一种用于数字化电能表的检测装置及检测方法与流程

本发明属于电子电路技术领域，尤其涉及一种用于数字化电能表的检测装置及检测方法。

背景技术

目前，针对数字化电能表的电能误差检测方法一般为低频脉冲法，其为预先规定圈数，然后检测装置通过信号传输线检测电能表脉冲输出信号或者通过光电转换头识别脉冲指示灯信号以计算数字化电能表转过该预先规定圈数所耗费的时间，以此确定数字化电能表的误差。

同时，对基于dl/t860.92协议的数字化电能表的检定方法是按照《gb/t17215.303-2013数字化电能表》附录a中数字化电能表基本误差试验方法，该方法还是沿用传统的瓦秒法或标准表法检定被检数字化电能表，无论是瓦秒法或标准表法，都需要被检设备有校表脉冲或校表led输出，但是当前智能变电站现场运行的带有数字化计量功能的ied设备除了数字化电能表外还有其它如多合一数字化装置(以下统称为数字化电能表)，目前多合一数字化装置不带有脉冲输出功能的，使用传统的瓦秒法和标准表法是无法对其进行电能校验的。只能通过走电能的方法(也即是能量比较法)进行比对，其检测时间长、检测效率低。

因此，现有的数字化电能表的检测技术存在着需要检测时间长及检测效率低的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于数字化电能表的检测装置及检测方法，旨在解决现有的数字化电能表的检测技术存在着需要检测时间长及检测效率低的问题。

本发明第一方面提供了一种用于数字化电能表的检测装置，所述检测装置包括：

数字化功率源、通信模块、数字化标准电能表以及误差检定主控模块；

所述误差检定主控模块的第一输入端接所述数字化标准电能表的输出端，所述误差检定主控模块的第二输入端接被检数字化电能表的输出端，所述误差检定主控模块的控制端接所述数字化功率源的受控端，所述数字化功率源的输出端接所述通信模块的输入端，所述通信模块的第一输出端接所述数字化标准电能表的输入端，所述通信模块的第二输出端接所述被检数字化电能表的输入端；

所述误差检定主控模块用于对所述数字化功率源下发功率输出命令，所述数字化功率源根据所述功率输出命令对所述通信模块输出量化数字量，以使所述通信模块将所述量化数字量传输给所述数字化标准电能表和所述被检数字化电能表并计算，分别得到第一累积电能量和第二累积电能量，所述误差检定主控模块将所述第一累积电能量和所述第二累积电能量进行比较后得出所述被检数字化电能表的误差值。

本发明第二方面提供了一种用于数字化电能表的检测方法，所述检测方法包括：

采用误差检定主控模块下发功率输出命令；

采用数字化功率源根据所述功率输出命令输出量化数字量；

采用通信模块将所述量化数字量传输给数字化标准电能表和被检数字化电能表并计算，分别得到第一累积电能量和第二累积电能量；

采用所述误差检定主控模块将所述第一累积电能量和所述第二累积电能量进行比较后得出所述被检数字化电能表的误差值。

本发明提供的一种用于数字化电能表的检测装置及检测方法，通过误差检定主控模块下发功率输出命令，数字化功率源根据功率输出命令对通信模块输出量化数字量，以使通信模块将量化数字量传输给数字化标准电能表和被检数字化电能表并计算，分别得到第一累积电能量和第二累积电能量，误差检定主控模块将第一累积电能量和第二累积电能量进行比较后得出被检数字化电能表的误差值。由此在无需接入脉冲的情况下，实现非侵入式误差检测，其检测时间快、检测效率高，解决了现有的数字化电能表的检测技术存在着需要检测时间长及检测效率低的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种用于数字化电能表的检测装置的模块结构示意图。

图2是本发明实施例提供的一种用于数字化电能表的检测装置中数字化功率源的示例电路图。

图3是本发明实施例提供的一种用于数字化电能表的检测装置中数字化标准电能表的示例电路图。

图4是本发明实施例提供的一种用于数字化电能表的检测装置中误差检定主控模块的示例电路图。

图5是本发明另一实施例提供的一种用于数字化电能表的检测方法的步骤流程示意图。

图6是本发明另一实施例提供的一种用于数字化电能表的检测方法的原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

