智能化变电站二次侧电能计量系统检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种智能化变电站二次侧电能计量系统检测方法，属电能计量技术领 域。
【背景技术】
[0002] 目前智能化变电站中，基本都采用了合并单元加数字化电能表作为变电站二次侧 电能计量系统，因此要实现智能化变电站电能计量系统的现场检测，必须结合电压、电流合 并单元与数字化电能表同时开展。由于电压合并单元、电流合并单元异地分布，现有的标准 装置无法同步输出，功率因素无法确定，无法开展基于合并单元的数字化电能表现场检测 工作，直接影响了智能化变电站电能计量系统的准确性与可靠性，因此非常有必要开展基 于合并单元的数字化电能表现场检测工作，确保智能化变电站电能计量系统的准确性与可 靠性。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是，为了解决智能化变电站电压、电流合并单元分布采样带来的电 能计量系统无法检测问题，本发明提出一种智能化变电站二次侧电能计量系统检测方法。
[0004] 实现本发明的技术方案是，本发明方法以UTC时间为标准，通过2台综合检测装置 同步输出电压、电流信号，确保电压、电流信号的功率因素，计算两台综合检测装置同步输 出的电能值，并通过无线方式发送到控制中心;控制中心接收数字化电能表输出的电能脉 冲，同时将其电能值与综合检测装置输出的电能值进行比较，计算电能计量误差。
[0005] 两台综合检测装置同步输出的电能值按照以下公式计算：
[0006]
[0007]
[0008] 数字化电能表的电能值计算公式为：
[0009]
[0010]
[0011] 即电能表的有功电能值为有功脉冲计量数除以脉冲常数，无功电能值为无功脉冲 计量数除以脉冲常数。
[0012] 式中，WP1为综合检测装置同步输出的有功电能;综合检测装置同步输出的^^无功 电能;mP为有功电能脉冲数;m q为无功电能脉冲数；△ P为某时刻有功功率值；△ Q为某时刻无 功功率值;Un为电压采样值;cos Φ n为电压采样值与电流采样值夹角的余弦值;sin Φ n为电 压采样值与电流采样值夹角的正弦值;WP2为数字化电能表的有功电能;W Q2为数字化电能表 的无功电能。
[0013] 双方电能计量时间由控制中心计算，起始时间以综合检测装置输出电压、电流的 UTC时钟1^作为标准，结束时间以综合检测装置停止输出电压、电流的UTC时钟T2作为标准， 电能计量时间为:Tin
[0014] 本发明方法采用由两台综合检测装置和控制中心组建现场检测系统，控制中心作 为检测系统的服务器，两台综合检测装置连接到控制中心，建立与控制中心的信息通道。
[0015] 所述综合检测装置是一种时钟标准源设备，可在约定的时间，以GPS秒脉冲同步触 发产生一定频率、相位、幅值的三相交流信号;所述装置具有GPS模块及无线GPRS模块接口， 能够通过无线通信实现与控制中心的电流、电压、相位、频率数据的传输。
[0016] 所述控制中心具有GPS及无线通信模块，由所述控制中心制定现场检测方案，确定 所述综合检测装置输出三相电压、电流信号的时间、频率及功率因素，同时接收两台综合检 测装置输出的电能值和数字化电能表的电能值，完成计算误差。
[0017] 本发明智能化变电站二次侧电能计量系统检测方法的步骤如下：
[0018] (1)首先选择接入数字化电能表的电压合并单元和电流合并单元，其电压合并单 元和电流合并单元分别对应数字化电能表的电压回路和电流回路。
[0019] (2)将两台综合检测装置的电压输出回路、电流输出回路分别接入到电压合并单 元和电流合并单元，接入前需将原接入合并单元的电压回路开路，电流回路短路。
[0020] (3)构建检测系统。通过无线通信的方式，由两台综合检测装置和控制中心组建现 场检测系统，控制中心作为检测系统的服务器，两台综合检测装置连接到控制中心，建立与 控制中心的信息通道。
[0021] (4)控制中心制定智能化变电站基于合并单元的数字化电能表现场检测方案，其 中包括检测的启动时间、被检合并单元及数字化电能表的参数、检测内容等信息。
[0022] (5)以UTC时间为标准，两台综合检测装置根据方案制定的检测启动时间，在规定 时间点输出三相交流电流、电压信号，同时保证电压、电流信号的频率、功率因素满足要求， 开展电能计量准确性的现场检测。检测内容包括:潜动试验、启动试验、常数试验、平衡负载 下，不同功率因素、不同电流值的电能基本误差测试;不平衡负载下，不同功率因素、不同电 流值的正向有功、反向有功、正向无功、反向无功电能基本误差测试；
[0023] (6)控制中心根据两台综合检测装置输出的电能值与数字化电能表的电能脉冲， 比较两者误差，获得检测结果。
[0024] (7)完成检测后，将综合检测装置的输出电压、电流回路断开，将原接入合并单元 的电压回路，电流回路恢复原状。
[0025] 本发明与现有技术比较的有益效果是，现有检测装置无法控制多台设备之间的输 出同步性，输出电流电压信号的功率因素无法确定，无法解决智能化变电站电压合并单元 与电流合并单元异地分布，距离远、现场检测不安全的问题，本发明通过多台综合检测装置 及控制中心，采用本发明方法可以有效解决智能化变电站电压合并单元与电流合并单元异 地分布引起的距离、功率因素及检测安全性问题。
