一种智能变电站数字化电能计量设备远程校准方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种智能变电站数字化电能计量设备远程校准方法。所述方法包括：远程校准装置通过电能量远方终端接收远程校准命令；时钟同步装置通过站内时钟同步网络对所连接的合并单元、远程校准装置以及待测数字化电能计量设备进行时钟同步；远程校准装置和待测数字化电能计量设备根据时钟同步装置发出信号所指示的时间同时启动校准电能计量功能，并按照预先设置的结束时间停止计量；将远程校准装置所计量的电能标准值与待测数字化电能计量设备所计量的电能测试值根据误差计算公式计算待测数字化电能计量设备的电能计量误差；以及远程校准装置将所述待测数字化电能计量设备的电能计量误差通过电能量远方终端返回计量主站完成远程校准。
【专利说明】
一种智能变电站数字化电能计量设备远程校准方法和系统
技术领域
[0001]本发明涉及计量校准领域，并且更具体地，涉及一种智能变电站数字化电能计量设备远程校准方法和系统。【背景技术】
[0002]电能计量的准确性事关各项电力技术经济指标的正确计算，以及电力结算的准确性、公正性，涉及发电、输电、配电、用户各方的利益。电量结算关口由变电站承担。传统变电站电能计量设备由电压电流互感器、计量二次回路、电能表和计量柜等组成，通过电缆传输电流、电压等模拟量。
[0003]远程校准就是利用信息网络和通信网络，来进行的远距离校准操作，与传统检测校准服务的最大区别在于远程检测校准人员不在检测校准现场。现有的在电能计量领域的远程校准技术主要是针对传统变电站电能计量设备。
[0004]随着电子式互感器、智能化一次设备和微电子技术等技术日趋成熟，智能变电站及新一代智能变电站迅速发展，其计量装置及计量方式发生了本质的变化。在智能变电站中计量设备由电子式互感器、合并单元和数字化电能表构成，电流电压信号以数字量的形式通过光纤传输。而新一代智能变电站更注重设备的高度集成化与多专业融合，实现全站信息共享。其在智能变电站的基础上，将原来需要由独立计量表计承担的考核计量功能并入测控装置及多合一装置，以压缩站内设备和屏柜数量。因此，新一代智能变电站数字化计量设备不只有数字化电能表，还包括具备数字化计量功能的保测一体装置、多功能测控装置等设备，其配置方案多变。现有技术中缺少如何在运行状态中检测多种计量设备的误差以及如何同步远程校验装置和被测数字化计量设备的方法。传统校准方法和校准装置已不再适用于新一代智能变电站的数字化计量设备。现有的研究更多的集中在数字化计量设备的溯源与装置功能集成方面，目前并无适用于在新一代智能变电站数字化计量设备的远程校准方法。
[0005]因此，有必要研究一种新的数字化计量设备远程校准方法来解决新一代智能变电站面临的这些问题，实现对数字化计量设备的远程校准，避免现场检测对在运设备的干扰， 充分发挥新一代智能变电站数字化、智能化技术优势，为坚强智能电网建设做好技术支撑。
【发明内容】
[0006]为了解决上述问题，本发明提供了一种校准方法，用于对智能变电站的待测数字化电能计量设备进行远程校准，所述方法包括:
[0007]远程校准装置通过电能量远方终端接收远程校准命令；
[0008]时钟同步装置通过站内时钟同步网络对所连接的合并单元、远程校准装置以及待测数字化电能计量设备进行时钟同步；[〇〇〇9]远程校准装置和待测数字化电能计量设备根据时钟同步装置发出信号所指示的时间同时启动校准电能计量功能，并按照预先设置的结束时间停止计量；
[0010]将远程校准装置所计量的电能标准值与待测数字化电能计量设备所计量的电能测试值进行比较，根据误差计算公式计算待测数字化电能计量设备的电能计量误差；以及
[0011]远程校准装置将所述待测数字化电能计量设备的电能计量误差通过电能量远方终端返回计量主站完成远程校准。
[0012]优选地，其中所述远程校准命令来自计量主站，其中所述计量主站能够接收并存储所校准的误差。