上述的一种用于数字化电能表的检测装置及检测方法，通过误差检定主控模块下发功率输出命令，数字化功率源根据功率输出命令对通信模块输出量化数字量，以使通信模块将量化数字量传输给数字化标准电能表和被检数字化电能表并计算，分别得到第一累积电能量和第二累积电能量，误差检定主控模块将第一累积电能量和第二累积电能量进行比较后得出被检数字化电能表的误差值。由此在无需接入脉冲的情况下，实现非侵入式误差检测，其检测时间快、检测效率高。

图1示出了本发明实施例提供的一种用于数字化电能表的检测装置的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

上述一种用于数字化电能表的检测装置10，该检测装置10包括数字化功率源20、通信模块40、数字化标准电能表30以及误差检定主控模块50。

误差检定主控模块50的第一输入端接数字化标准电能表30的输出端，误差检定主控模块50的第二输入端接被检数字化电能表60的输出端，误差检定主控模块50的控制端接数字化功率源20的受控端，数字化功率源20的输出端接通信模块40的输入端，通信模块40的第一输出端接数字化标准电能表30的输入端，通信模块40的第二输出端接被检数字化电能表60的输入端。

误差检定主控模块50用于对数字化功率源20下发功率输出命令，数字化功率源20根据功率输出命令对通信模块40输出量化数字量，以使通信模块40将量化数字量传输给数字化标准电能表30和被检数字化电能表60并计算，分别得到第一累积电能量和第二累积电能量，误差检定主控模块50将第一累积电能量和第二累积电能量进行比较后得出被检数字化电能表60的误差值。

作为本发明一实施例，上述量化数字量包括量化数字量功率和量化数字量电能。上述数字化标准电能表30通过计量算法计算第一累积电能量并通过网口2和自定义64bit表传输协议上报给误差检定主控模块50，同时误差检定主控模块50也通过网口2和mms协议读取被检数字化电能表60的第二累积电能量，最终误差检定主控模块50将第一累积电能量和第二累积电能量进行比较，采用逐次逼近控制方法控制数字化功率源20输出指定采样值报文给被检数字化电能表60和数字化标准电能表30，监测被检数字化电能表60和数字化标准电能表30在同一段时间内电能累积值改变的差值，然后根据差值来计算被检数字化电能表60的误差值，其检测效率快。

作为本发明一实施例，上述的用于数字化电能表的检测装置解决了没有校表脉冲输出的数字化电能表及多合一装置的电能计量装置的误差检测只能通过电能能量比较法进行检测的缺点，使用电能比较法由于电能比较的时间起点的非同步性(不是一起走的)以及数字化电能表(含多合一装置)的显示位数不足，一块表的误差检测至少需要24小时左右的时间，本实施例在误差检测准确度一样的情况下，可提高100倍以上的误差检测速度，其本质是解决了数字化电能表及多合一装置的电能计量装置在无脉冲输出的情况下无法实现快速检测误差的问题。

同时，该检测装置还解决了有脉冲输出的数字化电能表在无需接入脉冲的情况下，实现非侵入式误差检测，特别是在数字化电能表已经在现场运行，需要定期误差检测，接入脉冲需要专业的人员及操作程序，本实施例可免去接入脉冲带来误操作的风险，并节约人工成本，其本质是解决了数字化电能表及多合一装置在现场可免接脉冲输出线即可实现快速检测误差。

图2示出了本发明实施例提供的一种用于数字化电能表的检测装置中数字化功率源的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，上述数字化功率源20包括第一网口(图2采用网口1表示)201、协议解析单元202、波形拟合单元203、协议转换单元204以及第二网口(图2采用网口2表示)205。

第一网口201、协议解析单元202、波形拟合单元203、协议转换单元204以及第二网口205依序连接。

第一网口201用于接收功率输出命令后，通过协议解析单元202将功率输出命令解析出执行参数，并通过波形拟合单元203产生数字量化数字量电能，协议转换单元204用于将数字量化数字量电能转换为dl/t860.92协议并通过第二网口205进行发送，数字化功率源20的波形拟合单元203和协议转换单元204可以根据第一网口201的命令进行非连续的定量电能的输出，其中，执行参数仅是作为中间的转换数值使用而已。

图3示出了本发明实施例提供的一种用于数字化电能表的检测装置中数字化标准电能表的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，上述数字化标准电能表包括第一网口(图3采用网口1表示)301、协议解析单元302、电能计算单元303、自定义协议打包单元304以及第二网口(图3采用网口2表示)305。

