电能表动态误差的同步测量方法技术

本发明专利技术提出了一种电能表动态误差的同步测量方法，包括动态测试电压信号、动态测试电流信号和动态误差测试时间控制信号，其中动态误差测试时间控制信号的间隔T′包含N′个动态测试信号循环周期；测试时间控制信号间隔T′是电能表每个动态误差测试的时间间隔，电能表动态误差测试中，稳态电压信号和稳态电流信号送入标准电能量值测量单元，在测试时间控制信号同步控制下，标准电能量值测量单元累计测量稳态测试信号的电能量值；在时间间隔T′内，动态测试信号送入被试电能表，通过动态测试信号重复N次循环，完成电能表动态误差的N次测试；该方法不同于已有的电能表动态误差非同步测试方法，能够显著地提高电能表动态误差测量的准确度，并实现动态电能量值的溯源。

【技术实现步骤摘要】
电能表动态误差的同步测量方法
本专利技术涉及一种电能表动态误差的同步测量方法，特别是关于一种能够减少电能表动态误差的测试时间与动态测试信号循环周期同步的测试方法。
技术介绍
近年来，随着我国能源工业发展和智能电网的不断提升，智能电网中光伏电源、风能等新能源的引入，使电网中电源的输出功率呈现出非稳态特性，电弧炉、高铁牵引负荷和轧钢机等动态负荷的瞬时电流幅度和有功功率呈现出频繁随机动态变化特性；这些智能电网的新特性导致智能电能表电能计量出现较大超差，不能实现合理计费；目前，虽然已经提出了电能表动态误差测试方法，但是，这些方法都是电能表动态误差的测试时间与动态测试信号循环周期非同步的方法，导致电能表动态误差的测试准确度较低，不能满足较高测量准确度要求的场合。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种电能表动态误差的测试时间与动态测试信号循环周期同步的方法，目的是能够提高电能表动态误差测量的准确度。本专利技术的目的是能够提高电能表动态误差测量的准确度，方便地实现动态电能量值的溯源。本专利技术所述的电能表动态误本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电能表动态误差的同步测量方法，其特征在于动态测试信号包括：动态测试电压信号、动态测试电流信号和动态误差测试时间控制信号，其中动态误差测试时间控制信号简称为测试控制信号，测试控制信号时间间隔T′包含N′个动态测试信号循环周期，其中，N′为整数；测试控制信号时间间隔T′是电能表每个动态误差测试的时间间隔，亦是动态测试信号循环周期的N′倍；电能表动态误差测试中，稳态电压信号和稳态电流信号送入标准电能量值测量单元，在测试控制信号时间间隔T′内与测试控制信号同步控制下，标准电能量值测量单元累计测量稳态测试信号的电能量值；在时间间隔T′内，动态测试信号送入被试电能表，通过动态测试信号重复N次循环，其中...

【技术特征摘要】
1.电能表动态误差的同步测量方法，其特征在于动态测试信号包括：动态测试电压信号、动态测试电流信号和动态误差测试时间控制信号，其中动态误差测试时间控制信号简称为测试控制信号，测试控制信号时间间隔T′包含N′个动态测试信号循环周期，其中，N′为整数；测试控制信号时间间隔T′是电能表每个动态误差测试的时间间隔，亦是动态测试信号循环周期的N′倍；电能表动态误差测试中，稳态电压信号和稳态电流信号送入标准电能量值测量单元，在测试控制信号时间间隔T′内与测试控制信号同步控制下，标准电能量值测量单元累计测量稳态测试信号的电能量值；在时间间隔T′内，动态测试信号送入被试电能表，通过动态测试信号重复N次循环，其中，N为整数，完成电能表动态误差的N次测试，实现电能表动态误差的同步测试；
其中，如图1所示，所述测试控制信号为闸门控制信号或启动和停止控制信号，闸门控制信号为持续一定时间间隔T′的高电平信号，或持续一定时间间隔T′的低电平信号，启动和停止控制信号为闸门控制信号的启动跳变和停止跳变信号，或为正脉冲信号或负脉冲信号，或为启动时刻t1和停止时刻t2的动态测试信号；t1和t2时刻可以在动态测试信号的过零点，也可在动态测试信号的非过零点；所述测试控制信号的时间间隔T′是闸门控制信号高电平持续的时间间隔T′，或闸门控制信号低电平持续的时间间隔T′，或为启动脉冲与停止脉冲之间的时间间隔，或为动态测试信号启动时刻t1和停止时刻t2之间的时间间隔；电能表动态误差测试中，测试控制信号与动态测试信号同步循环N次，用于控制稳态测试信号与/或动态测试信号的电能量值测量与确定；
所述测试控制信号同步控制，是电能表每个动态误差的测试时间间隔T′，简称为动态误差测试时间，是动态测试信号循环周期的N′倍；动态误差测试时间T′是测量一次动态误差过程中，累计测量被测信号电能值的时间；此外，通过测试控制信号中启动控制信号，控制标准电能量值测量单元开始累计测量稳态测试信号的电能，通过测试控制信号中停止控制信号，控制标准电能量值测量单元结束一次累计测量稳态测试信号的电能，进而，测量得到时间T′内的稳态测试信号的电能量值；再者，通过测试控制信号的启动控制信号，控制动态测试电流信号在t1时刻开始输入被试电能表，通过测试控制信号的停止控制信号，控制动态测试电流信号在t2时刻停止输入被试电能表；
所述动态测试信号循环周期为动态测试电压信号与动态测试电流信号的公共周期，即为动态测试电压信号周期与动态测试电流信号周期的公倍数；所述动态测试信号重复N次循环，为动态测试信号以循环重复方式送入被测试的电能表，每个动态测试信号循环周期结束时刻t2与相邻的下一个动态测试电流信号循环周期开始t1时刻之间的时间间隔，可为不等的时间，或为相等的时间或为0时间；
所述动态测试电流信号，其波形幅度信号为确定信号，或为伪随机序列信号；其中，波形幅度信号调制稳态周期正弦电流信号或调制稳态周期畸变电流信号，稳态周期正弦电流信号或调制稳态周期畸变电流信号统称为稳态电流信号，稳态电流信号的表达式分别为：
稳态周期正弦电流信号：



