專利名稱：電能計量自動化仿真實驗室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為電力行業(yè)用于實驗、研究、生產(chǎn)電能計量表計或?qū)ΜF(xiàn)有電能表計進行運
行能力評價的電能計量自動化仿真實驗室。
背景技術(shù)：
在國家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司全面推進以信息化、數(shù)字化、自動化和互動化為 特征的堅強智能電網(wǎng)建設(shè)的大背景下，電能計量成為整個電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)單元，成為 建設(shè)智能電網(wǎng)成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；隨著通信技術(shù)的發(fā)展，多種通信技術(shù)成為電能計量裝置的 重要通信手段甚至成為標準部件，這些通信功能部件的加入，將或多或少的影響到電能計 量的性能。
目前，城市居民和農(nóng)村家庭使用的電能表，數(shù)量巨大，約有1.5億只，兩大電網(wǎng)公
司都有在未來幾年內(nèi)進行用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)的計劃，但是大量的用戶電能表出于成本 和數(shù)量的考慮，將會主要使用電力線載波和短距離無線作為通信手段，而載波電能表的通 信信號在供電電源線上一同傳輸，隨用電環(huán)境和線路上的用電電器的不同，對載波通信信 號產(chǎn)生嚴重影響，導致通信信能差異性很大，受干擾的機率和強度難以確定，供電部門在載 波表采購和電能采集系統(tǒng)建設(shè)之前，很難對電表的運行環(huán)境有預先的了解，往往是先用廠 家的載波電能表和電能信息采集系統(tǒng)進行試點運行，進行長時間運行后對結(jié)果進行評估再 做推廣，但仍然缺乏對具體的環(huán)境干擾信號的測定數(shù)據(jù)，以及在何種環(huán)境下設(shè)備能夠正常 工作，何種用電工況下設(shè)備部分或完全不能工作的性能評定標準。在有多家供貨商提供電 能表計和電能信息采集系統(tǒng)時，無法確定產(chǎn)品和系統(tǒng)的性能，即使經(jīng)過試點運行認為較為 滿意的廠家的設(shè)備和系統(tǒng)，對將來用電環(huán)境惡化以后設(shè)備和系統(tǒng)能否可以運行仍然不能確 定。如何從用電運行環(huán)境出發(fā)，采集并評定各種供電線路中的電磁干擾信號的頻譜和強度， 并對現(xiàn)在已經(jīng)建成和擬選用的電能表計和電能信息采集系統(tǒng)進行抗干擾能力的測定，仍然 是一大難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種用于實驗、研究、生產(chǎn)電能計量表計或?qū)ΜF(xiàn)有電能表計進行運行 能力評價的電能計量自動化仿真實驗室，它能克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的困難，滿足實際工 作的需要。 本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn) —種電能計量自動化仿真實驗室，包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、用電運行工況仿真工作站、 電能采集系統(tǒng)仿真工作站、虛擬電能表工作站、電源分配模塊、電能表測試主屏、電能表測 試移動分屏、電流源發(fā)生器和三相凈化電源等部分，被測試電能表計、采集器和集中器安裝 在電能表測試主屏或電能表測試移動分屏上，用電運行工況仿真工作站模擬產(chǎn)生各種接近 實際運行工況的電氣環(huán)境，通過電能采集系統(tǒng)仿真工作站來測試并評估電能表測試主屏和 電能表測試移動分屏上安裝的被測試電能表計在該電氣環(huán)境下的工作情況；通過虛擬電能
4表工作站測試集中器在接有2040只電能表滿負荷狀況下的工作能力和采集電能數(shù)據(jù)的能
力；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器收集該電氣環(huán)境下電能表計產(chǎn)生的各種電磁干擾環(huán)境信息以及電能采集
系統(tǒng)仿真工作站運行的結(jié)果數(shù)據(jù)，儲存并且制造各種電磁干擾信號，為整個實驗室提供數(shù)
據(jù)和保存新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；通過對現(xiàn)在已經(jīng)建成和擬選用的電能表計和市場上運行成熟的
電能信息采集系統(tǒng)進行抗干擾能力的測定并作為參照，在大量采集和測定數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，
總結(jié)出被測試電能表計、采集器和集中器對干擾信號的普遍耐受能力和對應的電磁工況數(shù)
據(jù)，將這些數(shù)據(jù)固化為載波電能表和電能信息采集系統(tǒng)的通信技術(shù)標準和規(guī)范，作為電力
部門建設(shè)電能信息采集系統(tǒng)訂貨、建設(shè)和系統(tǒng)入網(wǎng)檢測的技術(shù)依據(jù)和技術(shù)標準。 用電運行工況仿真工作站產(chǎn)生的載波信號耦合至電源網(wǎng)絡(luò)對電能表測試主屏上
的被測試電能表計進行測試；用電運行工況仿真工作站產(chǎn)生的載波信號耦合至實驗室外電
路，配合電能表測試移動分屏在不同區(qū)域?qū)в袩o線信道的被測試電能表計進行遠距離載
