数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置的制作方法

技术特征：

1.一种数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置，其特征在于，包括非线性负荷生成单元和计量精度测量单元，其中：

非线性负荷生成单元与被测数字化电能表和计量精度测量单元连接；计量精度测量单元与被测数字化电能表连接；

非线性负荷生成单元用于：生成用于被测数字化电能表的非线性负荷计量精度测量的电流数字信号、电压数字信号和理论功率，向被测数字化电能表输出电流数字信号和电压数字信号，向计量精度测量单元输出理论功率；

计量精度测量单元用于：接收被测数字化电能表根据电流数字信号和电压数字信号输出的被测有功电能脉冲，接收非线性负荷生成单元输出的理论功率，根据理论功率和被测有功电能脉冲，输出被测数字化电能表的非线性负荷计量精度。

2.根据权利要求1所述的数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置，其特征在于，还包括：

与非线性负荷生成单元连接的第一控制单元，用于接收非线性负荷模型选择指令，向非线性负荷生成单元输出非线性负荷模型选择指令；

非线性负荷生成单元包括：

通信接口，用于接收第一控制单元输出的非线性负荷模型选择指令；

定时器，用于在通信接口接收非线性负荷模型选择指令后，启动定时器；

第二控制单元，用于在启动定时器后，根据非线性负荷模型选择指令，从多个非线性负荷模型函数中选择调用一个非线性负荷模型函数，生成用于数字化电能表的非线性负荷计量精度测量的电流数字信号、电压数字信号和理论功率。

3.根据权利要求2所述的数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置，其特征在于，多个非线性负荷模型函数包括：

第一非线性负荷模型函数Y₁，Y₁＝[U_a1,U_b1,U_c1,I_a1,I_b1,I_c1]；

$u_{a1}=\sqrt{2}{U}_{rms}sin\left(2\mathrm{\π}ft\right),$

$u_{b1}=\sqrt{2}{U}_{rms}sin(2\mathrm{\π}ft+\frac{2}{3}\mathrm{\π}),$

$u_{c1}=\sqrt{2}{U}_{rms}sin(2\mathrm{\π}ft-\frac{2}{3}\mathrm{\π}),$

$i_{a1}=\sqrt{2}{I}_{rms}\[a+bsin(2\mathrm{\π}ft/M)\]sin\left(2\mathrm{\π}ft\right),$

$i_{b1}=\sqrt{2}{I}_{rms}\[a+bsin(2\mathrm{\π}ft/M)\]sin(2\mathrm{\π}ft+\frac{2}{3}\mathrm{\π}),$

$i_{c1}=\sqrt{2}{I}_{rms}\[a+bsin(2\mathrm{\π}ft/M)\]sin(2\mathrm{\π}ft-\frac{2}{3}\mathrm{\π}),$

其中，u_a1为第一非线性负荷模型函数的A相电压，u_b1为第一非线性负荷模型函数的B相电压，u_c1为第一非线性负荷模型函数的C相电压，i_a1为第一非线性负荷模型函数的A相电流，i_b1为第一非线性负荷模型函数的B相电流，i_c1第一非线性负荷模型函数的C相电流，a为第一幅值参数，b为第二幅值参数，f为波形频率，M为波形的频率比例，U_rms为相电压有效值，I_rms为相电流有效值，t为时间；

以及，第二非线性负荷模型函数Y₂，Y₂＝[U_a2,U_b2,U_c2,I_a2,I_b2,I_c2]；

$u_{a2}=\sqrt{2}{U}_{rms}sin\left(2\mathrm{\π}ft\right),$

$u_{b2}=\sqrt{2}{U}_{rms}sin(2\mathrm{\π}ft+\frac{2}{3}\mathrm{\π}),$

$u_{c2}=\sqrt{2}{U}_{rms}sin(2\mathrm{\π}ft-\frac{2}{3}\mathrm{\π}),$

$i_{a2}=\underset{n\∈N}{\Σ}\sqrt{2}{I}_{rms}{a}_{n}sin\left(2\mathrm{\π}ft\right)g(t-nT),$