[0013]优选地，其中所述远程校准装置位于间隔层，并且具有多路光纤采样值输入接口， 能够所述远程校准装置根据待测数字化电能计量设备选择对应于合并单元的采样值通道和设置参数。
[0014]优选地，所述远程校准装置具有MMS通信接口、电能脉冲与时钟脉冲输出接口、 RS485与红外接口、光B码时钟输入接口，所述远程校准装置能够进行电能计量同步处理，累计标准电能，作为MMS通信客户端与电能量远方终端进行信息交互。[〇〇15]优选地，所述远程校准装置能够接收远程校准命令，接收待测数字化电能计量设备所计量的电能测试值。
[0016]优选地，其中所述电能量远方终端通过符合标准协议的通信网络与远程校准装置和待测数字化电能计量设备进行连接，其中所述电能量远方终端能够转发远程校准命令， 并接收远程校准装置返回的待测数字化电能计量设备的电能计量误差。[〇〇17]优选地，其中所述待测数字化电能计量设备包括:至少一个数字化电能表、至少一个多功能测控装置以及至少一个保护测控装置中的一种或多种。[〇〇18]优选地，合并单元与远程校准装置通过点对点方式连接，或者合并单元与远程校准装置通过间隔层交换机连接，将多个电子式互感器输出的电流、电压数字信号进行时间相关组合，输出符合标准的电压、电流采样值报文并发送给待测数字化电能计量设备。优选地，合并单元与远程校准装置通过通信网络进行符合标准规约的采样值信号的交互。
[0019]优选地，所述待测数字化电能计量设备所计量的电能测试值通过MMS接口通道使用缓存报告上传给远程校准装置。
[0020]—种校准系统，用于对智能变电站的待测数字化电能计量设备进行远程校准，所述系统包括:
[0021]电能量远方终端，通过调度网络接收由计量主站发送的校准命令，并按照标准协议将远程校准命令报文转发至远程校准装置和待测数字化电能计量设备;并能接收远程校准装置返回的待测数字化电能计量设备的电能计量误差；
[0022]远程校准装置，接收校准命令并选择相应待测数字化电能计量设备对应的合并单元的采样值通道与设置参数，根据时钟同步装置发出的信号来启动校准电能计量功能，接收合并单元采样值报文计量电能，按照设置时间停止计量;并通过MMS接口通道使用缓存报告接收由待测数字化电能计量设备计量的测试电能值，与所述远程校准装置测试的电能标准值根据误差计算公式，计算待测电能数字化电能计量设备的电能计量误差；
[0023]待测数字化电能计量设备，接收远程校准命令，在正常累计电能的同时根据时钟同步装置发出信号来启动校准电能计量功能，并按照预先设置的结束时间停止计量，并通过MMS接口通道使用缓存报告上传所述待测数字化电能计量设备的测试电能值；
[0024]时钟同步装置，通过站内时钟同步网络对所连接的合并单元、远程校准装置以及待测数字化电能计量设备进行时钟同步；以及
[0025]合并单元，与远程校准装置通过点对点方式连接，或者与远程校准装置通过间隔层交换机连接;将多个电子式互感器输出的电流、电压数字信号进行时间相关组合，输出符合标准的电压、电流采样值报文并发送给待测数字化电能计量设备。优选地，合并单元与远程校准装置通过通信网络进行符合标准规约的采样值信号的交互。[〇〇26]优选地，其中所述远程校准装置位于间隔层，并且具有多路光纤采样值输入接口， 能够所述远程校准装置根据待测数字化电能计量设备选择对应于合并单元的采样值通道和设置参数。[〇〇27]优选地，所述远程校准装置具有MMS通信接口、电能脉冲与时钟脉冲输出接口、 RS485与红外接口、光B码时钟输入接口，所述远程校准装置能够进行电能计量同步处理，累计标准电能，作为MMS通信客户端与电能量远方终端进行信息交互。
[0028]优选地，所述远程校准装置能够接收远程校准命令，接收待测数字化电能计量设备所计量的电能测试值。[〇〇29]优选地，其中所述远程校准命令来自计量主站，其中所述计量主站能够接收并存储所校准的误差。
