[发明专利]一种基于标准数字功率源的数字化电能表检定和溯源方法

权利要求书

1.一种基于标准数字功率源的数字化电能表检定和溯源方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在给定标准数字功率源的理论功率值P₀的情况下，根据被检数字化电能表的期望准确度等级来确定数值精度R和随机函数f_u(t)、f_i(t)的参数；

步骤2：由标准数字功率源产生傅里叶级数形式的三角函数u(t)和i(t)，分别与随机函数f_u(t)、f_i(t)相加得到复合函数u’(t)和i’(t)；把u’(t)和i’(t)送入同步采样模块，再经过数据截断得到离散值u’(n)和i’(n)；同时，数据截断和随机函数的引入使测量结果产生B类不确定度S_b；

其中，u’(t)和i’(t)的表达式为：

式中：角频率ω、初相位和均可调，和要保持恒定的相位差，即U_n和I_n为电压、电流谐波幅值；

理论功率值P₀的表达式为：

P₀(t)＝u(t)×i(t) (2)

步骤3：基于IEC61850通信协议把离散值u’(n)和i’(n)发送给被检数字化电能表；

步骤4：将被检数字化电能表输出的实测功率值P和理论功率值P₀同时送入P/f模块，通过电能比较得到被检数字化电能表的A类不确定度，根据合成不确定度判定被检数字化电能表的实际准确度等级。

2.根据权利要求1所述的一种基于标准数字功率源的数字化电能表检定和溯源方法，其特征在于，根据被检数字化电能表的期望准确度等级来确定数值精度的步骤为：

对不同准确度等级的数字表检定时采用不同数值精度的标准数字功率源，选择的依据见表1：

表1 标准数字功率源数值精度的选择依据

。

3.根据权利要求2所述的一种基于标准数字功率源的数字化电能表检定和溯源方法，其特征在于，确定数值精度后进行校验，校验步骤包括：

步骤1：按照表1的规则选择数值精度足够的标准数字功率源作为被检数字化电能表的输入，评估被检数字化电能表的测量不确定度；

步骤2：选择数值精度不满足表1要求的标准数字功率源作为被检数字化电能表的输入，评估被检数字化电能表的测量不确定度；此时由标准数字功率源数值精度引起的B类不确定度比被检数字化电能表的期望准确度大；

经过上述2步校验，满足条件的被检数字化电能表被判定为达到期望准确度等级，否则认为不能达到期望的准确度等级。

4.根据权利要求1所述的一种基于标准数字功率源的数字化电能表检定和溯源方法，其特征在于，根据被检数字化电能表的期望准确度等级来确定随机函数的步骤为：

采用随机函数来模拟实际信号采样过程中引入的各种形态的噪声，并根据被检数字化电能表的准确度等级来设置随机函数的参数；

随机函数f(t)的选择满足以下两个基本条件：①随机函数f(t)的平均值为0，方差可调；②随机函数f(t)与正弦函数的相关系数为0；

集成电路的主要噪声形态为高斯白噪声和1/f噪声；施加这两种随机函数时，标准差的大小根据被检数字化电能表的期望准确度等级设置，设置依据见表2、表3：

表2 高斯白噪声标准差的设置规则

表3 1/f噪声标准差的设置规则

检定过程中施加的随机函数f(t)是满足表2和表3设置规则的任何形式的随机函数的线性组合，f(t)的表达式为：

f(t)＝d₁×f₁(t)+d₂×f₂(t)+d₃×f₃(t)+d₄×f₄(t)+...(3)

式中：f(t)为检定过程中施加的随机函数；f₁(t)、f₂(t)、f₃(t)...为满足①和②条件的任何形式的随机函数，数值精度为32位；d₁、d₂、d₃......为组合系数。