[发明专利]一种基于升流器多级电流控制模拟低压台区现场用电系统

说明书

本发明公开一种基于升流器的多级电流控制模拟低压台区现场用电系统，包含考核三相表、真实用户单相表、真实用户三相表及用电环境模拟负载，基于用户用电行为的低压台区电气特征参数实验模拟方法目的在于应用大数据分析技术挖掘海量用户用电数据，提取典型特征参数，多维度、全面地分析低压台区运行状态，建立低压台区实验模拟环境，模拟台区不同工况下的用电特性，为智能电能表运行误差远程诊断评估和快速处置提供良好的数据基础，实现运行误差校验、数据质量分析等低压台区相关研究成果的辅助验证、迭代升级。

技术领域

本发明具体涉及低压供电领域，具体是一种基于升流器的多级电流控制模拟低压台区现场用电系统。

背景技术

电力能源已成为社会生产生活中的必需品，电信息采集系统、营销系统低压台区等模拟装置在实验室环境下实现快速高效模拟典型台区长时间实际用电情况，模拟用电信息数据；模拟装置中实现电能表误差调校以及运行中智能电能表误差的测量，为电能表误差对台区系统影响的研究提供技术数据支撑，为开展低压台区用户用电信息研究提供支撑。

传统的现场模拟装置采用单一电流源模拟台区用电环境，此做法导致模拟台区所有电表电流相同，电表计量数据无法用于大数据分析，且不能真实反映台区用电情况。

若采用真实电流模拟台区用电环境，则会出现模拟设备使用符合与实际台区相同，造成资源浪费，且在试验室无法实现。

发明内容

针对现有技术存在的不足或缺陷，本发明提出了一种基于升流器的多级电流控制模拟低压台区现场用电系统，应用大数据分析技术挖掘海量用户用电数据，提取典型特征参数，多维度、全面地分析低压台区运行状态，建立低压台区实验模拟环境，为智能电能表运行误差远程诊断评估和快速处置提供良好的数据基础，贴近实际用电情况，实现运行误差校验、数据质量分析等低压台区相关研究成果的辅助验证、迭代升级，且节约成本，耗电低，能够在实验室中实现。

为实现上述目的，本发明提出了一种基于升流器的多级电流控制模拟低压台区现场用电系统，包含考核三相表、真实用户单相电能表、真实用户三相电能表及用电环境模拟负载。

用电环境模拟负载包含人工有功负载箱、人工无功负载箱、人工线路损耗组件，能够实现多极电流控制，其中：

人工有功负载箱的实现方式为阻性负载，包含升流器、输出负载R、多级控制开关；

输出负载R连接电能表电流端子，其负载值为固定值R；

升流器初次级匝数比为n:1。不考虑铁损级线损情况下，次级电流为初级电流的n倍。输出负载电阻R根据负载调整率折合到一次侧的阻值为nR，负载调整率与n值相关，n值越大则负载调整率越大，因此n值不能过大。如果n值过小时，想要输出大电流则一次电流大，导致整个模拟装置功耗成倍增加，且体积增大，不满足节能要求。

综上所述，n值一般取400，既满足负载调整率，也满足一次侧电流。

人工无功负载箱的实现方式分为感性负载和容性负载，其中：

作为感性负载时，人工无功负载箱包含升流器、输出负载R、多级控制开关及电感L0；一次侧母线串联L0，电感L0感抗大小满足一次侧电流要求及电流电压相位角度要求，提供足够的虚电流，电感L0感抗值通过公式XL＝2πfL＝ωL计算得出，ω是交流发电机运转的角速度，f是频率，L是线圈电感。

作为容性负载时，人工无功负载箱包含升流器、输出负载R、多级控制开关及电容C1、 C2…CN，其中，多级控制开关中电阻R1、R2…RN各自并联对应电容C1、C2…CN，电容容抗通过公式Xc＝1/(2πfC)，Xc＝1/(ωC)＝1/(2πfC)计算得出，Xc为电容容抗值，ω为交流发电机运转的角速度，f为频率，C为电容值。

考核三相表、真实用户单相电能表、真实用户三相电能表的电流大小可以各不相同，且可以调整负载电流与电压的夹角。