[0030]优选地，其中所述待测数字化电能计量设备包括:至少一个数字化电能表、至少一个多功能测控装置以及至少一个保护测控装置中的一种或多种。
[0031]本发明的有益效果在于:
[0032]1.本发明方法可广泛用于新一代智能变电站，能够实现多种数字化电能计量设备在工作状态带电运行情况下的误差检测与校准，能够减少对在运行设备的影响，减少侵入式检测带来的运行风险，提高电网运行可靠性。
[0033]2.可减少现场校验次数，校准过程无需反复拆卸与接线，大大缩短检测周期，节约运维成本。【附图说明】[〇〇34]通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式:
[0035]图1示出了根据本发明实施方式的远程校准方法100的整体流程图；
[0036]图2示出了根据本发明优选实施方式的远程校准系统200的结构示意图；以及 [〇〇37]图3示出了根据本发明优选实施方式的远程校准方法300的原理图。【具体实施方式】
[0038]现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0039]除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0040]图1示出了根据本发明实施方式的远程校准方法100的整体流程图。如图1所示，远程校准方法100从步骤101开始。在步骤101远程校准装置通过电能量远方终端接收远程校准命令。优选地，其中所述远程校准装置位于间隔层，并且具有多路光纤采样值输入接口， 可以所述远程校准装置根据待测数字化电能计量设备选择对应于合并单元的采样值通道和设置参数。
[0041]优选地，所述远程校准装置具有MMS通信接口、电能脉冲与时钟脉冲输出接口、 RS485与红外接口、光B码时钟输入接口，所述远程校准装置能够进行电能计量同步处理，累计标准电能，作为MMS通信客户端与电能量远方终端进行信息交互。
[0042]优选地，所述远程校准装置能够接收远程校准命令，接收待测数字化电能计量设备所计量的电能测试值。优选地，其中所述远程校准命令来自计量主站，其中所述计量主站能够接收并存储所校准的误差。
[0043]优选地，其中所述电能量远方终端通过符合标准协议的通信网络与远程校准装置和待测数字化电能计量设备进行连接，其中所述电能量远方终端能够转发远程校准命令， 并接收远程校准装置返回的待测数字化电能计量设备的电能计量误差。
[0044]优选地，在步骤102时钟同步装置通过站内时钟同步网络对所连接的合并单元、远程校准装置以及待测数字化电能计量设备进行时钟同步。优选地，其中所述待测数字化电能计量设备包括:至少一个数字化电能表、至少一个多功能测控装置以及至少一个保护测控装置中的一种或多种。
[0045]优选地，合并单元与远程校准装置通过点对点方式连接，或者合并单元与远程校准装置通过间隔层交换机连接，将多个电子式互感器输出的电流、电压数字信号进行时间相关组合，输出符合标准的电压、电流采样值报文并发送给待测数字化电能计量设备。优选地，合并单元与远程校准装置通过通信网络进行符合标准规约的采样值信号的交互。
[0046]优选地，在步骤103远程校准装置和待测数字化电能计量设备根据时钟同步装置发出信号所指示的时间同时启动校准电能计量功能，并按照预先设置的结束时间停止计量；
[0047]优选地，在步骤104将远程校准装置所计量的电能标准值与待测数字化电能计量设备所计量的电能测试值进行比较，根据误差计算公式计算待测数字化电能计量设备的电能计量误差。优选地，所述待测数字化电能计量设备所计量的电能测试值通过MMS接口通道使用缓存报告上传给远程校准装置。
[0048]优选地，在步骤105远程校准装置将所述待测数字化电能计量设备的电能计量误差通过电能量远方终端返回计量主站完成远程校准。
