本发明专利技术提出一种用于实验、研究、生产电能计量表计或对现有电能表计进行运行能力评价的电能计量自动化仿真实验室，采用仿真真实用电环境的方式，用干扰信号源、雷击浪涌信号源、三相独立阻抗模拟和用电器真实接入等方式再现实际用电现场环境，通过实时频谱和波形记录系统记录用电网络的干扰噪声，同时观察、记录、统计电能计量装置、远程集抄系统在各种用电环境下的运行状况，对得到的大量数据进行分析、总结电能计量装置和电能数据远程采集系统的相关性能参数，以便得出具体的定量的数据，为建立相关标准提供数据支撑。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术为电力行业用于实验、研究、生产电能计量表计或对现有电能表计进行运行能力评价的电能计量自动化仿真实验室。
技术介绍
在国家电网公司和南方电网公司全面推进以信息化、数字化、自动化和互动化为 特征的坚强智能电网建设的大背景下，电能计量成为整个电网数据采集的基础单元，成为 建设智能电网成败的关键环节；随着通信技术的发展，多种通信技术成为电能计量装置的 重要通信手段甚至成为标准部件，这些通信功能部件的加入，将或多或少的影响到电能计 量的性能。目前，城市居民和农村家庭使用的电能表，数量巨大，约有1.5亿只，两大电网公司都有在未来几年内进行用电信息采集系统建设的计划，但是大量的用户电能表出于成本 和数量的考虑，将会主要使用电力线载波和短距离无线作为通信手段，而载波电能表的通 信信号在供电电源线上一同传输，随用电环境和线路上的用电电器的不同，对载波通信信 号产生严重影响，导致通信信能差异性很大，受干扰的机率和强度难以确定，供电部门在载 波表采购和电能采集系统建设之前，很难对电表的运行环境有预先的了解，往往是先用厂 家的载波电能表和电能信息采集系统进行试点运行，进行长时间运行后对结果进行评估再 做推广，但仍然缺乏对具体的环境干扰信号的测定数据，以及在何种环境下设备能够正常 工作，何种用电工况下设备部分或完全不能工作的性能评定标准。在有多家供货商提供电 能表计和电能信息采集系统时，无法确定产品和系统的性能，即使经过试点运行认为较为 满意的厂家的设备和系统，对将来用电环境恶化以后设备和系统能否可以运行仍然不能确 定。如何从用电运行环境出发，采集并评定各种供电线路中的电磁干扰信号的频谱和强度， 并对现在已经建成和拟选用的电能表计和电能信息采集系统进行抗干扰能力的测定，仍然 是一大难题。
技术实现思路
本专利技术提出一种用于实验、研究、生产电能计量表计或对现有电能表计进行运行 能力评价的电能计量自动化仿真实验室，它能克服上述现有技术存在的困难，满足实际工 作的需要。 本专利技术通过如下技术方案实现 —种电能计量自动化仿真实验室，包括数据库服务器、用电运行工况仿真工作站、 电能采集系统仿真工作站、虚拟电能表工作站、电源分配模块、电能表测试主屏、电能表测 试移动分屏、电流源发生器和三相净化电源等部分，被测试电能表计、采集器和集中器安装 在电能表测试主屏或电能表测试移动分屏上，用电运行工况仿真工作站模拟产生各种接近 实际运行工况的电气环境，通过电能采集系统仿真工作站来测试并评估电能表测试主屏和 电能表测试移动分屏上安装的被测试电能表计在该电气环境下的工作情况；通过虚拟电能4表工作站测试集中器在接有2040只电能表满负荷状况下的工作能力和采集电能数据的能力；数据库服务器收集该电气环境下电能表计产生的各种电磁干扰环境信息以及电能采集系统仿真工作站运行的结果数据，储存并且制造各种电磁干扰信号，为整个实验室提供数据和保存新产生的数据；通过对现在已经建成和拟选用的电能表计和市场上运行成熟的电能信息采集系统进行抗干扰能力的测定并作为参照，在大量采集和测定数据的基础上，总结出被测试电能表计、采集器和集中器对干扰信号的普遍耐受能力和对应的电磁工况数据，将这些数据固化为载波电能表和电能信息采集系统的通信技术标准和规范，作为电力部门建设电能信息采集系统订货、建设和系统入网检测的技术依据和技术标准。 用电运行工况仿真工作站产生的载波信号耦合至电源网络对电能表测试主屏上的被测试电能表计进行测试；用电运行工况仿真工作站产生的载波信号耦合至实验室外电路，配合电能表测试移动分屏在不同区域对带有无线信道的被测试电能表计进行远距离载波测试，测试电能表计的远距离通信性能。 本专利技术的技术方案还通过如下部分实现 数据库服务器 用于管理仿真实验室的数据，协调其有序运行。在运行的初期，数据库服务器收集各种电磁干扰环境信息，并且人为制造各种电磁干扰信号，以仿真实际的电磁环境，同时采集在该电磁环境下电能表计、电能采集系统仿真工作站运行的结果数据形成系统数据库。分析在电磁干扰频域、强度和时域分布等不同用电环境下，采集被试电能表计和集抄系统运行的数据，总结归纳得到定量的实验数据，为电能计量表计及集抄系统应用提供可靠的数据，以此数据库作为支撑，制定出相应的系统入网检测评定技术标准。 