一种智能电能表快速脉冲群抗扰度测试系统及方法与流程

本发明涉及电能表测试，尤其涉及一种智能电能表快速脉冲群抗扰度测试系统及方法。

背景技术：

1、在复杂的电网环境中存在各类电磁干扰，电能表作为供电系统中最重要的单元之一，抗干扰能力的充分验证至关重要，电快速瞬变脉冲群是电信号中突然出现的高幅度、高频率的脉冲集合，表现为一系列的脉冲，具有宽频带的特点，对电路元件影响较大，目前的技术方案主要如下，测试环境主要由电能表校验装置、快速瞬变脉冲群发生器、滤波器等组成，由不同的pc软件控制或手动操作。单一考核电能表是否工作正常、额定电流条件下误差改变量及485通信是否正常，缺少系统性评价。被测电能表处于单一状态考核，空载、带载、485通信，未使被测电能表处于高负荷状态，不利于问题激发，与现场应用状态存在偏差。带载试验只考核额定电流，量程范围内无法得到全覆盖，覆盖率低，与现场应用状态不一致，测试结果易出现偏差。

2、有资料显示，目前公知的电能表电快速瞬变脉冲群抗扰度试验测试装置是由电快速瞬变脉冲群试验信号发生器、电源装置和实际负载(电阻性负载)组成的。试验时，电快速瞬变脉冲群试验信号发生器产生脉冲群干扰信号，通过电源线路进入电能表。电源装置给受试电能表提供工作所需的电压信号，实际负载给受试电能表提供工作所需的电流信号，后采用人工方法记录电能表脉冲数并与理论值进行比较以估算获取电能表误差值。这种试验配置不能完全满足电能表标准gb/t 17215.211-2021对电快速瞬变脉冲群抗扰度试验的要求。

3、中国专利文献cn102411135a公开了一种“电能表电快速瞬变脉冲群抗扰度试验测试装置及测试方法”。采用了电能表检验装置电压端口与电压线路电源滤波器输入端口连，电压线路电源滤波器输出端口与电快速瞬变脉冲群试验信号发生器输入端口连，电能表检验装置电流端口与电流线路电源滤波器输入端口连，电能表检验装置脉冲端口与脉冲线路滤波器输入端口连。测试时，电快速瞬变脉冲群试验信号发生器产生的脉冲群干扰信号通过电压线路进入受试电能表，电能表检验装置给受试电能表提供工作所需电压和电流信号并获得电能表误差值，电压线路电源滤波器、电流线路电源滤波器和脉冲线路滤波器分别在电压线路、电流线路和脉冲线路上滤波以消除干扰。上述技术方案并未应用多种负载方式进行测试，测试准确度有限。

技术实现思路

1、本发明主要解决原有的技术方案并未应用多种负载方式进行测试，测试准确度有限技术问题，提供一种智能电能表快速脉冲群抗扰度测试系统及方法，测试系统采用多线程处理方式，使被测电能表处于高负荷状态，保持与现场应用一致，激发潜在问题，避免测试偏差，设计误差采样方式，实现电脉冲、光电脉冲、蓝牙脉冲等多种采样方式同时采集，比对最大值和一致性，提高测试效率和覆盖率，在快速瞬变脉冲群干扰的同时施加异常数据并发攻击，解决在干扰过程中数据出现紊乱、突变等致命性问题。

2、本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

3、一种智能电能表快速脉冲群抗扰度测试系统，包括用于调用规约形成数据比对的通信规约库模块，进行误差采样参数和误差采样测试点配置的误差测试点配置库模块，还包括与被测电能表相连的数据攻击模块，设备控制模块和通信控制模块。通信规约库模块实现dlms规约、698规约、645规约任意调用形成数据比对的方案，支持读、写操作，实现数据解析、数据比对。误差测试点配置库模块实现误差采样参数和误差采样测试点的任意配置，支持单点和循环测试，实现自动计算误差改变量及试验前后误差变差。

