[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

说明书

本发明公开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，根据标准数字化电能表只有数值溯源而不存在物理量的溯源以及理论值即真值的观点，提出了将三角函数形式的傅立叶级数与随机函数相加所得的复合函数作为标准数字功率源的输出形式；在给定功率理论值的情况下，根据被检数字化电能表的期望准确度等级来确定合适的数值精度和随机函数的参数，以此来配置标准数字功率源并获得给定精度的电压和电流离散化数据发送给被检表；通过评估被检表的测量结果与理论值之间的不确定度来确定被检表的实际准确度等级。本发明实现数字化电能表的检定和溯源。

技术领域

本发明涉及数字化电能表检定技术领域，特别涉及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。

背景技术

数字化电能表是应用于数字化智能变电站的计量装置，与传统模拟式电能表不同，其输入信号为符合IEC61850标准的数字报文。因此数字化电能表的溯源和检定方式与传统电能表不同。目前对于数字化电能表的量值溯源问题，人们参考模拟电能表的溯源方法进行相应复制。事实上，A/D转换过程的输出是一个没有单位的数字量，所以A/D转换之后都不存在量的溯源问题。因此，对整个电能计量系统进行量的溯源就是对A/D转换之前的处理进行量的溯源。数字化电能表的实质是数值处理，只存在数值溯源，而不存在量的溯源的问题。现有的数字化电能表检定方法忽略了实际测量系统中产生的B类不确定度。事实上，整个计量系统中始终存在误差传递，例如模拟电路产生的噪声、电力系统中的谐波及截断误差都会转换成数字量传递给数字化电能表进而影响电能计量的准确度。

发明内容

本发明的目的在于提供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，以实现数字化电能表的检定和溯源。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

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，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。

进一步的，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