今天為大家介紹一項國家發明授權專利——具有數字化電能表檢測功能的新型模擬標準表及檢測方法。該專利由國家電網公司申請，并于2016年11月2日獲得授權公告。

內容說明

本發明涉及電能表計量及測試領域，具體是具有數字化電能表檢測功能的新型模擬標準表及檢測方法。

發明背景

隨著IEC61850 智能化變電站數字化標準的問世及相應技術的發展，數字化、網絡化電能表隨之誕生。因此如何確立其檢測規范、如何檢測數字化電能表、如何對其檢測標準進行溯源等也就成了廣大計量人員關心的問題。然而電能表檢測標準/裝置都屬于模擬量領域，對數字化電能表沒有相應標準，在技術及計量溯源方面存在難以解決的問題，因此無法對數字化電能表實現垂直計量、溯源。

現有技術中，目前對于數字化電能表檢測只能采用同類數表“表—表”比對模式，所謂的標準數字化電能表也是自說自話，其標準性難以有效驗證，因此比對的結果缺乏科學性、法律效力。

專利CN201607526公開了一種用于測試數字化電能表裝置，實現數字功率源輸出，使用了標準脈沖板作為標準比較，仍舊使用的是“表—表”比對模式，其標準性難以有效驗證。專利CN103048638公開了一種電能數字量信號多功能檢驗裝置，包括數字功率源和脈沖單元，實現數字式信號發送輸出、檢測外部連接的被檢信號源的標準值計算，但是不具備實時信號源功能和模擬功率源。

模擬電能表計量檢測體系則是非常成熟、規范的體系，如果能夠利用模擬計量體系實現數字電能表檢測，則可以實現一標二用、節省計量成本又可實現數字化電能表的檢測。

發明內容

為解決現有技術問題，實現數字化電能表模擬標準檢測方法，本發明提供了一種具有數字化電能表檢測功能的新型模擬標準表及檢測方法。

本發明的技術方案為：一種具有數字化電能表檢測功能的新型模擬標準表，包括A/D模數轉換器、 DSP單元、IEC61850數據調制器、IEC61850/FT3數據解調器、誤差計算器。較優地，還包括顯示及人機交互單元、用于控制顯示及人機交互單元的微處理器和接口單元。

A/D模數轉換器、IEC61850數據調制器、IEC61850/FT3數據解調器、微處理器、誤差計算單元均與DSP單元相連接，顯示及人機交互單元、接口單元與微處理器相連接；DSP單元的脈沖輸出接口、被測數字化電能表的脈沖輸出接口均與誤差計算器的輸入接口相連接。

A/D模數轉換器、DSP單元相連接用于模擬電能表的校驗/標準溯源；A/D模數轉換器與IEC61850數據調制器相連接用于數字化電能表離線檢測；IEC61850/FT3解調器與DSP單元相連接用于現場數字化電能表在線核查比較、電子式互感檢驗和DSP計算功能驗證。通過IEC61850輸入/輸出口、電能脈沖輸入/輸出口、模擬信號通道可組成計量溯源/傳遞、核查系統，完成數表標準溯源體系/量值傳遞網絡體系。

DSP單元包括信號分析模塊、電參數計算模塊和電能計算模塊，信號分析模塊、電參數計算模塊與電能計算模塊相連接；A/D模數轉換器、 IEC61850數據調制器、IEC61850/FT3數據解調器與信號分析模塊相連接，誤差計算器與電能計算模塊相連接，電參數計算模塊和電能計算模塊與微處理器相連接。通過DSP單元的信號分析及IEC61850/FT3數據解調器，可以實現數字輸出電子互感器檢驗功能，同時，DSP單元和顯示及人機交互單元實現了三相電氣參數電壓、電流、頻率、相位、功率等參數測量及同步顯示功能。

A/D模數轉換器、IEC61850數據調制器、IEC61850數據解調器與DSP單元通過數據總線連接，數據傳輸速度快。較優地，顯示及人機交互單元、接口單元與微處理器通過數據總線連接，DSP單元與微處理器之間通過數據總線連接。 A/D模數轉換器為6路，分別接收三相電壓、三相電流模擬信號，實現了三相電壓、電流模擬信號輸入接口。

接口單元包括USB接口、RS232接口和以太網接口，USB接口、RS232接口、以太網接口均與微處理器相連接，通過接口單元，本發明能夠與外接設備進行數據傳輸。顯示及人機交互單元包括顯示屏、按鍵、鍵盤和鼠標，方便數字化電能表的檢測。

一種具有數字化電能表檢測功能的新型模擬標準表可以實現的檢測包括以下步驟：模擬電能表校驗/標準溯源；數字化電能表離線檢測；模擬電能表與數字化電能表同步校驗。

本發明還包括數字化電能表在線檢測：現場合并單元將電壓、電流數據報文發送給IEC61850/FT3數據解調器和在線數字化電能表，IEC61850/FT3數據解調器接收到IEC61850報文，還原出原始信號采樣值，所述原始信號采樣值通過DSP單元進行電能計算后，轉換為脈沖信號，發送給誤差計算器，同時，在線數字化電能表接收現場合并單元發送的電壓、電流數據報文后，將計量后的電能脈沖信號發送給誤差計算器，誤差計算器比較所述在線數字化電能表輸出的脈沖信號和本步驟所述的DSP單元輸出的脈沖信號，進行電能誤差計算。

本發明還包括DSP單元計量性能驗證，虛擬標準源將IEC61850/FT3報文發送至IEC61850/FT3數據解調器，IEC61850/FT3數據解調器接收到IEC61850/FT3報文，還原出原始信號采樣值，所述原始信號采樣值通過DSP單元進行電能計量并發出相應電能脈沖給誤差計算器，同時虛擬標準源輸出標準電能脈沖至誤差計算器， 誤差計算器比較所述DSP單元計量的電能脈沖和來自虛擬標準源的標準電能脈沖，對DSP單元電能計算模塊精度進行驗證。

本發明有益效果包括，具備標準模擬、數字電能表功能，實現模擬電能表與數字化電能表同步校驗，通過模擬標準表的計量方法，對數字化電能表進行檢測，打破了數字化電能表的相互比較的方法，科學合理，可靠性及準確度比較高。

進一步地，本發明既可離線校驗電能表，又可在線檢驗電能表，能夠被廣泛運用實驗室和現場環境。此外，本發明既滿足了溯源計量管理要求又避免了設置數字化標準問題，完全采用模擬標準表溯源/傳遞模式，是一種優化的技術方案，內部DSP作為模擬、數字共同標準，極大簡化了系統結構，硬件最少，成本最低。