4、作为优选，所述的数据攻击模块定义数据攻击类型包括：校验和错误、非法数据、特殊地址、结束符错误、不完整通信帧、数据长度错误、错误的后续帧命令、错误的波特率。特殊地址包括广播地址、万能地址、地址包含帧头68等特殊标识

5、作为优选，所述的设备控制模块包括电能表校验装置和快速瞬变脉冲群发生器，所述电能表校验装置调用动态链接库，控制升源、降源、误差测试、采样通道、加密机调用、时钟比对，实现不同工况的模拟、误差多通道同时采集；所述快速瞬变脉冲群发生器调用动态链接库，控制干扰注入，配置试验电压、试验频率参数，实现试验通道、正负极性自动切换。

6、作为优选，所述的通信控制模块包括载波通信、蓝牙通信和485通信，所述载波通信在电能表校验装置中配置hplc载波路由模块，兼容电能表各类hplc模块的连接；所述蓝牙通信在电能表校验装置中配置蓝牙模块，与电能表蓝牙模块建立配对关系。调用电能表校验装置物理接口，控制485、载波、蓝牙通信，多线程处理方式，实现多通道同时通信功能，使电能表运行状态趋于高负荷状态。

7、一种智能电能表快速脉冲群抗扰度测试系统的工作方法，包括以下步骤：s1配置测试参数和通信参数；

8、s2被测电能表高负荷状态模拟；

9、s3启动试验前进行误差测试；

10、s4注入干扰并进行通信测试；

11、s5现场工况模拟并重复进行测试；

12、s6误差采样并进行误差评价；

13、s7比较试验前后误差变化并进行结果评价。

14、分别进行空载试验测试流程、带载试验测试流程和数据攻击测试流程后，额定电压条件下测试完成后调整为欠压、过压、断相(多相仪表)工况，依次执行。空载试验：只考核试验前后误差变差。带载试验：考核试验过程中的误差改变量，试验前后误差变差。

15、作为优选，所述的步骤s2被测电能表高负荷状态模拟具体包括，进行空载试验时增加连续多通道大数据通信，进行带载试验时，覆盖最小电流、额定电流、最大电流，连续多通道大数据通信。

16、作为优选，所述的步骤s4具体包括，通过加密机，实现读写密文指令和明文指令，当电源干扰注入时考核存储数据是否突变、紊乱，并且在快速瞬变脉冲群干扰过程中同步增加数据攻击干扰。数据攻击采用非正常命令帧，考核存储数据是否突变、紊乱。

17、作为优选，所述的步骤s5分别模拟电网环境中欠压、过压、多相仪表断相工况，分别重复进行测试并记录结果。

18、作为优选，所述的步骤s6具体包括：

19、s6.1配置误差采样参数和方式；

20、s6.2调整源输出，分别进行多种误差采样；

21、s6.3分别计算误差后取最大值作为最终误差。

22、作为优选，所述的步骤s7分别读取实验前后存储数据并比对存储数据；试验前后分别进行误差测试并比对误差变化；比对通信前后内容变化，统计通信成功率，综合比对结果输出结果评价。

23、本发明的有益效果是：

24、电能表校验装置、快速瞬变脉冲群发生器、电能表实现同步控制，降低人工干预，提高测试效率。结合现场应用工况，实现误差稳定性、通信可靠性、存储数据可靠性、时钟可靠性多维度综合评价，提升测试覆盖率，促进产品质量提升。设计误差采样方式，实现电脉冲、光电脉冲、蓝牙脉冲等多种采样方式同时采集，比对最大值和一致性，提高测试效率和覆盖率。

25、测试系统采用多线程处理方式，使被测电能表处于高负荷状态，保持与现场应用一致，激发潜在问题，避免测试偏差。设计试验前后误差变差的要求和判定依据，有效控制在实际应用中出现误差偏移的问题。在快速瞬变脉冲群干扰的同时施加异常数据并发攻击，解决在干扰过程中数据出现紊乱、突变等致命性问题。