【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能电能表，具体而言，涉及一种智能电能表检定误差分析计算装置。
技术介绍
1、电能表作为电力系统中的关键计量设备,其准确性直接关系到电力供给的公平性和电费结算的准确性。目前,电能表的检定主要依赖于人工进行,通过向电能表输入标准电压、电流,并对其输出信号进行人工分析对比,从而获取电能表的计量误差。这种方法效率低下,且难以对复杂工况下电能表的计量性能进行全面评估。
2、随着智能电网的快速发展,电能表不断向智能化方向演进,具备多种辅助功能,如远程抄表、负荷控制、电压监测等。这些新兴功能对电能表的计量精度提出了更高的要求。同时,随着可再生能源的大规模并网,电网的电压、电流波形日益复杂,对电能表的计量性能也提出了新的挑战。在这种背景下,传统的人工检定方法难以全面反映电能表在复杂工况下的计量误差特性。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种智能电能表检定误差分析计算装置，能够解决传统的人工检定方法难以全面反映电能表在复杂工况下的计量误差特性的技术问题。
2、本专利技术是这样实现的：
3、本专利技术的第一方面提供一种智能电能表检定误差分析计算装置，其中，包括依次连接的交流电源、包括有分压器的第一发光二极管、待测电能表和包括有分压器的第二发光二极管，还包括控制芯片、用于实时检测所述第一发光二极管的第一亮度传感器和用于实时检测所述第二发光二极管的第二亮度传感器，所述控制芯片与所述待测电能表输出端、所述第一亮度传感器和所述第二亮度传感器电连接，
4、其中，所述第一、二亮度传感器的采集频率均大于2khz。
5、其中，所述电能表检定误差分析模块，用于执行以下步骤：
6、s10、实时获取第一、二亮度传感器采集的第一亮度、第二亮度以及所述电能表的电计量信号，并将所述第一亮度、第二亮度转化为第一电压、第二电压；采用积分方式计算所述第一电压曲线、第二电压曲线的电计量值，并求平均数作为参考电计量；
7、s20、根据实时得到的第一电压和第二电压生成第一电压曲线和第二电压曲线，并对所述第一电压曲线和第二电压曲线根据电压过零点进行分段，每个分段包括一个正电压波形和一个负电压波形形成一个电压段，分别记为第一电压段集和第二电压段集；
8、s30、计算所述第一电压段集和第二电压段集中每个电压段的电压波形与标准正弦波的区别度，并生成第一区别度序列和第二区别度序列；
9、s40、将所述第一区别度序列和第二区别度序列合并后进行聚类，并利用待测电能表的瞬时脉冲生成仿真算法，计算与每个聚类中心最接近的电压段的电压波形生成的用于电计量的瞬时脉冲的占空比；
10、s50、根据所述第一电压段集、第二电压段集以及电计量信号，确定能够被所述待测电能表计量到的瞬时脉冲的最小脉宽和最小占空比；
11、s60、基于第一电压段集、第二电压段集和参考电计量值,计算每个电压段与对应的参考电量的偏差,同时标记该电压段是否会被重复计量,构建每个电压段的计量误差及重复计量标签;
12、s70、建立训练数据集，将第一电压段集和第二电压段集合并后作为训练数据集的输入,使用构建的计量误差及重复计量标签作为训练数据集的输出,训练一个神经网络模型得到电压段计量误差模型;
13、s80、对于预设的电压特征集中的每一组电压数据，根据电压过零点进行分段，得到预设电压段集，输入到所述电压段计量误差模型，得到所述电压数据的误差范围；并建立电压特征-误差范围数据表，输出给电能表鉴定人员。
14、其中,所述步骤s10包括:实时获取所述第一亮度传感器采集的第一亮度值和所述第二亮度传感器采集的第二亮度值,并将所述第一亮度值转换为第一电压值,将所述第二亮度值转换为第二电压值;采用积分运算的方式对所述第一电压曲线和所述第二电压曲线进行积分运算,得到对应的电计量值,然后求取这些电计量值的平均数作为参考电计量值。
15、其中,所述步骤s20包括:首先根据实时获取的所述第一电压和所述第二电压生成第一电压曲线和第二电压曲线;然后,对所述第一电压曲线和所述第二电压曲线进行分段处理,分段依据是电压过零点,每个分段包括一个正电压波形和一个负电压波形,形成一个完整的电压段;将所有的正电压波形和负电压波形汇总,分别形成第一电压段集合和第二电压段集合。
16、其中,所述步骤s30包括:首先计算所述第一电压段集合中每个电压段的电压波形与标准正弦波的区别度,生成第一区别度序列;然后计算所述第二电压段集合中每个电压段的电压波形与标准正弦波的区别度,生成第二区别度序列。
17、其中,所述步骤s40包括:首先将所述第一区别度序列和所述第二区别度序列合并,然后对合并后的序列进行聚类分析;接下来,利用所述待测电能表的瞬时脉冲生成算法,计算每个聚类中心对应的电压段生成的瞬时脉冲的占空比。