式中，Ik为k相电流的幅值，k＝a,b,c分别表示A、B、C三相，f1为电流信号的频率，ω1＝2πf1为角频率，为k相电流信号的初始相位值，T＝1/f1为稳态电流信号的周期；
稳态周期畸变电流信号：



式中，Ik′为k相电流基波幅值，ωl＝2πfl为基波或谐波电流的角频率，Ak1＝1，l与均为整数，表示频率为ωl的谐波电流相对基波的幅值，Akl为实数，为谐波电流的初始相位，T＝1/f1为稳态电流信号的周期；
所述动态测试电流信号为动态测试正弦波形电流信号和动态测试畸变波形电流信号，其表达式分别为：
动态测试正弦波形电流信号：



动态测试畸变波形电流信号：



式(3)与式(4)中，表示动态测试电流波形幅度信号，可为确定信号ak(t)，或为伪随机序列信号ak(n,t):n＝0,1,LMPN；式(3)与式(4)中其他参数分别与式(1)和式(2)参数意义相同；波形幅度信号表达式为：



式中，akn(t)为第n个T周期内的电流调制信号，或者akn序列在第n个T周期内的数值，ΔTk＜T为时间差并取实数，g(t)为区间[0,T]内的窗函数；
所述动态测试电压信号，其波形幅度信号为确定信号；其中波形幅度信号调制稳态周期正弦电压信号或调制稳态周期畸变电压信号，稳态周期正弦电压信号或稳态周期畸变电压信号统称为稳态电压信号，稳态电压信号的表达式分别为：
稳态周期正弦电压信号：



式中，Uk为k相电路电压信号幅值，φk为k相电路电压信号的初始相位值，其他参数与式(1)参数意义相同；稳态电压信号的周期与稳态电流信号的周期相同，均用T表示；
稳态周期畸变电压信号：



式中，U′k为k相电压的基波幅值，ωl为基波或谐波电压角频率，Bk1＝1，l与均为整数，表示频率为ωl的谐波电压相对基波的幅值，Bkl为实数，φkl为谐波电压的初始相位；稳态电压信号的周期与稳态电流信号的周期相同，均用T表示；
所述动态测试电压信号包括动态测试正弦波形电压信号和动态测试畸变波形电压信号，其表达式分别为：
动态测试正弦波形电压信号：



动态测试畸变波形电压信号：



式(8)与式(9)中，表示动态测试电压波形幅度信号，为确定信号bk(t)；式(8)与式(9)中其他参数分别与式(6)和式(7)参数意义相同；波形幅度信号表达式为：



式中，bkn(t)为第n个T周期内的电压调制信号，ΔT′k＜T为时间差并取实数；在动态误差的测试时间间隔T′内，包含动态测试电压波形幅度信号的整数周期，并且时间间隔T′的误差小于一个稳态电压信号的半个周期；
所述标准电能量值测量单元包括标准电能表，或标准功率源内部的电能测量单元或电能累计单元，或电能表检定与校验装置的内部电能测量单元，或现场电能表校验装置的内部电能测量单元，以及这些单元中的电能测量或累计软件；
由稳态电流信号与稳态电压信号相乘得到稳态功率信号如下：



或



由动态测试电流信号与动态测试电压信号相乘得到动态功率信号如下：



或



式(1)至(14)中，k＝a,b,c表示电路中的A、B、C三相；动态测试信号循环重复N次输出。


2.如权利要求1所述电能表动态误差同步测量方法，其特征在于，所述在时间间隔T′内，动态测试信号送入被试电能表，动态测试信号重复N循环，完成电能表动态误差的N次测试包括：在测试启动控制信号t1时刻之前，送入被试电能表的动态测试电流为0；在测试启动控制信号时刻t1＝0开始，动态测试电流信号送入被试电能表，被试电能表开始累计测量动态功率信号的电能；在测试停止控制信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学伟，王琳，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11