，本發(fā)明實施例還提供了電能表校驗系統(tǒng)的校驗方法，具體流程請參考附 圖3。本發(fā)明實施例提供的校驗方法包括：
[0044] S101:將輸出功率源數據信號發(fā)送至功率源；
[0045] S102:功率源將輸出功率源數據轉化為數據信號；
[0046] S103:數據信號發(fā)送至標準電能表和被測電能表；
[0047] S104:標準電能表和被測電能表分別將數據信號發(fā)送至下位機中的濾波器；
[0048] S105:濾波器對數據信號進行濾波處理；
[0049] S106:濾波處理后的數據發(fā)送至上位機；
[0050] S107:上位機對發(fā)送來的數據進行誤差分析，并將誤差分析數據發(fā)送至功率源。
[0051] 上述校驗方法具體的描述為：
[0052] S101:上位機通過ZIGBEE無線傳輸的方式將本系統(tǒng)所需的輸出功率源數據信號指 令發(fā)送至功率源；
[0053] S102:功率源將輸出功率源數據轉化為功率源需要輸出的電壓、電流和脈沖數據 信號；
[0054] S103:功率源將電壓、電流和脈沖數據信號分別發(fā)送至標準電能表和被測電能表； [0055] S104:標準電能表和被測電能表通過端口 RS485分別將發(fā)送過來的電壓、電流和脈 沖數據信號發(fā)送至下位機中的濾波器，此時的數據信號帶有標準電能表和被測電能表的電 壓、電流和脈沖數據；
[0056] S105:濾波器對帶有標準電能表和被測電能表的電壓、電流和脈沖數據信號按照 FFT算法進行濾波處理，處理公式為
其中η為諧波 的次數，Ρη為第η次諧波的有用功率，un為電壓第η次諧波分量的幅值，in為電流第η次諧波分 量的幅值，φ?"為電壓第η次諧波分量的初相角，Φ;,，為電流第η次諧波分量的初相角。
[0057] S106:濾波器將濾波處理后的