数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置，包括非线性负荷生成单元和计量精度测量单元，其中非线性负荷生成单元与被测数字化电能表和计量精度测量单元连接；计量精度测量单元与被测数字化电能表连接；非线性负荷生成单元生成电流数字信号、电压数字信号和理论功率，向被测数字化电能表输出电流数字信号和电压数字信号，向计量精度测量单元输出理论功率；计量精度测量单元接收被测数字化电能表根据电流数字信号和电压数字信号输出的被测有功电能脉冲，接收非线性负荷生成单元输出的理论功率，根据理论功率和被测有功电能脉冲，输出被测数字化电能表的计量精度。本发明专利技术可实现对数字化电能表在非线性负荷下的计量精度的测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字化电能表计量精度测试领域，具体地，涉及一种数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置。
技术介绍
随着智能电网的发展，架构在IEC61850标准基础上的智能变电站大量建设，基于光纤以太网的数字化电能表也在智能变电站中得到大量应用。有别于传统电能表，数字化电能表没有模拟量采样部分，而是直接通过光纤以太网接收合并单元传入的IEC61850-SMV数字化采样值报文，因此，传统的电能表测试装置也无法应用于数字化电能表，必须采用数字化电能表专用的测试台体。而大量电力电子工业负载的应用，使得电网负荷逐渐呈现随时间动态波动，甚至冲击性的特点。由于数字化电能表专用测试台体只能测量数字化电能表在稳态负荷下的计量精度，其在非线性负荷下的计量精度无法测量，使得智能变电站关口的计量精度受动态、冲击性负荷的影响越来越大。因此，需要有专用的装置，来对数字化电能表在非线性负荷下的计量精度进行测量。目前公布的相关电能表非线性负荷下计量精度的测量装置主要包括：1、采用可编程单元与可控硅控制电路，生成三相动态功率输送给电能表，同时比对电能表输出的有功脉冲误差(申请号：201310659769.X，公开号：103630871A，公开日：2014.03.12，申请国：中国)。这种测量装置自身不生成电压电流信号，而是通过可控硅按照编程逻辑，改变外部功率源输入的电压与电流信号形状，来达到输出非线性负荷的目的，同时接受电能表输入的有功电能脉冲，进行计量精度判定。2、通过动态功率信号源单元，生产动态调制的功率源信号输入被测电能表，进行电能表非线性负荷测试(申请号：201410613009.X，公开号：104345294A，公开日：2015-2-11，申请国：中国)。这种装置是在设备内部集成一个斜线功率源和指数功率源单元，直接输出调制好的电压与电流波动信号，同时接受被测电能表返回的电能脉冲，进行有功电能精度判定。上述装置主要针对传统模拟量输入的电能表进行非线性负荷计量性能评测，而无法应用于需要数字化报文输入的数字化电能表。目前仍然未有能够独立测试数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置，用以测量数字化电能表的非线性负荷计量精度。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置，包括非线性负荷生成单元和计量精度测量单元，其中：非线性负荷生成单元与被测数字化电能表和计量精度测量单元连接；计量精度测量单元与被测数字化电能表连接；非线性负荷生成单元用于：生成用于被测数字化电能表的非线性负荷计量精度测量的电流数字信号、电压数字信号和理论功率，向被测数字化电能表输出电流数字信号和电压数字信号，向计量精度测量单元输出理论功率；计量精度测量单元用于：接收被测数字化电能表根据电流数字信号和电压数字信号输出的被测有功电能脉冲，接收非线性负荷生成单元输出的理论功率，根据理论功率和被测有功电能脉冲，输出被测数字化电能表的非线性负荷计量精度。