用电运行工况仿真工作站 用于管理、控制电能计量自动化仿真实验室的所有相关设备。由实验室管理工程 师下载编制好的测试方案，运行该测试方案，工作站在测试方案的支持下，有序的协调控制 实验室的各设备，对被测试电能表计和电能集抄系统施加各种干扰信号，干扰信号包含雷 击浪涌信号、干扰信号源产生的各种电磁干扰强度、可控电源产生的电源跌落和短时电源 中断以及以上信号的各种时序组合。工作站还将采集记录电源线上的干扰频谱和波形数 据，提供数据库服务器相应发送信号及仿真电网上的实际噪声信号。 电能采集系统仿真工作站 在上述用电运行工况仿真工作站产生的用电环境下，搭建运行电能信息采集系 统，在电能采集系统仿真工作站运行采集系统软件，工作站的运行结果将随着用电运行工 况仿真工作站产生的干扰强度的变化而变化。比对用电运行工况仿真工作站产生的干扰强 度和电能采集系统仿真工作站运行数据的结果，得到定量评定结果。由于厂家系统差异性 很大，电能采集系统仿真工作站提供一个能不断学习和扩展各厂家系统运行的测试环境， 不断学习其他厂家的系统并扩展成为能广泛适应的仿真测试平台。 虚拟电能表工作站 根据目前行业标准，电能集抄系统的集中器应具有采集若干数量的电能表计的数 据的能力，具体要求为多达200只多功能电能表和2040只单相载波表或其他类型的电能 表，但实际测试时不可能配置如此多的电能表。虚拟电能表工作站就是用软件和相应的硬 件接口，模拟出以上数量的电能表计，并可以设定中继表、故障表和电能表走字速度。5 电源分配模块 本专利技术所述的仿真实验室，有众多的设备和系统参与运行，需要多种电源配置方案，各种方案的切换由用电运行工况仿真工作站协调控制，实现组合切换，为不同的测试方案提供相应的电源。 电能表测试主屏及控制模块 受实验室空间的限制，测试主屏设计成电控升降方式，在需要装配被试电能表计 和采集设备时，通过控制台远动控制，将测试主屏沿轨道下降移动到前台，装配安置好设备 后回到原位。 主屏控制模块具有程序控制功能，由用电运行工况仿真工作站控制，实现测试主 屏组合升降，为不同的测试方案提供相应的测试区域和安置不同被试表计、采集器及集中 器。 考虑到载波应用现场有相邻台区的存在，设置两个通道的载波展示屏，能模拟两 个台区的抄表系统，两个台区之间设置耦合/衰减器，以模拟集中器的冲突避让能力和跨 台区抄表能力。 测试屏设置5面，分别为1号载波测试屏、2号载波测试屏、三相电能表测试屏、无 线表计测试屏和RS485电能表测试屏。 电流源发生器 电流源发生器由带CAN接口的通信控制器，控制一台经过改装的电动调压器，调 压器驱动电压_电流互感器，将交流电压变换成电流，通信控制器采集调压器输出的电流， 经电压-电流互感器变比转换后测到输出电流作为控制反馈。由于电流测量使用高速交流 采样，电流调节精度高、速度快。 电能表测试移动分屏 在底部安装有方便移动本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电能计量自动化仿真实验室，包括数据库服务器、用电运行工况仿真工作站、电能采集系统仿真工作站、虚拟电能表工作站、电源分配模块、电能表测试主屏、电能表测试移动分屏、电流源发生器和三相净化电源部分，其特征在于：被测试电能表计、采集器和集中器安装在电能表测试主屏或电能表测试移动分屏上，用电运行工况仿真工作站模拟产生各种接近实际运行工况的电气环境，通过电能采集系统仿真工作站来测试并评估电能表测试主屏和电能表测试移动分屏上安装的被测试电能表计、采集器和集中器在该电气环境下的工作情况；通过虚拟电能表工作站测试集中器在接有２０４０只电能表满负荷状况下的工作能力和采集电能数据的能力；通过数据库服务器进行实验室的电网数据采集和对现场仪器的控制，收集该电气环境下电能表计产生的各种电磁干扰环境信息以及电能采集系统仿真工作站运行的结果数据，储存并且制造各种电磁干扰信号，为整个实验室提供数据和保存新产生的数据；实验室对现在已经建成和拟选用的电能表计与市场上运行成熟的电能信息采集系统进行抗干扰能力的测定对照，在大量采集和测定数据的基础上，总结出被测试电能表计、采集器和集中器对干扰信号的普遍耐受能力和对应的电磁工况数据，将这些数据固化为载波电能表和电能信息采集系统的通信技术标准和规范，作为电力部门建设电能信息采集系统订货、建设和系统入网检测的技术依据和技术标准。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曹敏，张龙，张林山，蒋跃明，赵涓，黄彬，陈华波，
申请(专利权)人：云南电网公司，云南电力试验研究院集团有限公司，昆明天龙经纬电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]
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