18、其中,所述步骤s50包括:根据所述第一电压段集合、所述第二电压段集合以及所述电计量信号,确定能够被所述待测电能表计量到的瞬时脉冲的最小脉宽和最小占空比。
19、其中,所述步骤s60包括:首先,基于所述第一电压段集、所述第二电压段集和所述参考电计量值,计算每个电压段与对应的参考电量之间的偏差,同时,标记该电压段是否会被重复计量,判断依据是脉宽是否超过2倍最小脉宽,如果超过则认定被重复计量。
20、其中,所述步骤s70包括: 建立训练数据集，将所述第一电压段集和所述第二电压段集合并后作为训练数据集的输入,使用所述步骤s60中构建的计量误差及重复计量标签作为训练数据集的输出,训练一个神经网络模型得到电压段计量误差模型,该模型包括重复计量子网络、缺漏计量子网络和融合误差子网络三个子网络。
21、其中,所述步骤s80包括:对于预设的电压特征集中的每一组电压数据,首先按照电压过零点进行分段,得到预设电压段集;然后将这些电压段输入到所述步骤s70训练好的电压段计量误差模型,得到该组电压数据的误差范围;最后,建立电压特征-误差范围的对应数据表,输出给电能表鉴定人员使用。
22、进一步的，判断电压段被重复计量的标准为脉宽是否超过2个最小脉宽，若超过2个最小脉宽则认定被重复计量。
23、进一步的，所述电压段计量误差模型包括输入层、嵌入层、重复计量子网络、缺漏计量子网络以及融合误差子网络，所述重复计量子网络用于预测电压段被重复计量的电量，所述缺漏计量子网络用于预测电压段无法被计量的电量，所述融合误差子网络，用于预测电压段的计量误差。
24、进一步的，所述输入层接收合并后的电压段集,每个电压段由一个正半波和一个负半波电压值序列组成。
25、进一步的，所述嵌入层将输入的电压段集进行嵌入,得到嵌入向本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种智能电能表检定误差分析计算装置，其特征在于，包括依次连接的交流电源、包括有分压器的第一发光二极管、待测电能表和包括有分压器的第二发光二极管，还包括控制芯片、用于实时检测所述第一发光二极管的第一亮度传感器和用于实时检测所述第二发光二极管的第二亮度传感器，所述控制芯片与所述待测电能表输出端、所述第一亮度传感器和所述第二亮度传感器电连接，并实时采集电能表输出端输出的电计量信号以及第一、二亮度传感器采集的第一亮度和第二亮度；所述控制芯片内设置有电能表检定误差分析模块，用于对所述待测电能表的误差进行分析，输出多组不同电压特征下的误差范围。
2.根据权利要求1所述的一种智能电能表检定误差分析计算装置，其特征在于，所述第一、二亮度传感器的采集频率均大于2KHz。
3.根据权利要求1所述的一种智能电能表检定误差分析计算装置，其特征在于，所述电能表检定误差分析模块，用于执行以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种智能电能表检定误差分析计算装置，其特征在于，判断电压段被重复计量的标准为脉宽是否超过2个最小脉宽，若超过2个最小脉宽则认定被重复计量。
<...【技术特征摘要】
1.一种智能电能表检定误差分析计算装置，其特征在于，包括依次连接的交流电源、包括有分压器的第一发光二极管、待测电能表和包括有分压器的第二发光二极管，还包括控制芯片、用于实时检测所述第一发光二极管的第一亮度传感器和用于实时检测所述第二发光二极管的第二亮度传感器，所述控制芯片与所述待测电能表输出端、所述第一亮度传感器和所述第二亮度传感器电连接，并实时采集电能表输出端输出的电计量信号以及第一、二亮度传感器采集的第一亮度和第二亮度；所述控制芯片内设置有电能表检定误差分析模块，用于对所述待测电能表的误差进行分析，输出多组不同电压特征下的误差范围。
2.根据权利要求1所述的一种智能电能表检定误差分析计算装置，其特征在于，所述第一、二亮度传感器的采集频率均大于2khz。
3.根据权利要求1所述的一种智能电能表检定误差分析计算装置，其特征在于，所述电能表检定误差分析模块，用于执行以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种智能电能表检定误差分析计算装置，其特征在于，判断电压段被重复计量的标准为脉宽是否超过2个最小脉宽，若超过2个最小脉宽则认定被重复计量。
5.根据权利要求3所述的一种智能电能表检定误差分析计算装置，其特征在于，所述电压段计量误差模型包括输入层、嵌入层、重复计量...
【专利技术属性】
技术研发人员：李佳，隋春燕，刘金鹏，宋宗涛，接栋磊，孙晓雯，郑建宏，
申请(专利权)人：青岛高科通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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