一种智能变电站数字化计量的校验系统及校验方法技术方案

本发明专利技术公开了两种智能变电站数字化计量的校验系统，解决了现有技术智能变电站在进行计量统计时，由于各设备不在同一空间，单独进行计算存在误差较大的问题，本发明专利技术包括采集单元、转发单元和校验仪；采集单元采集电能表的输出脉冲信号，转发单元，将脉冲信号发送给校验仪，校验仪采集互感器的电压/电流的模拟信号，并根据电压/电流信号的电能值和冒充电压的电能值计算误差，本发明专利技术还公开了一种智能变电站数字化计量的校验方法，首先采集电能表的脉冲信号和互感器输出的二次电压及二次电流；然后计算所述脉冲信号和二次电压及二次电流的电能值，最后根据脉冲信号和二次电压及二次电流的电能值计算误差，本发明专利技术具有测量精度高、节约工序和成本等优点。

A verification system and method of digital measurement in Intelligent Substation

【技术实现步骤摘要】
一种智能变电站数字化计量的校验系统及校验方法
本专利技术涉及智能变电站计量体系校验领域，具体涉及一种智能变电站数字化计量的校验系统及校验方法。
技术介绍
建设智能电网是电网技术发展的趋势，也是经济形势、能源形势发展所提出的新的要求。国家电网公司提出了坚强智能电网的理念并于2009年启动了智能电网建设的第一批重点工程的建设。数字化变电站作为智能电网的重要基础，其结构与传统变电站发生了相应改变。基于IEC61850的数字电能计量体系主要设备包括：电子式互感器，数字量输入的合并单元，数字化电能表。电子式互感器相比较于传统的互感器具有绝缘性能好、体积质量小，暂态特性好、抗干扰能力强等特点，在数字化变电站建设初期大量投入使用。但在实际运行中，电子式互感器存在运行稳定性差、可靠性低等问题。此外，该数字化计量系统存在计量装置检测和试验设备的技术规范不统一，设备通用性差的问题。针对以上问题，数字化变电站出现一种新的数字化计量系统形式：以传统互感器代替电子式互感器，模拟量输入的合并单元及数字化电能表。传统电磁式互感器将高电压、大电流转换成二次电压及二次电流100V/57.7V，电流5A/1A，通过电缆传输到模拟量合并单元，合并单元进行统一数据采集，以符合IEC61850-9-2(LE)协议格式的网络报文通过点对点或高速以太网报送至数字化电能表。数字化电能表将接收到的报文经过一系列的数据处理和计算，将电能量数据通过DL/T645协议格式的RS485报文报送至电能量采集终端，电能量采集终端再将电能量发至计量主站。但是在智能变电站现场，合并单元和电能表并不在同一房间，且相距较远，“传统互感器+模拟量输入合并单元+数字化电能表”计量系统的计量存在误差，其误差来源主要有：传统互感器，模拟量输入的合并单元，数字化电能表计算算法误差，数据流传输丢帧误差，以及各设备连接线。由于数字化系统具有设备边界模糊的特点，其中间环节的误差无法直接测量，若按照现有检测规范，仅仅对互感器，合并单元，电能表分别进行误差检测，其结果不能真实客观地反映整个计量系统的误差情况。传统计量系统结构简单，其具有设备边界清晰，中间环节量可直接测得等特点。因此，本项目提出一种以传统计量系统为参照，将模拟量合并单元与数字化电能表看作一个整体，用传统校验仪对其进行误差检测方法。
技术实现思路
针对现有技术中的数字化电能表计算算法误差，由于在智能变电站现场，合并单元和电能表并不在同一房间，且相距较远，通过对各节点功能设备单独测量，因为数字化系统具有设备边界模糊的特点，其中间环节的误差无法直接测量，从而导致误差计算不准确的问题。本专利技术提供了一种智能变电站数字化计量的校验系统及方法，将校验仪接入互感器的输出端，将合并单元和电能表作为一个整体，采集电能表输出的脉冲信号，通过无线通讯的方式将采集的脉冲信号发送给校验仪，校验仪进行误差计算。本专利技术提供了两种智能变电站数字化计量的校验系统，由于现有技术中的互感器、合并单元和电能表不在同一空间，距离较远，不方便在线直接测量，因此校验系统中均独特的创立了无线传输引入被测信号，具体的具有以下情形：一种智能变电站数字化计量的校验系统，包括互感器、合并单元和电能表，所述互感器的输出端和所述合并单元的输入端连接，所述合并单元的输出端和所述电能表连接；还包括校验仪，所述校验仪和所述互感器的连接、所述校验仪和所述电能表的连接为：所述互感器通过线路a和所述校验仪连接，所述电能表通过线路b和所述校验仪连接所述校验仪通过所述线路a获得所述互感器的二次电压及二次电流，所述校验仪通过线路b获得所述电能表的脉冲信号；所述校验仪根据所述二次电压及二次电流和所述脉冲信号计算损耗；所述线路a为导线，所述线路b包括采集单元、模数转换器、无线发射模块、无线接收模块和数模转换器；所述采集单元采集所述电能表的脉冲信号，所述模数转换器将所述脉冲信号转换成数字信号，并通过所述无线发射模块发送给所述无线接收模块，所述数模转换器将所述数字信号还原成脉冲信号。