[發明專利]一種電能表實際運行環境的仿真校驗方法

在審

• 申請號: 201410546799.4
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104316894A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 祝婧;劉強;趙震宇;王愛民;馬建;陳克緒;朱亮
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網江西省電力科學研究院
• 主分類號: G01R35/04
• 分類號: G01R35/04
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 姚伯川

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技術領域????

本發明涉及一種電能表實際運行環境的仿真校驗方法，屬電能計量技術領域。

背景技術????

電力系統的負載情況是多種多樣的。除了大量的線性負載，還存在各類非線性負載。隨著電氣化鐵路和電解工廠的大功率硅整流設備、煉鋼交直流電弧爐和電石爐、交流逆變器、大功率電力拖動設備以及電機變頻調速裝置的廣泛應用，工業非線性負載在迅速的增加。另外，由于空調、冰箱等家用電器越來越多地采用電力電子器件，使民用負荷也日益呈現出非線性化的趨勢。對于其中的廣義非線性負荷，其信號不僅存在波形畸變，且具有頻率連續波動，幅值快速劇烈變化等明顯的動態特征。

現行的電能表檢定規程，對檢定條件作了明確的規定，檢定時電能表均在實驗室內穩態條件下進行：只要求在多個指定電流測試點和功率因素測試點上測試被檢表的誤差指標，并不對電能表的實際運行環境進行測試。因此有必要提供一種能仿真電能表實際運行環境的校驗方法。

發明內容????

本發明的目的是：克服現有技術的不足，提出了一種電能表實際運行環境的仿真校驗方法，用于準確模擬和復現電能表的實際運行環境，考核電能表在各類廣義非線性負荷下的動態性能指標。

本發明是通過以下技術方案實現：本發明以典型非線性負荷特征數據庫和典型非線性計量環境原型數據庫里的數據作為功率源的信號數源，用以模擬和復現電能表的實際運行環境，進而考核其在各類實際非線性負荷運行環境下的性能指標，實現非線性負荷電能表實際運行環境下的仿真校驗。??

輸出典型非線性負荷模擬波形的實現方案是：先采用電能表現場參數記錄儀采集各類典型非線性負荷的波形數據，提取同類負荷波形數據中的共有特征成分，然后形成該類負荷的數學模型，再根據數學模型計算得到模擬該類負荷波形的特征數據，最后將各類負荷的特征數據集中，構建一個典型非線性負荷特征數據庫，校驗時從數據庫中取出需要模擬負荷的特征數據作為功率源的信號數源，即可輸出具有該類負荷特征的電壓電流波形。

復現典型非線性計量環境的實現方案是：先采用電能表現場參數記錄儀采集典型非線性負荷的波形數據，再將所采集的數據通過插值擬合，還原成該非線形負荷的原型數據，最后將各類負荷的原型數據集中，構建一個典型非線性計量環境原型數據庫，校驗時從數據庫中取出需要復現負荷的原型數據作為功率源的信號數源，即可復現典型非線性計量環境。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：此方法能夠準確模擬和真實復現電能表的運行環境，可以對現場的各種環境因素，包括電壓電流信號的諧波、非周期、沖擊等進行仿真。其仿真的數據能保存在數據庫中，便于電能表在非線性負荷下進行離線校驗。

附圖說明????

圖1是本發明電能表實際運行環境仿真校驗方法的示意圖；

圖2是本發明模擬典型非線性負荷的流程圖；

圖3是本發明典型非線性負荷特征數據庫中的電弧爐的平均諧波電流波形；

圖4是本發明典型非線性負荷特征數據庫中的計算機和打印機組合產生的主要諧波電流波形；

圖5是本發明典型非線性負荷特征數據庫中的晶閘管控制電抗器產生的諧波電流波形；

圖6是本發明典型非線性負荷特征數據庫中的6脈波整流器的諧波電流波形；

圖7是本發明典型非線性負荷特征數據庫中的高壓直流換流站的負荷波形；其中，1表示A相諧波電流波形，2表示B相諧波電流波形，3表示C相諧波電流波形；

圖8是本發明復現典型非線性計量環境的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述：

圖1所示是本發明電能表實際運行環境仿真校驗方法的示意圖。

電能表現場參數記錄儀用以采集電能表現場實際運行時的非線性負荷波形數據，并將數據上傳給PC機，PC機對數據進行分析處理，分別建立二種數據庫，即典型非線性負荷特征數據庫和典型非線性計量環境原型數據庫。

功率源從上述的典型非線性負荷特征數據庫和典型非線性計量環境原型數據庫讀取所需數據，仿真輸出各類非線性負荷的電壓和電流波形。電能表校驗裝置記錄檢測時電壓和電流的具體波形，并接收來自被檢表的低頻脈沖數據，然后通過通信口將數據傳輸到PC機中。PC機接收數據后，計算被檢表在各類非線性負荷下的計量誤差，同時，PC機還可以利用該數據對電能表進行非線性計量環境的各種技術分析和處理。