[0049]图2示出了根据本发明优选实施方式的远程校准系统200的结构示意图。如图2所示，远程校准系统200包括:电能量远方终端201、远程校准装置202、待测数字化电能计量设备203、时钟同步装置204、合并单元205。[〇〇5〇]优选地，电能量远方终端201通过调度网络接收由计量主站发送的校准命令，并按照标准协议将远程校准命令报文转发至远程校准装置202和待测数字化电能计量设备203; 并能接收远程校准装置返回的待测数字化电能计量设备203的电能计量误差。优选地，其中所述远程校准命令来自计量主站，其中所述计量主站能够接收并存储所校准的误差。[〇〇51]优选地，远程校准装置202接收校准命令并选择相应待测数字化电能计量设备203对应的合并单元205的采样值通道与设置参数，根据时钟同步装置204发出的信号来启动校准电能计量功能，接收合并单元205采样值报文计量电能，按照设置时间停止计量;并通过 MMS接口通道使用缓存报告接收由待测数字化电能计量设备203计量的测试电能值，与所述远程校准装置202测试的电能标准值根据误差计算公式，计算待测电能数字化电能计量设备203的电能计量误差。优选地，其中所述远程校准装置202位于间隔层，并且具有光纤采样值输入接口，能够根据待测数字化电能计量设备203选择对应于合并单元205的采样值通道和设置参数。优选地，所述远程校准装置202具有丽S通信接口、电能脉冲与时钟脉冲输出接口、RS485与红外接口、光B码时钟输入接口，所述远程校准装置能够进行电能计量同步处理，累计标准电能，作为MMS通信客户端与电能量远方终端进行信息交互。优选地，所述远程校准装置202能够接收远程校准命令，接收待测数字化电能计量设备203所计量的电能测试值。[〇〇52]优选地，待测数字化电能计量设备203接收远程校准命令，在正常累计电能的同时根据时钟同步装置204发出信号来启动校准电能计量功能，并按照预先设置的结束时间停止计量，并通过MMS接口通道使用缓存报告上传所述待测数字化电能计量设备203的测试电能值。优选地，其中所述待测数字化电能计量设备203包括:至少一个数字化电能表、至少一个多功能测控装置以及至少一个保护测控装置中的一种或多种。[〇〇53] 优选地，时钟同步装置204通过站内时钟同步网络对所连接的合并单元205、远程校准装置202以及待测数字化电能计量设备203进行时钟同步。[〇〇54]优选地，合并单元205与远程校准装置202通过点对点方式连接，或者与远程校准装置202通过间隔层交换机连接;将多个电子式互感器输出的电流、电压数字信号进行时间相关组合，输出符合标准的电压、电流采样值报文并发送给待测数字化电能计量设备203。 优选地，合并单元205与远程校准装置202通过通信网络进行符合标准规约的采样值信号的交互。[〇〇55]图3示出了根据本发明优选实施方式的远程校准方法300的原理图。如图3所示，整个变电站分为站控层和过程层两部分。站控层包含监控主机和电能量远方终端两部分。过程层包含数字化电能表A、数字化电能表B、多功能测控装置、保护测控装置、时钟同步装置、 远程校准装置、合并单元1、合并单元2、合并单元3、合并单元4、间隔层交换机1以及间隔层交换机2。远程校准装置通过电能量远方终端接收远程校准命令。优选地，其中所述远程校准装置位于间隔层，并且具有多路光纤采样值输入接口，能够所述远程校准装置根据待测数字化电能计量设备选择对应于合并单元的采样值通道和设置参数。优选地，所述远程校准装置具有匪S通信接口、电能脉冲与时钟脉冲输出接口、RS485与红外接口、光B码时钟输入接口，所述远程校准装置能够进行电能计量同步处理，累计标准电能，作为MMS通信客户端与电能量远方终端进行信息交互。优选地，所述远程校准装置能够接收远程校准命令，接收待测数字化电能计量设备所计量的电能测试值。
[0056]优选地，其中所述远程校准命令来自计量主站，其中所述计量主站能够接收并存储所校准的误差。[〇〇57]优选地，其中所述电能量远方终端通过符合标准协议的通信网络与远程校准装置和待测数字化电能计量设备进行连接，其中所述电能量远方终端能够转发远程校准命令， 并接收远程校准装置返回的待测数字化电能计量设备的电能计量误差。
