数字化跨间隔计量系统的现场多维度测试方法及测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种数字化跨间隔计量系统的现场多维度测试方法及测试系统，包括远端控制分析主机及就地试验终端，其中：就地试验终端将远端控制分析主机提供的模拟量信号输出至合并单元，完成模拟数字化跨间隔计量系统的采样源信号，其中就地试验终端与数字化跨间隔计量系统的合并单元及数字化电能表预先建立连接；就地试验终端将合并单元及数字化电能表的信号回采并汇总；远端控制分析主机根据汇总的测试数据进行多维度的误差分析。本发明专利技术通过将模拟量输出至合并单元并回采的形式，复现实际工况并测试，搭建灵活，测试范围易调整，提高了安全性，降低了标准源对测试结果的影响，提高了精度；通过多维度误差分析由整体到局部考核性能指标。

Field Multidimensional Testing Method and System for Digital Interval Measurement System

【技术实现步骤摘要】
数字化跨间隔计量系统的现场多维度测试方法及测试系统
本专利技术属于电力系统智能变电站领域，特别涉及一种数字化跨间隔计量系统的现场多维度测试方法及测试系统。
技术介绍
智能变电站电能计量系统由互感器、合并单元、采样值传输网络和数字化电能表等设备组成，数字化的采样值传输方式极大提高了变电站计量系统的集成度和信息灵活性，具有广阔的应用前景。单间隔内的数字化计量方案简洁明晰，技术发展比较成熟，而对于内桥接线、二分之三接线等跨间隔采样计量系统，不同间隔的采样信号无法参照传统模式物理合并，这对跨间隔数字化电能计量技术提出了新的要求。目前智能变电站内的跨间隔计量主要基于采样值组网方案，各间隔合并单元输出采样经网络交换机传输，再由数字化电能表合并计算电能。现场的跨间隔数字化电能计量系统不断暴露出传输乱码、通讯故障、计量误差偏大等诸多问题，运行中大量存在电量不平衡现象，极大影响了数字化计量工作的应用推广。数字化跨间隔计量系统涉及环节较多，各间隔内的互感器或合并单元、同步信号源、采样传输网络以及数字化电能表等都可能影响最终的计量结果，特别是现场不同间隔的采样源分布较远，数字化采样值报文不易直观比较，这些都给数字化跨间隔计量系统的现场运维工作带来了挑战；另一方面，实验室搭建的集成调试环境与现场运行环境无法完全一致，测试范围存在盲区，不易复现变电站现场的实际运行工况，无法有效的分析解决数字化跨间隔计量系统出现的问题。由于缺乏标准支撑和可靠的检测手段，对跨间隔数字化计量的测试技术研究进展缓慢。国外对数字化计量体系的应用微乎其微，相应的测试技术研究报道也较少；国内各大高校和研究机构对数字化计量领域的研究主要集中在单间隔计量、数字化计量溯源以及可靠性研究等领域，对跨间隔计量及其测试技术的深入研究尚未展开。数字化电能计量作为智能变电站的重要组成部分，其计量值的准确与否直接关系到电量考核指标和未来贸易结算的公平公正。跨间隔数字化电能计量特性尚未明确且现场检测技术严重匮乏，这给数字化计量系统的长期稳定运行带来了极大的安全隐患。
技术实现思路
为了解决目前智能变电站内跨间隔计量系统存在的电量不平衡现象，针对数字化计量系统涉及环节较多，变电站现场调试工作无法开展，实验室集成测试环境不易复现实际异常等问题，本专利技术提供了一种数字化跨间隔计量系统的现场多维度测试方法及测试系统，以满足电力系统用户对智能变电站数字化计量可靠性的要求。以下是本专利技术的技术方案。本专利技术提供了一种数字化跨间隔计量系统的现场多维度测试方法，包括以下步骤：就地试验终端接收远端控制分析主机下发的模拟量信号并将所述模拟量信号输出至数字化跨间隔计量系统的合并单元以及数字化电能表，与所述合并单元进行信号同步；其中，所述就地试验终端与数字化跨间隔计量系统的合并单元及数字化电能表预先建立有连接；所述模拟量信号用于模拟所述数字化跨间隔计量系统的采样源信号；就地试验终端回采所述合并单元以及数字化电能表输出的数据信号；就地试验终端将所述回采得到的数据信号发送给远端控制分析主机，所述远端控制分析主机根据所述回采得到的数据信号进行多维度的误差分析。