【附图说明】
[0026] 图1为本发明智能化变电站二次侧电能计量系统检测电路示意图。
【具体实施方式】
[0027] 图1所示为本实施例智能化变电站二次侧电能计量系统检测电路，包括控制中心 和二台综合检测装置。
[0028]选择被测的电压合并单元、电流合并单元，确定接入对应数字化电能表的电压、电 流回路;将两台综合检测装置的电压输出回路、电流输出回路分别接入到电压合并单元和 电流合并单元;两台综合检测装置与控制中心通过无线方式，构建现场检测系统。
[0029]即将二台综合检测装置分别与无线网卡、GPS天线互连;第一综合检测装置通过电 流回路合并单元连接光以太网交换机，再通过光以太网交换机连接数字化电能表;第二综 合检测装置通过电压回路合并单元连接电流回路合并单元;控制中心分别与数字化电能 表、无线网卡互连。
[0030] 控制中心制定现场检测方案。
[0031] 根据检测方案，启动检测：
[0032] 以UTC时间为标准，两台综合检测装置根据方案制定的检测启动时间，在规定时间 点输出三相交流电流、电压信号，同时保证电压、电流信号的频率、功率因素满足要求，开展 电能计量准确性的现场检测。检测内容包括:潜动试验、启动试验、常数试验、平衡负载下， 不同功率因素、不同电流值的电能基本误差测试;不平衡负载下，不同功率因素、不同电流 值的正向有功、反向有功、正向无功、反向无功电能基本误差测试；
[0033]控制中心根据两台综合检测装置输出的电能值与数字化电能表的电能脉冲，比较 两者误差，获得检测结果。
[0034]完成检测后，将综合检测装置的输出电压、电流回路断开，将原接入合并单元的电 压回路，电流回路恢复原状。
【主权项】
1. 一种智能化变电站二次侧电能计量系统检测方法，其特征在于，所述方法以UTC时间 为标准，通过2台综合检测装置同步输出电压、电流信号，确保电压、电流信号的功率因素， 计算两台综合检测装置同步输出的电能值，并通过无线方式发送到控制中心;控制中心接 收数字化电能表输出的电能脉冲，同时将其电能值与综合检测装置输出的电能值进行比 较，计算电能计量误差。2. 根据权利要求1所述的智能化变电站二次侧电能计量系统检测方法，两台综合检测 装置同步输出的电能值按照以下公式计算： Wp, - U ^ / ^ cos φ^ T - Z(Δ/) * Δ/) = ("π * * cos 也)* T η Wtn - U - / ?!? s\n<p ^ Τ - ?!?Δ/) - y^iUn * * sii〇丨:Τ η 数字化电能表的电能值计算公式为： Wp2=mp/C； ffQ2 = mQ/C； 即电能表的有功电能值为T时间长度内，有功脉冲计量数除以脉冲常数，无功电能值为 Τ时间长度内，无功脉冲计量数除以脉冲常数； 式中，WP1为综合检测装置同步输出的有功电能;综合检测装置同步输出的WQ1无功电能； mp为有功电能脉冲数;mq为无功电能脉冲数；△ P为某时刻有功功率值；△ Q为某时刻无功功 率值;Un为电压采样值;cos Φη为电压采样值与电流采样值夹角的余弦值;sin Φη为电压采 样值与电流采样值夹角的正弦值;WP2为数字化电能表的有功电能;W Q2为数字化电能表的无 功电能； 双方电能计量时间由控制中心计算，起始时间以综合检测装置输出电压、电流的UTC时 钟心作为标准，结束时间以综合检测装置停止输出电压、电流的UTC时钟^作为标准，电能计 量时间为:TzIVTl·。3. 根据权利要求1所述的智能化变电站二次侧电能计量系统检测方法，其特征在于，所 述综合检测装置可在约定的时间，以GPS秒脉冲同步触发产生一定频率、相位、幅值的三相 交流信号;所述装置具有GPS模块及无线GPRS模块接口，能够通过无线通信实现与控制中心 的电流、电压、相位、频率数据的传输。4. 根据权利要求1所述的智能化变电站二次侧电能计量系统检测方法，其特征在于，所 述控制中心具有GPS及无线通信模块，由所述控制中心制定现场检测方案，确定所述综合检 测装置输出三相电压、电流信号的时间、频率及功率因素，同时接收两台综合检测装置输出 的电能值和数字化电能表的电能值，完成计算误差。
【专利摘要】一种智能化变电站二次侧电能计量系统检测方法，所述方法以UTC时间为标准，通过2台综合检测装置同步输出电压、电流信号，确保电压、电流信号的功率因素，计算两台综合检测装置同步输出的电能值，并通过无线方式发送到控制中心；控制中心接收数字化电能表输出的电能脉冲，同时将其电能值与综合检测装置输出的电能值进行比较，计算电能计量误差。现有检测装置无法控制多台设备之间的输出同步性，输出电流电压信号的功率因素无法确定，无法解决智能化变电站电压合并单元与电流合并单元异地分布，距离远、现场检测不安全的问题，采用本发明方法可以有效解决智能化变电站电压合并单元与电流合并单元异地分布引起的距离、功率因素及检测安全性问题。
【IPC分类】G01R35/04
【公开号】CN105467352
【申请号】CN201510407979
【发明人】裴茂林, 谢三军, 熊茹, 肖红霞, 胡海梅, 黄志强, 衷莉兰
【申请人】国家电网公司, 国网江西省电力科学研究院
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年7月13日