[发明专利]智能变电站电能计量二次系统虚负荷误差检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网中智能变电站调试时的电能计量装置校验技术领域,特别是一种智能变电站电能计量二次系统虚负荷误差检测装置及方法。 

背景技术

传统能源的枯竭与人类高速发展对电力需求日益增长之间的矛盾越来越突出，为解决电力危机问题，智能电网成为各国政府、电力部门及科研机构重点研究对象。国际上智能电网的概念形成有一个过程，由于各国电网的发展水平和状态不同，因此，各国建设一个满足未来发展需求的电网目标就不同，出发点也不同，驱动因素也不同，发展思路也不同。美国提出以高性价比的电脑、电子设备和可控电力元器件等为基础，利用网络通信技术、自动控制和信息技术，将这些技术和原有的输、配电基础设施高度结合而形成的新型电网。欧洲提出将电力与通信和计算机控制连接在一起，以获取在供电可靠性、传输容量和客户服务等方面的巨大效益。而我国国家电网公司形成了“一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五个内涵”的中国特色坚强智能电网的战略发展思路框架。

智能电网的发展离不开智能变电站的建设，智能变电站相关技术的研究与发展，获得了众多电力用户、科研、设计、制造部门的关注。我国智能电网的发展已经走在了世界前列，已有多座智能变电站被建立。此时，变电站的电能计量模式已经发生了质的转变，电能计量二次系统的构成与工作方式也发生了质的变化：传统变电站中的电能计量系统由电磁式电流/电压互感器（输出模拟信号）、电能表和连接电缆构成，传统变电站的电能计量二次系统主要由传统电流/电压互感器二次电缆、模拟信号接口电能表构成；而在智能变电站中，电能计量二次系统主要由带模数转换器的合并单元、光纤和数字式电能表组成。

智能变电站电能计量二次系统的结构和组成都与传统变电站有了很大不同，同时整个电能计量二次系统的精确性对电量具有很大影响；再者，传统变电站电能计量二次系统可以通过测量电压互感器二次压降及整个二次回路的二次负荷来判定其准确度等级是否满足规程规定，以保证电能计量的公平、公正。但是，智能变电站电能计量二次系统的结构和工作机理与传统变电站不同，传统变电站电能计量二次系统的误差检测方法已经不在适合智能变电站电能计量二次系统的误差检测，特别是智能变电站电能计量二次系统引入了带模数转换器的合并单元，电压、电流模拟信号被转换为数字信号之后在提供给电能计量使用，在转换过程中不可避免对电能计量信号的精度产生影响。目前，通过查阅国内外文献，还没有发现关于智能变电站电能计量二次系统整体误差检测方面的报道。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种智能变电站电能计量二次系统虚负荷误差检测装置及方法，以满足智能变电站现场电能计量二次系统整体虚负荷误差检测的要求。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种智能变电站电能计量二次系统虚负荷误差检测装置，包括电能表现场校验仪和高精度模拟信号源，所述电能表现场校验仪并联接入智能变电站电能计量二次系统电流互感器与被试电流合并单元之间；所述电能表现场校验仪、高精度模拟信号源输出端均并联接入智能变电站电能计量二次系统电压互感器与被试电压合并单元之间，所述电能表现场校验仪与智能变电站电能计量二次系统的数字式电能表连接；所述电能表现场校验仪输出端与上位机连接；所述高精度模拟信号源输出端与所述电能表现场校验仪连接。

本发明检测智能变电站电能计量二次系统虚负荷误差的方法为：高精度模拟信号源输出的三相电压模拟量被传输到电压合并单元转换成FT3格式的电压数字信号，FT3格式的电压数字信号经光纤传输至电流合并单元，同时高精度模拟信号源输出的三相电流模拟量被电流合并单元转换成电流数字信号，FT3格式的电压数字信号和电流数字信号被电流合并单元封装成IEC61850-9-2报文格式的数字信号，并通过智能变电站电能计量二次系统网络交换机传输给数字式电能表，数字式电能表计算出虚负荷情况下的电能量                                               ，并通过光电转换器把电能脉冲传输到电能表现场校验仪；高精度模拟信号源输出的三相电压模拟量和三相电流模拟量接入电能表现场校验仪进行电能计算，得出虚拟负荷的电能值，即标准电能值；电能表现场校验仪对和进行比较，计算出电能计量二次系统虚负荷下计量误差，完成对智能变电站电能计量二次系统虚负荷下的整体检测。

电能计量二次系统虚负荷下的误差计算公式为：

，

其中，，N为脉冲数，C为数字式电能表常数