[发明专利]带交流脉动的直流电能计量装置的溯源系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及直流电能的计量溯源方法，尤其涉及一种带交流脉动(纹波)的直流电能计量装置的溯源方法，用于对0.05级的带交流脉动直流电能表的电能量计量溯源。本发明还涉及使用于该方法的系统。

背景技术

目前，电动汽车作为一种新兴的绿色交通工具，得到国家的大力支持，电动汽车需要采用直流充电，对非车载充电机的直流充电，必然涉及到直流电能的计量。目前国家对直流电能表的标准还在制定中，而电动汽车充电桩已经在全国大力推广。根据电力计量法无论是交流电能还是直流电能只要涉及到贸易结算，计量器具就必须具备向上可溯源性。而目前电动汽车在充电过程中所充的不单单是直流电还会叠加有约2％左右的交流脉动电流。所以针对带交流脉动的直流电能的计量的溯源迫在眉睫，目前市面上未出现过针对电动汽车带交流脉动的直流电能计量的溯源系统和方案。

发明内容

本发明的第一个目的，就是提供一种带交流脉动的直流电能计量装置的溯源系统，其特征是包括：

一交流电能功率标准源，输出交流电压源和交流电流源；

一直流电能功率标准源，输出直流电压源和直流电流源；

所述的交流电压源和直流电压源串联接到被检的带交流脉动的直流电能计量装置(U4)上，所述的交流电流源和直流电流源并联接到被检的带交流脉动的直流电能计量装置(U4)上；

被检的带交流脉动的直流电能计量装置(U4)输出至第一频率计(U9)；

所述的交流电压源和交流电流源还同时接到一0.01级标准电能表(U1)上；

所述的0.01级标准电能表(U1)则输出到第二频率计(U8)的第一输入端；

所述的直流电压源同时输入到第一0.01级数字多用表(U5)、直流电流源同时输入到0.002基标准直流电阻(R1)进行I/V变换后输出到第二0.01级数字多用表(U6)；

一个人电脑(U7)输入第一GPIB接口卡(K2)连接第一0.01级数字多用表(U5)的输出、输入第二GPIB接口卡(K3)连接第二0.01级数字多用表(U6)的输出，输出并对采集后的数字做乘法运算后控制IO卡(K1)输出到第二频率计(U8)的第二输入端；

第二频率计(U8)对两路输入做加法后显示电能脉冲频率。

对于直流电压源(VDC)和交流电压源(VAC)要求其对输入电源系统的绝缘不低于输出的直流电压和交流电压之和；对于直流电压源(VDC)和交流电压源(VAC)同时要求其对大地的绝缘不低于输出的直流电压和交流电压之和；同时交流电压源(VAC)要能够承受直流负载电流，直流电压源(VDC)要能够承受交流负载电流。

对于直流电流源和交流电流源要求两路是相互绝缘的，同时交流电流源(IAC)必须能够承受直流负载电流，直流电流源(IDC)必须能够承受交流负载电流。

一般来说直流电流源多数都能承受交流负载电流，但是交流电流源很多采用变压器输出方案是无法承受直流负载电流，一个解决方法是如图3(B)所示，在交流源和直流电流源之间串联两个电容C1和C2，C1和C2容值越大越好，要是C1和C2是有极性的电容，则要求C1正极和C2的负极相连，改善交流电流的负载特性。

本发明利用全球最新的仪器仪表成果，利用两路相互绝缘的高精度直流电压信号和交流电压信号，可不需要同步串联合成为带交流脉动的直流电压信号源，并且在合成中无其他附加环节，不引入附加误差。同时，利用两路相互绝缘的高精度直流电流信号和交流电流信号，可不需要同步并联合成为带交流脉动的直流电流信号源，并且在合成中无其他附加环节，不引入附加误差。解决了直流电能和交流电能的无附加误差合成，从而把带交流脉动的直流电能的溯源，分解为交流电能的单独溯源和直流电能的单独溯源。而目前交流电能的溯源非常完善，纯直流电流的溯源可以简化为对直流电压和直流电流的单独溯源。而其中直流电流的溯源又可以通过精密电阻转换为直流电压的溯源。

本发明的第二个目的，就是提供一种使用如前所述的系统解决带交流脉动(纹波)的直流电能溯源所采用的方法，其包括步骤：

1)把交流电能功率标准源(U2)输出的交流电压源和交流电流源连接到0.01级标准电能表(U1)上实现交流电能计量，并输出电流脉冲(P1)；

2)把直流电能功率标准源(U3)输出的直流电压源和直流电流源分别输出给第一和第二0.01级数字多用表(U5和U6)、第一第二0.01级数字多用表(U5和U6)的输出都给个人PC电脑(U7)计算直流电能计量，并通过IO卡(K1)输出电能脉冲(P2)；