[0058]优选地，时钟同步装置通过站内时钟同步网络对所连接的合并单元、远程校准装置以及待测数字化电能计量设备进行时钟同步。其中合并单元1与数字化电能表A相连接， 合并单元2与数字化电能表B相连接。
[0059]优选地，其中所述待测数字化电能计量设备包括:至少一个数字化电能表、至少一个多功能测控装置以及至少一个保护测控装置中的一种或多种。优选地，在远程校准方法 300中待测数字化电能计量设备包括数字化电能表A、数字化电能表B、多功能测控装置以及保护测控装置。
[0060]优选地，合并单元与远程校准装置通过点对点方式连接，或者合并单元与远程校准装置通过间隔层交换机连接，将多个电子式互感器输出的电流、电压数字信号进行时间相关组合，输出符合标准的电压、电流采样值报文并发送给待测数字化电能计量设备。优选地，合并单元与远程校准装置通过通信网络进行符合标准规约的采样值信号的交互。如图3 所示，合并单元3通过间隔层交换机1与远程校准装置连接，合并单元4通过间隔层交换机2 与远程校准装置连接。[〇〇61]优选地，远程校准装置和待测数字化电能计量设备根据时钟同步装置发出信号所指示的时间同时启动校准电能计量功能，并按照预先设置的结束时间停止计量。
[0062]优选地，将远程校准装置所计量的电能标准值与待测数字化电能计量设备所计量的电能测试值进行比较，根据误差计算公式计算待测数字化电能计量设备的电能计量误差。优选地，所述待测数字化电能计量设备所计量的电能测试值通过MMS接口通道使用缓存报告上传给远程校准装置。
[0063]优选地，远程校准装置将所述待测数字化电能计量设备的电能计量误差通过电能量远方终端返回计量主站完成远程校准。[〇〇64]已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
[0065]通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
【主权项】
1.一种校准方法，用于对智能变电站的待测数字化电能计量设备进行远程校准，所述 方法包括:远程校准装置通过电能量远方终端接收远程校准命令；时钟同步装置通过站内时钟同步网络对所连接的合并单元、远程校准装置以及待测数 字化电能计量设备进行时钟同步；远程校准装置和待测数字化电能计量设备根据时钟同步装置发出信号所指示的时间 同时启动校准电能计量功能，并按照预先设置的结束时间停止计量；将远程校准装置所计量的电能标准值与待测数字化电能计量设备所计量的电能测试 值进行比较，根据误差计算公式计算待测数字化电能计量设备的电能计量误差；以及远程校准装置将所述待测数字化电能计量设备的电能计量误差通过电能量远方终端 返回计量主站完成远程校准。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述远程校准命令来自计量主站，其中所述计量主 站能够接收并存储所校准的误差。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述远程校准装置位于间隔层，并且具有光纤采样 值输入接口，所述远程校准装置根据待测数字化电能计量设备选择对应于合并单元的采样 值通道和设置参数；所述远程校准装置具有MMS通信接口、电能脉冲与时钟脉冲输出接口、RS485与红外接 口、光B码时钟输入接口，所述远程校准装置能够进行电能计量同步处理，累计标准电能，作 为MMS通信客户端与电能量远方终端进行信息交互；以及所述远程校准装置能够接收远程校准命令，接收待测数字化电能计量设备所计量的电 能测试值。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述电能量远方终端通过符合标准协议的通信网 络与远程校准装置和待测数字化电能计量设备进行连接，其中所述电能量远方终端能够转 发远程校准命令，并接收远程校准装置返回的待测数字化电能计量设备的电能计量误差。