在其中一种实施例中，数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置还包括：与非线性负荷生成单元连接的第一控制单元，用于接收非线性负荷模型选择指令，向非线性负荷生成单元输出非线性负荷模型选择指令；非线性负荷生成单元包括：通信接口，用于接收第一控制单元输出的非线性负荷模型选择指令；定时器，用于在通信接口接收非线性负荷模型选择指令后，启动定时器；第二控制单元，用于在启动定时器后，根据非线性负荷模型选择指令，从多个非线性负荷模型函数中选择调用一个非线性负荷模型函数，生成用于数字化电能表的非线性负荷计量精度测量的电流数字信号、电压数字信号和理论功率。在其中一种实施例中，多个非线性负荷模型函数包括：第一非线性负荷模型函数Y1，Y1＝[Ua1,Ub1,Uc1,Ia1,Ib1,Ic1]；其中，ua1为第一非线性负荷模型函数的A相电压，ub1为第一非线性负荷模型函数的B相电压，uc1为第一非线性负荷模型函数的C相电压，ia1为第一非线性负荷模型函数的A相电流，ib1为第一非线性负荷模型函数的B相电流，ic1第一非线性负荷模型函数的C相电流，a为第一幅值参数，b为第二幅值参数，f为波形频率，M为波形的频率比例，Urms为相电压有效值，Irms为相电流有效值，t为时间；以及，第二非线性负荷模型函数Y2，Y2＝[Ua2,Ub2,Uc2,Ia2,Ib2,Ic2]；其中，ua2为第二非线性负荷模型函数的A相电压，ub2为第二非线性负荷模型函数的B相电压，uc2为第二非线性负荷模型函数的C相电压，ia2为第二非线性负荷模型函数的A相电流，ib2为第二非线性负荷模型函数的B相电流，ic2第二非线性负荷模型函数的C相电流，an为二进制序列，g(t-nT)为幅值增益，T为函数周期，n为周期数，N为非负整数集；当调用第一非线性负荷模型函数时，电流数字信号包括：第一非线性负荷模型函数的A相电流、第一非线性负荷模型函数的B相电流和第一非线性负荷模型函数的C相电流；电压数字信号包括：第一非线性负荷模型函数的A相电压、第一非线性负荷模型函数的B相电压和第一非线性负荷模型函数的C相电压；当调用第二非线性负荷模型函数时，电流数字信号包括：第二非线性负荷模型函数的A相电流、第二非线性负荷模型函数的B相电流和第二非线性负荷模型函数的C相电流；电压数字信号包括：第二非线性负荷模型函数的A相电压、第二非线性负荷模型函数的B相电压和第二非线性负荷模型函数的C相电压。在其中一种实施例中，计量精度测量单元包括：信号发生器，用于根据理论功率，输出平均功率为理论功率的标准电流数字信号和标准电压数字信号；与信号发生器连接的标准数字化电能表，用于根据标准电流数字信号和标准电压数字信号，输出标准有功电能脉冲；分别与被测数字化电能表、标准数字化电能表连接的脉冲比对器，用于根据被测有功电能脉冲和标准有功电能脉冲，输出被测数字化电能表的非线性负荷计量精度。在其中一种实施例中，通过如下公式得到被测数字化电能表的非线性负荷计量精度：其中，E为被测数字化电能表的非线性负荷计量精度，M为一函数周期内的标准有功电能脉冲数，N为一函数周期内的被测有功电能脉冲数，Cb为标准数字化电能表的脉冲常数，Cm为被测数字化电能表的脉冲常数，R为比例函数。在其中一种实施例中，通过如下公式得到比例函数R：当非线性负荷生成单元调用第一非线性负荷模型函数时，比例函数R＝1；当非线性负荷生成单元调用第二非线性负荷模型函数时，比例函数R＝L/S，其中，L为an中二进制数的总数，S为an中二进制数为1的总数。在其中一种实施例中，数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置还包括：分别与非线性负荷生成单元和被测数字化电能表连接的组包单元，用于将电流数字信号和电压数字信号组包生成报文，把报文发送至被测数字化电能表。在其中一种实施例中，数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置还包括：与第一控制单元连接的触摸屏液晶显示器，用于供用户输入非线性负荷模型选择指令，第一幅值参数、第二幅值参数、波形频率、波形的频率比例、相电压有效值、相电流有效值、二进制序列、幅值增益、函数周期、周期数、标准数字化电能表的脉冲常数和被测数字化电能表的脉冲常数；触摸屏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置，其特征在于，包括非线性负荷生成单元和计量精度测量单元，其中：非线性负荷生成单元与被测数字化电能表和计量精度测量单元连接；计量精度测量单元与被测数字化电能表连接；非线性负荷生成单元用于：生成用于被测数字化电能表的非线性负荷计量精度测量的电流数字信号、电压数字信号和理论功率，向被测数字化电能表输出电流数字信号和电压数字信号，向计量精度测量单元输出理论功率；计量精度测量单元用于：接收被测数字化电能表根据电流数字信号和电压数字信号输出的被测有功电能脉冲，接收非线性负荷生成单元输出的理论功率，根据理论功率和被测有功电能脉冲，输出被测数字化电能表的非线性负荷计量精度。