$i_{b2}=\underset{n\∈N}{\Σ}\sqrt{2}{I}_{rms}{a}_{n}sin(2\mathrm{\π}ft+\frac{2}{3}\mathrm{\π})g(t-nT),$

$i_{c2}=\underset{n\∈N}{\Σ}\sqrt{2}{I}_{rms}{a}_{n}sin(2\mathrm{\π}ft-\frac{2}{3}\mathrm{\π})g(t-nT),$

其中，u_a2为第二非线性负荷模型函数的A相电压，u_b2为第二非线性负荷模型函数的B相电压，u_c2为第二非线性负荷模型函数的C相电压，i_a2为第二非线性负荷模型函数的A相电流，i_b2为第二非线性负荷模型函数的B相电流，i_c2第二非线性负荷模型函数的C相电流，a_n为二进制序列，g(t-nT)为幅值增益，T为函数周期，n为周期数，N为非负整数集；

当调用第一非线性负荷模型函数时，电流数字信号包括：

第一非线性负荷模型函数的A相电流、第一非线性负荷模型函数的B相电流和第一非线性负荷模型函数的C相电流；

电压数字信号包括：

第一非线性负荷模型函数的A相电压、第一非线性负荷模型函数的B相电压和第一非线性负荷模型函数的C相电压；

当调用第二非线性负荷模型函数时，电流数字信号包括：

第二非线性负荷模型函数的A相电流、第二非线性负荷模型函数的B相电流和第二非线性负荷模型函数的C相电流；

电压数字信号包括：

第二非线性负荷模型函数的A相电压、第二非线性负荷模型函数的B相电压和第二非线性负荷模型函数的C相电压。

4.根据权利要求3所述的数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置，其特征在于，计量精度测量单元包括：

信号发生器，用于根据理论功率，输出平均功率为理论功率的标准电流数字信号和标准电压数字信号；

与信号发生器连接的标准数字化电能表，用于根据标准电流数字信号和标准电压数字信号，输出标准有功电能脉冲；

分别与被测数字化电能表、标准数字化电能表连接的脉冲比对器，用于根据被测有功电能脉冲和标准有功电能脉冲，输出被测数字化电能表的非线性负荷计量精度。

5.根据权利要求4所述的数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置，其特征在于，通过如下公式得到被测数字化电能表的非线性负荷计量精度：

$E=\frac{(\frac{M}{C_b}-\frac{N}{C_m}\·R)}{\left(\frac{M}{C_b}\right)}\·100\%,$

其中，E为被测数字化电能表的非线性负荷计量精度，M为一函数周期内的标准有功电能脉冲数，N为一函数周期内的被测有功电能脉冲数，C_b为标准数字化电能表的脉冲常数，C_m为被测数字化电能表的脉冲常数，R为比例函数。

6.根据权利要求5所述的数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置，其特征在于，通过如下公式得到比例函数R：

当非线性负荷生成单元调用第一非线性负荷模型函数时，比例函数R＝1；

当非线性负荷生成单元调用第二非线性负荷模型函数时，比例函数R＝L/S，

其中，L为a_n中二进制数的总数，S为a_n中二进制数为1的总数。

7.根据权利要求5所述的数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置，其特征在于，还包括：

分别与非线性负荷生成单元和被测数字化电能表连接的组包单元，用于将电流数字信号和电压数字信号组包生成报文，把报文发送至被测数字化电能表。

8.根据权利要求5所述的数字化电能表的非线性负荷计量精度测量装置，其特征在于，还包括：

与第一控制单元连接的触摸屏液晶显示器，用于供用户输入非线性负荷模型选择指令，第一幅值参数、第二幅值参数、波形频率、波形的频率比例、相电压有效值、相电流有效值、二进制序列、幅值增益、函数周期、周期数、标准数字化电能表的脉冲常数和被测数字化电能表的脉冲常数；

触摸屏液晶显示器还用于：显示被测数字化电能表的非线性负荷计量精度。