[发明专利]智能电能表动态误差仿真实验系统及方法

说明书

本发明涉及一种智能电能表动态误差仿真实验系统及方法，系统包括动态误差仿真信号产生模块和误差仿真模块，动态误差仿真信号产生模块用于输出激励信号，其中，激励信号为基于负荷游程特性的m序列调制的动态测试信号；误差仿真模块用于接收激励信号，并根据激励信号进行动态误差仿真实验，输出仿真动态误差值。本发明采用基于随机游程的动态测试信号作为激励信号，研发基于复杂工况特性的智能电能表误差分析检测装置，为复杂工况下电能表检定提供条件。

技术领域

本发明涉及智能电网技术领域，尤其是指一种智能电能表动态误差仿真实验系统及方法。

背景技术

随着新能源引入和大功率动态负荷设备广泛接入电网，智能电网呈现出能源发电多元化，负荷成分多样化、负荷特性复杂化的特点。作为智能电网量测体系中重要的信息采集设备，智能电能表在复杂用电工况下的运行状态，即准确性和可靠性，关乎电力企业和电力用户的共同利益。动态负荷是一种特殊的非线性电力负荷，其功率(包括有功功率和无功功率)随着负荷端点的电压、系统的频率以及负荷的运行状态而呈现快速变化的特点，尤其是交流炼钢电弧炉、电解铝、轧钢机、电气化铁路牵引机车、电动汽车充电站、电子计算机断层扫描机和数字X射线检查机等高电压、大功率的动态负荷设备，以及温度、湿度和雷击的综合影响，呈现出的快速随机波动特性。与传统电力负荷相比，典型动态负荷不仅具有谐波干扰、畸变以及电压闪变等特性，其电流的幅度在小时间尺度上(毫秒级)还会频繁出现快速大幅度波动的现象，峰值处的负荷功率可能达到一般工况下功率的几十倍，这些典型动态负荷复杂的用电工况，使得智能电能表的运行电气环境呈现复杂的特点，导致智能电能表在计量收费时产生较大的计量超差。

在动态负荷随机波动特性的研究方向上，国内和国外众多相关领域的研究学者进行了长期的研究，并取得了具有指导意义的研究成果，主要包括:通过短期电压数据，分析负荷电压波动与偏差、三相电压不平衡等导致的动态负荷特性，用高速采样的短时(秒级)电压数据，分析电压闪变、骤升、骤降与谐波等电网非线性负荷的电能质量特性，对改善电能质量具有重要的意义。至今为止，已发表文献中既没有分析给出非线性负荷电流和有功功率在暂态(秒级、毫秒级)快速随机变化特征，也没有分析电力负荷电流在每个工频周期的毫秒级小时间尺度上的随机波动特性，更没有分析给出该特性对智能电能表电能动态误差的影响。为此面对游程长度不同的冲击负荷，现有检定方法无法准确检定复杂工况的电能表误差。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中存在的技术缺陷，而提出一种智能电能表动态误差仿真实验系统及方法，其采用基于随机游程的动态测试信号作为激励信号，研发基于复杂工况特性的智能电能表误差分析检测装置，为复杂工况下电能表检定提供条件。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种智能电能表动态误差仿真实验系统，包括：

动态误差仿真信号产生模块，其用于输出激励信号，其中，所述激励信号为基于负荷游程特性的m序列调制的动态测试信号；

误差仿真模块，其用于接收所述激励信号，并根据所述激励信号进行动态误差仿真实验，输出仿真动态误差值。

在本发明的一个实施例中，所述激励信号包括电能表动态误差仿真电压信号和m序列调制的电能表动态误差仿真电流信号。

在本发明的一个实施例中，所述误差仿真模块还用于基于所述电能表动态误差仿真电压信号和m序列调制的电能表动态误差仿真电流信号得到理论电能值。

在本发明的一个实施例中，所述误差仿真模块还用于基于所述电能表动态误差仿真电压信号和m序列调制的电能表动态误差仿真电流信号得到仿真电能值，并基于理论电能值进行动态误差仿真计算，得到电能表仿真动态误差值。

在本发明的一个实施例中，所述误差仿真模块包括信号采集子模块，所述信号采集子模块包括分压电路和分流电路，所述分压电路和分流电路分别用于接收所述电能表动态误差仿真电压信号和m序列调制的电能表动态误差仿真电流信号。