一种智能变电站数字化计量的校验系统，包括互感器、合并单元和电能表，所述互感器的输出端和所述合并单元的输入端连接，所述合并单元的输出端和所述电能表连接；还包括校验仪，所述校验仪和所述互感器的连接、所述校验仪和所述电能表的连接为：所述互感器通过线路b和所述校验仪连接，所述电能表通过线路a和所述校验仪连接；所述校验仪和所述互感器的连接、所述校验仪和所述电能表的连接为：所述校验仪通过所述线路b获得所述互感器的二次电压及二次电流，所述校验仪通过线路a获得所述电能表的脉冲信号；所述校验仪根据所述二次电压及二次电流和所述脉冲信号计算损耗；所述线路a为导线，所述线路b包括采集单元、模数转换器、无线发射模块、无线接收模块和数模转换器；所述采集单元采集所述互感器的二次电压及二次电流，所述模数转换器将所述二次电压及二次电流转换成数字信号，并通过所述无线发射模块发送给所述无线接收模块，所述数模转换器将所述数字信号转换成二次电压及二次电流。由于本专利技术需要对两路信号进行传输，需要研究无线传输设置在何处,具体的有以下情形：情形1，将无线发射模块设置在互感器侧，所述互感器通过线路b和所述校验仪连接，所述电能表通过线路a和所述校验仪连接；所述校验仪通过所述线路b获得所述互感器的二次电压及二次电流，所述校验仪通过线路a获得所述电能表的脉冲信号；所述校验仪根据所述二次电压及二次电流和所述脉冲信号计算损耗；所述校验仪通过所述线路b获得所述互感器的二次电压及二次电流，所述校验仪通过线路a获得所述电能表的脉冲信号；所述校验仪根据所述二次电压及二次电流和所述脉冲信号计算损耗；所述采集单元采集所述互感器的二次电压及二次电流，所述模数转换器将所述二次电压及二次电流转换成数字信号，并通过所述无线发射模块发送给所述无线接收模块，所述数模转换器将所述数字信号转换成二次电压及二次电流，所述校验仪获取所述二次电压及二次电流和所述电能表的脉冲信号。情形2，将无线发射模块设置在电能表侧，所述互感器通过线路a和所述校验仪连接，所述电能表通过线路b和所述校验仪连接；所述校验仪通过所述线路a获得所述互感器的二次电压及二次电流，所述校验仪通过线路b获得所述电能表的脉冲信号；所述校验仪根据所述二次电压及二次电流和所述脉冲信号计算智能变电站链路的损耗；所述采集单元采集所述电能表的脉冲信号，所述模数转换器将所述脉冲信号转换成数字信号，并通过所述无线发射模块发送给所述无线接收模块，所述数模转换器将所述数字信号还原成脉冲信号，所述校验仪获取该脉冲信号和所述校验仪的二次电压及二次电流。经过实验得到，情形1，因为所述互感器输出的二次电压及二次电流是一个幅度波动大的电压，该二次电压及二次电流经过一次模数转换将模拟信号转化为数字信号后会发生失真，在经过一次数模转换将数字信号转换成模拟信号，会发生二次失真，无法还原初始二次电压及二次电流，从而导致计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能变电站数字化计量的校验系统，包括互感器、合并单元和电能表，所述互感器的输出端和所述合并单元的输入端连接，所述合并单元的输出端和所述电能表连接；/n还包括校验仪，所述校验仪和所述互感器的连接、所述校验仪和所述电能表的连接为：/n所述互感器通过线路a和所述校验仪连接，所述电能表通过线路b和所述校验仪连接/n所述校验仪通过所述线路a获得所述互感器的二次电压及二次电流，所述校验仪通过线路b获得所述电能表的脉冲信号；所述校验仪根据所述二次电压及二次电流和所述脉冲信号计算损耗；/n其特征在于，所述线路a为导线，所述线路b包括采集单元、模数转换器、无线发射模块、无线接收模块和数模转换器；/n所述采集单元采集所述电能表的脉冲信号，所述模数转换器将所述脉冲信号转换成数字信号，并通过所述无线发射模块发送给所述无线接收模块，所述数模转换器将所述数字信号还原成脉冲信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能变电站数字化计量的校验系统，包括互感器、合并单元和电能表，所述互感器的输出端和所述合并单元的输入端连接，所述合并单元的输出端和所述电能表连接；
还包括校验仪，所述校验仪和所述互感器的连接、所述校验仪和所述电能表的连接为：
所述互感器通过线路a和所述校验仪连接，所述电能表通过线路b和所述校验仪连接
所述校验仪通过所述线路a获得所述互感器的二次电压及二次电流，所述校验仪通过线路b获得所述电能表的脉冲信号；所述校验仪根据所述二次电压及二次电流和所述脉冲信号计算损耗；
其特征在于，所述线路a为导线，所述线路b包括采集单元、模数转换器、无线发射模块、无线接收模块和数模转换器；
所述采集单元采集所述电能表的脉冲信号，所述模数转换器将所述脉冲信号转换成数字信号，并通过所述无线发射模块发送给所述无线接收模块，所述数模转换器将所述数字信号还原成脉冲信号。