第一网口301、协议解析单元302、电能计算单元303、自定义协议打包单元304以及第二网口305依序连接。

第一网口301用于接收所述量化数字量，通过协议解析单元302解析出量化电压值和电流值，并通过电能计算单元303计算出所述第一累积电能量，自定义协议打包单元304用于将第一累积电能量转换为自定义64bit表传输协议并通过第二网口305发送给误差检定主控模块50。

图4示出了本发明实施例提供的一种用于数字化电能表的检测装置中误差检定主控模块的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，上述误差检定主控模块包括第一网口(图4采用网口1表示)505、第二网口(图4采用网口2表示)504、第三网口(图4采用网口3表示)501、源输出打包单元502、被检电能解包单元503、标准电能表解包单元506、综合控制主单元507以及误差显示单元508。

第一网口接标准电能解包单元的输入端，标准电能解包单元的输出端接综合控制主单元的第一输入端，第二网口接被检电能解包单元的输入端，被检电能解包单元的输出端接综合控制主单元的第二输入端，综合控制主单元的第一输出端接源输出打包单元的输入端，源输出打包单元的输出端接第三网口，综合控制主单元的第二输出端接误差显示单元的输入端。

源输出打包单元502用于将功率输出命令进行打包后通过第三网口501进行输出，第一网口505用于接收第一累积电能量并通过标准电能解包单元506进行解包后输出给综合控制主单元507，第二网口504用于接收第二累积电能量并通过被检电能解包单元503进行解包后输出给综合控制主单元507，综合控制主单元507用于将第一累积电能量和第二累积电能量进行比较后得出被检数字化电能表60的误差值并通过误差显示单元508进行显示。

由于数字化电能表的输出电能累积量的最小量化值一般为0.01kwh，假如通过电能比较法，要达到0.5级表的误差，则需要走0.01kwh/0.005＝2kw的电能，这在电能表误差检定点0.02in时需要数小时时间，所有检定点检测下来每只表的检测时间需要一天，本实施例利用了数字化功率源20进行精确的定量输出的特点，把被数字化检电能表60的一个电能累积量的最小量化值的变化的时刻作为电能检测点，这样只需要获取一个精确的把被检电能表的0.01kwh的起点和终点，就可以完成对被检电能表的误差准确检测，获取一个被检电能表0.01kwh变化的起点和终点时间，从而达到快速检测其电能误差值(为了提高准确度可以把最小量化值数量增加n个)。

上述通信模块40包括交换机，所述交换机包括第一网口、第二网口以及第三网口，所述第一网口、第二网口以及所述第三网口分别对应通信模块40的第一输出端、输入端以及第二输出端。

图5示出了本发明另一实施例提供的一种用于数字化电能表的检测方法的步骤流程，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

一种用于数字化电能表的检测方法，该检测方法包括以下步骤：

s101.采用误差检定主控模块下发功率输出命令；

s102.采用数字化功率源根据所述功率输出命令输出量化数字量；

s103.采用通信模块将所述量化数字量传输给数字化标准电能表和被检数字化电能表并计算，分别得到第一累积电能量和第二累积电能量；

s104.采用所述误差检定主控模块将所述第一累积电能量和所述第二累积电能量进行比较后得出所述被检数字化电能表的误差值。

作为本发明另一实施例，上述量化数字量包括量化数字量功率和量化数字量电能。上述数字化标准电能表通过计量算法计算第一累积电能量并通过网口2和自定义64bit表传输协议上报给误差检定主控模块，同时误差检定主控模块也通过网口2和mms协议读取被检数字化电能表的第二累积电能量，最终误差检定主控模块将第一累积电能量和第二累积电能量进行比较，采用逐次逼近控制方法控制数字化功率源输出指定采样值报文给被检数字化电能表和数字化标准电能表，监测被检数字化电能表和数字化标准电能表在同一段时间内电能累积值改变的差值，然后根据差值来计算被检数字化电能表的误差值，其检测效率快。

作为本发明另一实施例，上述的用于数字化电能表的检测方法解决了没有校表脉冲输出的数字化电能表及多合一装置的电能计量装置的误差检测只能通过电能能量比较法进行检测的缺点，使用电能比较法由于电能比较的时间起点的非同步性(不是一起走的)以及数字化电能表(含多合一装置)的显示位数不足，一块表的误差检测至少需要24小时左右的时间，本实施例在误差检测准确度一样的情况下，可提高100倍以上的误差检测速度，其本质是解决了数字化电能表及多合一装置的电能计量装置在无脉冲输出的情况下无法实现快速检测误差的问题。

