仪表校准方法和系统的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是2006年11月27日提交的申请号为200680044979. 6、发明名称为"仪表 校准方法和系统"的专利申请的分案。
技术领域
[0002] 本发明涉及如权利要求1前序部分的校准方法。
[0003] 本发明还涉及仪表校准的系统。
【背景技术】
[0004] 在能量测量中，远程读取呈显著增长趋势。尤其在瑞典和其它北欧国家，这个趋势 存在很大的压力。在能量巨大缺乏的中国同样有向远程读取转变的压力。随着远程读取仪 表变得普及，用专门仪表监视能量的品质是非常可能的。这是因为普通的远程读取和它带 来的效率增加不一定足以弥补电力公司由于远程读取所招至的花费。在存在多个仪表的地 点，自然首先从最精确的仪表读取仪表的能耗并且该仪表将数据传送至电力公司。仪表足 够的精度对于消费者和电力公司两者都是重要的。仪表计量的法规从一个国家至另一个国 家有很大的不同。然而，所有国家都需要一些确定仪表精确性的方法。已达到某一年限的 仪表经常被收集以检查并在维护后返回现场或由新仪表代替。通过采样，可识别低劣的仪 表存货，但这种方法不保证所有仪表的精确性。
[0005] 现有技术的一个缺点是随机检查方法是不精确的，并且清楚地给出错误读数的仪 表可能仍未检测出。过晚用新仪表更换旧仪表导致明显的错误增加，而另一方面，过早更换 仪表将明显地增加成本。
【发明内容】
[0006] 本发明旨在消除前面公开的现有技术的缺陷并为此形成用于校准仪表（尤其是 能耗仪表）的完全新型的方法。
[0007] 本发明基于使用一个更精确的仪表以测量多个简单仪表的总量，并通过对所有仪 表的重复的和至少近乎同时发生的测量来产生关于每个仪表相对求和仪表的测量结果的 各个测量结果的统计信息。不合格的仪表是基于测量结果的统计特性测得的。
[0008] 在本发明的一个较佳实施例中，测量电能消耗。
[0009] 更具体地，根据本发明的方法的特征为权利要求1的特征部分所陈述的内容。
[0010] 根据本发明的系统的特征为权利要求8的特征部分所陈述的内容。
[0011] 通过本发明的帮助可实现大量的优点。
[0012] 借助根据本发明的方法，可测量在远程可读取仪表周围联网的仪表的不精确性而 不必将这些仪表从网络断开。由于只要求求和仪表为精确仪表，因此只需要一小部分数量 的昂贵的目前要求的精确仪表。由于电度表的价格大约为€ 30而一个使用GSM的可远程 读取的仪表的现价大约为€ 100,因此仪表的断开、校准和再安装是非常明显的额外成本。 将来，仪表的相对成本将减少，但使用传统校准方法的校准过程的成本可能会增加。因此根 据本发明将自动校准引入电网将是节约成本的一个非常重要的举措。
[0013] 如果使用移动电话的RFID读取被添加至现有的仪表，则能够在它们的校准中也 采用本发明公开的方法。
[0014] 附图简述
[0015] 下面借助实例和参照附图对本发明进行说明。
[0016] 图1示出适用于根据本发明的方法的一个系统的方框图。
[0017] 图1示意地示出一系统，其中K仪表1连接于例如公寓区中的"采集仪表"4,采集 仪表4通过导线或无线地连接于数据网络7。采集仪表4、或各个j仪表1也在数据网络7 上连接于在变电站2附近的远程可读仪表3和6。根据我们的估计，我们假设采集仪表4具 有明显比其后网络中的仪表1更精确的精确等级。在这种应用下，仪表1也被称为现场仪 表。从这些仪表读出的测量结果借助数据网络被发送至服务器5以进行计算操作。
[0018] 首先阐述一个简单实例，其中多个j仪表1连接于例如公寓区中的采集仪表4。另 外，假设测量数据以规定间隔被采集入存储器。现在我们可写出关联于一瞬时或一时间段 i的等式。
[0020] 在该等式中，ε ,表示在各个仪表j(l)中缓慢地时间依赖的系统误差，而P ,.。是其 零点误差。这里假设采集仪表4是精确的，或者与之关联的误差是已知的。一旦我们进行 了 N次测量，我们能基于结果写出下列矩阵等式。
[0021]
[0022] 如果我们假设测量进行地足够频繁，我们就能假设各用户的结果不完全相关于另 一仪表的结果。另外，我们假设每个用户使用的功率随时间变化。这在数学上意味着上面 等式的功率矩阵的行列式偏离零。我们首先假设在仪表1中不存在零点误差。我们现在能 就各个仪表1 (等式中的j)的相对不精确性对等式进行求解。
[0023]
[0024] 另外，我们能基于测量结果求解误差偏离。不精确性的不确定性取决于在各仪表 1功率使用的偏差以及各仪表1和采集仪表4两者的测量偏差。然而，本质问题在于，随着 时间推移功率流过的所有仪表（1)都将被校准。这里所述的求解要求矩阵的逆运算，这要 求大量的处理器能力。另外，误差的不精确性的计算要求矩阵的逆运算。然而，矩阵的逆运 算可使用所谓递归方法消除，在递归方法中，基于每个新的测量结果校正误差矢量的值。递 归方法的使用允许采集仪表4的处理器使用其本身的处理器估算误差。这显著减少在仪 表和服务器5之间传递数据的需求。在工厂、购物中心和公寓区，通过使用本地数据网络7 以1秒一 10秒的间隔测量每个仪表的读数，并且采集仪表4基于这些结果估算各仪表的不 精确性，这是很值得的。可附加该信息以形成"品质信息"部分并在需要时将其发给电力公 司，例如以1小时一 1月的间隔。也可这样操作以仅在误差足够大并且其不确定性小于误 差的情况下发送关于可能的不合格仪表和误差量级的信息。在远程读取的数据从各仪表直 接发送至电力公司的情形下，必须在中央计算机中进行计算和以尽可能近的间隔获得远程 读取结果，由此基于这些结果求解仪表的不精确性。在这种情况下适当的时间间隔为1-10 分钟。读取仪表的频率越低，仪表不精确性的估计所花费的时间越长。然而，幸运的是，大 的误差将很快被发现并因此出故障的仪表将很快被检测出来。
[0025] 通过从低电压网络和高电压网络两者中的所有仪表采集小时数据，该方法实现一 种情形，其中原理上只有一个测量整个电力公司下的网络的能量的仪表需要被校准。如果 例如用三个仪表替换这些测量非常大量功率的仪表，也可基于远程读取以监视这些仪表是 否已形成故障。通过将远程读取引入整个网络并采用上述方法，电力公司基本