本方法是用于测试数字化跨间隔计量系统，通过将模拟量输出至合并单元并回采的形式，复现实际异常并测试，使得测试精准度及可靠性较高。进一步地，在所述就地试验终端接收远端控制分析主机下发的模拟量信号之前，进一步包括：预先在变电站预设测试间隔内就地布置若干就地试验终端，在测试主控室布置远端控制分析主机；所述远端控制分析主机与就地试验终端建立无线通信并对时；就地试验终端与数字化跨间隔计量系统的合并单元及数字化电能表建立数据连接。测试系统由若干就地放置的就地试验终端及远端放置的控制分析远端控制分析主机组成，就地试验终端分别放置在各采样间隔合并单元及电能表屏柜处，支持GPS卫星对时，通过无线通信方式与远端控制分析主机传输数据，上述测试系统中就地试验终端用于向合并单元输出测试同步信号和二次模拟量，同时接收合并单元输出的数字化采样值，接收数字化电能表输出的电能量脉冲，其中每个就地试验终端对应一个合并单元或数字化电能表，而合并单元及电能表通过网络交换机连接。进一步地，所述所述就地试验终端与所述合并单元进行信号同步，包括：就地试验终端发送同步脉冲信号至合并单元；所述合并单元根据所述同步脉冲信号确定采样间隔实现信号同步。就地试验终端提供同步脉冲信号至合并单元，确保采样间隔同步，完成模拟数字化跨间隔计量系统的实际运行工况。由于实验室集成测试环境不易复现变电站现场的异常，而本方案以变电站实际计量系统为基础，通过测试系统模拟站内同步源对合并单元进行同步，模拟的真实性较高。进一步地，所述就地试验终端为若干个，所述方法进一步包括：所述若干就地试验终端内部的GPS模块接收无线卫星的对时信号，并使用内部晶振对所述GPS模块输出的秒耐冲计时，再通过秒脉冲计数器调节系统中断，获取中断周期参数，控制所述就地试验终端输出的系统中断间隔；其中，所述中断周期计数器的计算公式为：其中：C为中断的周期计数器，Cpps为PPS时钟脉冲周期计数器，N为每个PPS时钟脉冲内的中断个数，Co为中断周期计数器的补偿值。进一步地，所述合并单元为若干个，所述就地试验终端将所述模拟量输出至数字化跨间隔计量系统的合并单元，包括：经同步的若干就地试验终端在统一的试验开始时刻，触发各自的模拟量发送，输出电流或电压二次信号至对应间隔的合并单元，完成跨间隔计量系统现场测试的采样源信号模拟。经过前面步骤中的搭建及同步等工作后，进行数据信号的输出，完成正式测试的初始部分。进一步地，所述就地试验终端回采所述合并单元以及数字化电能表输出的数据信号，包括：就地试验终端采集对应间隔合并单元输出的数字化采样值，作为合并单元输出的比对试品；就地试验终端采集数字化电能表输出的相关电量脉冲，作为电量比对试品信号；试验过程中，就地试验终端持续采集相关数据信号，实时标记采集时间，将数据及采集时间定时上送至远端控制分析主机汇总。由于算法精度、DA回路误差及功率放大器稳定性等因素影响，就地试验终端实际输出的模拟量可能与远端控制分析主机配置的原始值存在出入，为提高测试方法的整体精度，最大化降低标准源对试验结果的影响，需要实时回采输出模拟量，以便根据回采的数据进行调整，减小误差，提高精确度。进一步地，所述远端控制分析主机根据所述回采得到的数据信号进行多维度的误差分析，包括：远端控制分析主机根据汇总的测试数据，从误差环节、误差间隔及误差相位三个维度分析误差，经多维度比对分析得到所述数字化跨间隔计量系统的电参量和电度量误差。进一步地，所述误差环节、误差间隔及误差相位的分析内容包括：从误差环节的角度，根据回采得到的数据信号分析被测的跨间隔计量系统的电度量传变误差；从误差间隔的角度，根据回采得到的数据信号分析被测的跨间隔计量系统内电流采样间隔及电流间隔的误差比重；从误差相位的角度，根据回采得到的数据信号测试不同相别的计量精度。