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述待测数字化电能计量设备包括:至少一个数字 化电能表、至少一个多功能测控装置以及至少一个保护测控装置中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的方法，其中合并单元与远程校准装置通过点对点方式连接，或 者合并单元与远程校准装置通过间隔层交换机连接，将多个电子式互感器输出的电流、电 压数字信号进行时间相关组合，输出符合标准的电压、电流采样值报文并发送给待测数字 化电能计量设备；以及合并单元与远程校准装置通过通信网络进行符合标准规约的采样值 信号的交互。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述待测数字化电能计量设备所计量的电能测试 值通过MMS接口通道使用缓存报告上传给远程校准装置。8.—种校准系统，用于对智能变电站的待测数字化电能计量设备进行远程校准，所述 系统包括:电能量远方终端，通过调度网络接收由计量主站发送的校准命令，并按照标准协议将 远程校准命令报文转发至远程校准装置和待测数字化电能计量设备;并能接收远程校准装 置返回的待测数字化电能计量设备的电能计量误差；远程校准装置，接收校准命令并选择相应待测数字化电能计量设备对应的合并单元的采样值通道与设置参数，根据时钟同步装置发出的信号来启动校准电能计量功能，接收合 并单元采样值报文计量电能，按照设置时间停止计量;并通过MMS接口通道使用缓存报告接 收由待测数字化电能计量设备计量的测试电能值，与所述远程校准装置测试的电能标准值 根据误差计算公式，计算待测电能数字化电能计量设备的电能计量误差；待测数字化电能计量设备，接收远程校准命令，在正常累计电能的同时根据时钟同步 装置发出信号来启动校准电能计量功能，并按照预先设置的结束时间停止计量，并通过MMS 接口通道使用缓存报告上传所述待测数字化电能计量设备的测试电能值；时钟同步装置，通过站内时钟同步网络对所连接的合并单元、远程校准装置以及待测 数字化电能计量设备进行时钟同步；以及合并单元，与远程校准装置通过点对点方式连接，或者与远程校准装置通过间隔层交 换机连接;将多个电子式互感器输出的电流、电压数字信号进行时间相关组合，输出符合标 准的电压、电流采样值报文并发送给待测数字化电能计量设备；以及合并单元与远程校准 装置通过通信网络进行符合标准规约的采样值信号的交互。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述远程校准装置位于间隔层，并且具有多路光纤 采样值输入接口，所述远程校准装置根据待测数字化电能计量设备选择对应于合并单元的 采样值通道和设置参数；所述远程校准装置具有MMS通信接口、电能脉冲与时钟脉冲输出接口、RS485与红外接 口、光B码时钟输入接口，所述远程校准装置能够进行电能计量同步处理，累计标准电能，作 为MMS通信客户端与电能量远方终端进行信息交互；以及所述远程校准装置能够接收远程校准命令，接收待测数字化电能计量设备所计量的电 能测试值。10.根据权利要求8所述的系统，其中所述远程校准命令来自计量主站，其中所述计量 主站能够接收并存储所校准的误差。11.根据权利要求8所述的系统，其中所述待测数字化电能计量设备包括:至少一个数 字化电能表、至少一个多功能测控装置以及至少一个保护测控装置中的一种或多种。
【文档编号】G01R35/04GK105988100SQ201610524397
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】白静芬, 林繁涛, 于春平, 程瑛颖, 杜杰, 赵莎, 卢达, 陈松方, 左嘉
【申请人】中国电力科学研究院, 国家电网公司, 国网重庆市电力公司电力科学研究院