同时，该检测方法还解决了有脉冲输出的数字化电能表在无需接入脉冲的情况下，实现非侵入式误差检测，特别是在数字化电能表已经在现场运行，需要定期误差检测，接入脉冲需要专业的人员及操作程序，本实施例可免去接入脉冲带来误操作的风险，并节约人工成本，其本质是解决了数字化电能表及多合一装置在现场可免接脉冲输出线即可实现快速检测误差。

图6示出了本发明另一实施例提供的一种用于数字化电能表的检测方法的工作原理，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本实施例中，采用逐次逼近控制方法控制数字化功率源输出指定采样值报文给被检数字化电能表和数字化标准电能表，监测被检数字化电能表和数字化标准电能表在同一段时间内电能累积值改变的差值，然后根据差值来计算被检数字化电能表的误差，在进行误差检定时可输出指定采样值报文来加速误差检定，缩短检测时间。

误差检定主控模块50(图6采用主控模块表示)的控制方法的工作原理描述如下：

1)误差检定主控模块50首先控制数字化功率源20通过交换机40输出被检数字化电能表60最小量化值5％的采样值报文，主控模块通过mms协议读取被检数字化电能表60电能累积值，若发现电能累积值没有改变则继续输出最小量化值5％的采样值报文，直至被检数字电能表累积值发生改变。

2)误差检定主控模块50控制数字化功率源20输出被检数字化电能表60最小量化值95％的采样值报文后，误差检定主控模块50通过mms协议读取被检数字化电能表60电能累积值，若发现电能累积值没有改变则控制数字化功率源20输出最小量化值1％的采样值报文，读取被检数字化电能表60电能累积值，若发现电能累积值没有改变则继续输出最小量化值1％的采样值报文，直至被检数字化电能表60电能累积值发生改变。

3)误差检定主控模块50控制数字化功率源20输出被检数字化电能表60最小量化值99％的采样值报文后误差检定主控模块50通过mms协议读取被检数字化电能表60电能累积值，若发现电能累积值没有改变则控制数字化功率源2输出最小量化值0.05％的采样值报文，读取被检数字化电能表60电能累积值，若发现电能累积值没有改变则继续输出最小量化值0.05％的采样值报文，直至被检数字电能表60电能累积值发生改变，记录此时刻t0时数字化标准电能表30的当前电能累积值et0。

4)误差检定主控模块50控制数字化功率源20输出被检数字化电能表6n个最小量化值(其中n为被检数字化电能表60不同检定点时需要累计的最小电能累积值个数)+最小量化值99％的采样值报文后误差检定主控模块50通过mms协议读取被检数字化电能表60电能累积值，若发现电能累积值没有改变则控制数字化功率源20输出最小量化值0.05％的采样值报文，读取被检数字化电能表60电能累积值，若发现电能累积值没有改变则继续输出最小量化值0.05％的采样值报文，直至被检数字化电能表60电能累积值发生改变，记录此时刻t1时数字化标准电能表30的当前电能累积值et1。

5)在t0～t1时段内，被检数字化电能表60电能累积值累计改变量为wx，这个累积量wx是经过精确控制的等同于n个整数最小量化值的电能量，数字化标准电能表30电能累积值累计改变量为wn(数字化标准表的量化误差可忽略)，那么被检数字化电能表60相对误差计算公式为，其中为相对误差(％)；wx为被检数字化电能表60所记录的(n+1)个最小电能累积值，n≥0；wn为数字化标准电能表30所记录的电能累积值增量即等于(et1-et0)。

因此，一方面，实现了在现场对有脉冲输出的数字化电能表可免接脉冲输出线接线，实现免接线的非侵入式快速检测误差的效果；另一方面，实现了数字化电能表及多合一装置的电能计量装置的误差检测在无脉冲情况下的快速检定效果。

综上，本发明实施例提供的一种用于数字化电能表的检测装置及检测方法，通过误差检定主控模块下发功率输出命令，数字化功率源根据功率输出命令对通信模块输出量化数字量，以使通信模块将量化数字量传输给数字化标准电能表和被检数字化电能表并计算，分别得到第一累积电能量和第二累积电能量，误差检定主控模块将第一累积电能量和第二累积电能量进行比较后得出被检数字化电能表的误差值。由此在无需接入脉冲的情况下，实现非侵入式误差检测，其检测时间快、检测效率高，解决了现有的数字化电能表的检测技术存在着需要检测时间长及检测效率低的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。