【技术特征摘要】
1.一种数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置，其特征在于，包括非线性负荷生成单元和计量精度测量单元，其中：非线性负荷生成单元与被测数字化电能表和计量精度测量单元连接；计量精度测量单元与被测数字化电能表连接；非线性负荷生成单元用于：生成用于被测数字化电能表的非线性负荷计量精度测量的电流数字信号、电压数字信号和理论功率，向被测数字化电能表输出电流数字信号和电压数字信号，向计量精度测量单元输出理论功率；计量精度测量单元用于：接收被测数字化电能表根据电流数字信号和电压数字信号输出的被测有功电能脉冲，接收非线性负荷生成单元输出的理论功率，根据理论功率和被测有功电能脉冲，输出被测数字化电能表的非线性负荷计量精度。2.根据权利要求1所述的数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置，其特征在于，还包括：与非线性负荷生成单元连接的第一控制单元，用于接收非线性负荷模型选择指令，向非线性负荷生成单元输出非线性负荷模型选择指令；非线性负荷生成单元包括：通信接口，用于接收第一控制单元输出的非线性负荷模型选择指令；定时器，用于在通信接口接收非线性负荷模型选择指令后，启动定时器；第二控制单元，用于在启动定时器后，根据非线性负荷模型选择指令，从多个非线性负荷模型函数中选择调用一个非线性负荷模型函数，生成用于数字化电能表的非线性负荷计量精度测量的电流数字信号、电压数字信号和理论功率。3.根据权利要求2所述的数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置，其特征在于，多个非线性负荷模型函数包括：第一非线性负荷模型函数Y1，Y1＝[Ua1,Ub1,Uc1,Ia1,Ib1,Ic1]；ua1=2Urmssin(2πft),]]>ub1=2Urmssin(2πft+23π),]]>uc1=2Urmssin(2πft-23π),]]>ia1=2Irms[a+bsin(2πft/M)]sin(2πft),]]>ib1=2Irms[a+bsin(2πft/M)]sin(2πft+23π),]]>ic1=2Irms[a+bsin(2πft/M)]sin(2πft-23π),]]>其中，ua1为第一非线性负荷模型函数的A相电压，ub1为第一非线性负荷模型函数的B相电压，uc1为第一非线性负荷模型函数的C相电压，ia1为第一非线性负荷模型函数的A相电流，ib1为第一非线性负荷模型函数的B相电流，ic1第一非线性负荷模型函数的C相电流，a为第一幅值参数，b为第二幅值参数，f为波形频率，M为波形的频率比例，Urms为相电压有效值，Irms为相电流有效值，t为时间；以及，第二非线性负荷模型函数Y2，Y2＝[Ua2,Ub2,Uc2,Ia2,Ib2,Ic2]；ua2=2Urmssin(2πft),]]>ub2=2Urmssin(2πft+23π),]]>uc2=2Urmssin(2πft-23π),]]>ia2=Σn∈N2Irmsansin(2πft)g(t-nT),]]>ib2=Σn∈N2Irmsansin(2πft+23π)g(t-nT),]]>ic2=&Si...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜振宇，袁瑞铭，钟侃，田海亭，高舜安，丁恒春，鲁观娜，徐占河，刘影，巨汉基，李文文，吕言国，刘潇，刘晓天，岳虎，吴章宪，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司电力科学研究院，华北电力科学研究院有限责任公司，国家电网公司，烟台东方威思顿电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11