2.根据权利要求1所述的一种智能变电站数字化计量的校验系统，其特征在于，所述校验仪通过汇控柜获得所述互感器的二次电压及二次电流。


3.根据权利要求2所述的一种智能变电站数字化计量的校验系统，其特征在于，所述二次电压及二次电流为所述互感器转化的母线电压。


4.根据权利要求3所述的一种智能变电站数字化计量的校验系统，其特征在于，所述校验仪根据公式：误差值计算，其中，W0为所述二次电压及二次电流得到的电能值，Wx为所述脉冲信号的电能值。


5.根据权利要求1所述的一种智能变电站数字化计量的校验系统，其特征在于，还包括双电源切换模块，通过所述双电源切换模块选择蓄电池供电或者选择市电作供电；
所述双电源切换模块包括备用电源接口(2)、主电源接口(3)、继电器(1)、负载接口(4)、指示灯(5)和基板(6)，所述备用电源接口(2)、所述主电源接口(3)、所述继电器(1)、所述负载接口(4)、所述指示灯(5)分别固定在所述基板(6)上，所述继电器(1)分别与主电源接口(3)、所述备用电源接口(2)、所述负载接口(4)、所述指示灯(5)导通，所述双电源切换模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘苏婕，刘鹍，艾兵，李福超，罗睿希，史强，叶子阳，李金嵩，张杰夫，蒋卫，王睿晗，曾兰，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：四川;51