综合上述分析过程，结合误差原因得出装置精度、间隔同步性、采样值传输稳定性及采样值时间特性等因素对系统计量精度的影响。另外，本专利技术还提供了一种数字化跨间隔计量系统的现场多维度测试系统，包括：远端控制分析主机、若干个就地试验终端，所述远端控制分析主机与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字化跨间隔计量系统的现场多维度测试方法，其特征在于，包括以下步骤：就地试验终端接收远端控制分析主机下发的模拟量信号并将所述模拟量信号输出至数字化跨间隔计量系统的合并单元以及数字化电能表，与所述合并单元进行信号同步；其中，所述就地试验终端与数字化跨间隔计量系统的合并单元及数字化电能表预先建立有连接；所述模拟量信号用于模拟所述数字化跨间隔计量系统的采样源信号；就地试验终端回采所述合并单元以及数字化电能表输出的数据信号；就地试验终端将所述回采得到的数据信号发送给远端控制分析主机，所述远端控制分析主机根据所述回采得到的数据信号进行多维度的误差分析。

【技术特征摘要】
1.一种数字化跨间隔计量系统的现场多维度测试方法，其特征在于，包括以下步骤：就地试验终端接收远端控制分析主机下发的模拟量信号并将所述模拟量信号输出至数字化跨间隔计量系统的合并单元以及数字化电能表，与所述合并单元进行信号同步；其中，所述就地试验终端与数字化跨间隔计量系统的合并单元及数字化电能表预先建立有连接；所述模拟量信号用于模拟所述数字化跨间隔计量系统的采样源信号；就地试验终端回采所述合并单元以及数字化电能表输出的数据信号；就地试验终端将所述回采得到的数据信号发送给远端控制分析主机，所述远端控制分析主机根据所述回采得到的数据信号进行多维度的误差分析。2.根据权利要求1所述的一种数字化跨间隔计量系统的现场多维度测试方法，其特征在于，在所述就地试验终端接收远端控制分析主机下发的模拟量信号之前，进一步包括：预先在变电站预设测试间隔内就地布置若干就地试验终端，在测试主控室布置远端控制分析主机；所述远端控制分析主机与就地试验终端建立无线通信并对时；就地试验终端与数字化跨间隔计量系统的合并单元及数字化电能表建立数据连接。3.根据权利要求1所述的一种数字化跨间隔计量系统的现场多维度测试方法，其特征在于，所述就地试验终端与所述合并单元进行信号同步，包括：就地试验终端发送同步脉冲信号至合并单元；所述合并单元根据所述同步脉冲信号确定采样间隔实现信号同步。4.根据权利要求1所述的一种数字化跨间隔计量系统的现场多维度测试方法，其特征在于，所述就地试验终端为若干个，所述方法进一步包括：所述若干就地试验终端内部的GPS模块接收无线卫星的对时信号，并使用内部晶振对所述GPS模块输出的秒耐冲计时，再通过秒脉冲计数器调节系统中断，获取中断周期参数，控制所述就地试验终端输出的系统中断间隔；其中，所述中断周期计数器的计算公式为：其中：C为中断的周期计数器，Cpps为PPS时钟脉冲周期计数器，N为每个PPS时钟脉冲内的中断个数，Co为中断周期计数器的补偿值。5.根据权利要求4所述的一种数字化跨间隔计量系统的现场多维度测试方法，其特征在于，所述合并单元为若干个，所述就地试验终端将所述模拟量输出至数字化跨间隔计量系统的合并单元，包括：经同步的若干就地试验终端在统一的试验开始时刻，触发各自的模拟量发送，输出电流或电压二次...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁建顺，赵良德，庄磊，张宏生，任民，高寅，胡吕龙，陈晨，谢乐天，王凯，
申请(专利权)人：国网安徽省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34