波測試，測試電能表計的遠距離通信性能。 本發(fā)明的技術(shù)方案還通過如下部分實現(xiàn) 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 用于管理仿真實驗室的數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)其有序運行。在運行的初期，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器收集
各種電磁干擾環(huán)境信息，并且人為制造各種電磁干擾信號，以仿真實際的電磁環(huán)境，同時采
集在該電磁環(huán)境下電能表計、電能采集系統(tǒng)仿真工作站運行的結(jié)果數(shù)據(jù)形成系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。
分析在電磁干擾頻域、強度和時域分布等不同用電環(huán)境下，采集被試電能表計和集抄系統(tǒng)
運行的數(shù)據(jù)，總結(jié)歸納得到定量的實驗數(shù)據(jù)，為電能計量表計及集抄系統(tǒng)應用提供可靠的
數(shù)據(jù)，以此數(shù)據(jù)庫作為支撐，制定出相應的系統(tǒng)入網(wǎng)檢測評定技術(shù)標準。 用電運行工況仿真工作站 用于管理、控制電能計量自動化仿真實驗室的所有相關(guān)設(shè)備。由實驗室管理工程 師下載編制好的測試方案，運行該測試方案，工作站在測試方案的支持下，有序的協(xié)調(diào)控制 實驗室的各設(shè)備，對被測試電能表計和電能集抄系統(tǒng)施加各種干擾信號，干擾信號包含雷 擊浪涌信號、干擾信號源產(chǎn)生的各種電磁干擾強度、可控電源產(chǎn)生的電源跌落和短時電源 中斷以及以上信號的各種時序組合。工作站還將采集記錄電源線上的干擾頻譜和波形數(shù) 據(jù)，提供數(shù)據(jù)庫服務(wù)器相應發(fā)送信號及仿真電網(wǎng)上的實際噪聲信號。
電能采集系統(tǒng)仿真工作站 在上述用電運行工況仿真工作站產(chǎn)生的用電環(huán)境下，搭建運行電能信息采集系 統(tǒng)，在電能采集系統(tǒng)仿真工作站運行采集系統(tǒng)軟件，工作站的運行結(jié)果將隨著用電運行工 況仿真工作站產(chǎn)生的干擾強度的變化而變化。比對用電運行工況仿真工作站產(chǎn)生的干擾強 度和電能采集系統(tǒng)仿真工作站運行數(shù)據(jù)的結(jié)果，得到定量評定結(jié)果。由于廠家系統(tǒng)差異性 很大，電能采集系統(tǒng)仿真工作站提供一個能不斷學習和擴展各廠家系統(tǒng)運行的測試環(huán)境， 不斷學習其他廠家的系統(tǒng)并擴展成為能廣泛適應的仿真測試平臺。
虛擬電能表工作站 根據(jù)目前行業(yè)標準，電能集抄系統(tǒng)的集中器應具有采集若干數(shù)量的電能表計的數(shù) 據(jù)的能力，具體要求為多達200只多功能電能表和2040只單相載波表或其他類型的電能 表，但實際測試時不可能配置如此多的電能表。虛擬電能表工作站就是用軟件和相應的硬 件接口，模擬出以上數(shù)量的電能表計，并可以設(shè)定中繼表、故障表和電能表走字速度。
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電源分配模塊 本發(fā)明所述的仿真實驗室，有眾多的設(shè)備和系統(tǒng)參與運行，需要多種電源配置方
案，各種方案的切換由用電運行工況仿真工作站協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)組合切換，為不同的測試方
案提供相應的電源。 電能表測試主屏及控制模塊 受實驗室空間的限制，測試主屏設(shè)計成電控升降方式，在需要裝配被試電能表計 和采集設(shè)備時，通過控制臺遠動控制，將測試主屏沿軌道下降移動到前臺，裝配安置好設(shè)備 后回到原位。 主屏控制模塊具有程序控制功能，由用電運行工況仿真工作站控制，實現(xiàn)測試主 屏組合升降，為不同的測試方案提供相應的測試區(qū)域和安置不同被試表計、采集器及集中 器。 考慮到載波應用現(xiàn)場有相鄰臺區(qū)的存在，設(shè)置兩個通道的載波展示屏，能模擬兩 個臺區(qū)的抄表系統(tǒng)，兩個臺區(qū)之間設(shè)置耦合/衰減器，以模擬集中器的沖突避讓能力和跨 臺區(qū)抄表能力。 測試屏設(shè)置5面，分別為1號載波測試屏、2號載波測試屏、三相電能表測試屏、無 線表計測試屏和RS485電能表測試屏。
電流源發(fā)生器 電流源發(fā)生器由帶CAN接口的通信控制器，控制一臺經(jīng)過改裝的電動調(diào)壓器，調(diào) 壓器驅(qū)動電壓_電流互感器，將交流電壓變換成電流，通信控制器采集調(diào)壓器輸出的電流， 經(jīng)電壓-電流互感器變比轉(zhuǎn)換后測到輸出電流作為控制反饋。由于電流測量使用高速交流 采樣，電流調(diào)節(jié)精度高、速度快。
電能表測試移動分屏 在底部安裝有方便移動的小車輪，提供安置移動逆變電源、負載電流模擬裝置和
表計的安裝位置，可安裝3只三相表、6只單相表、1只采集器和一臺集中器。移動分屏還具
有方便接入電網(wǎng)的三相和單相接口，可以在實驗現(xiàn)場供電網(wǎng)內(nèi)適當?shù)牡攸c接入到低壓臺變
的供電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。在進行無線測試時可以方便的裝到車上，進行更廣范圍的測試，還要考慮車
載電源供電的可能性。 三相凈化電源 凈化電源為被測試設(shè)備提供純凈的電源，使用磁飽和穩(wěn)壓電源，與電網(wǎng)隔離，同時 為了能模擬變頻空調(diào)、電磁爐等用電器，容量使用25kVA。 本發(fā)明綜合計算機、載波通信、虛擬儀器、電能計量等多種先進技術(shù)構(gòu)建的電能計 量自動化仿真實驗室，采用仿真真實用電環(huán)境的方式，用干擾信號源、雷擊浪涌信號源、三 相獨立阻抗模擬和用電器真實接入等方式再現(xiàn)實際用電現(xiàn)場環(huán)境，通過實時頻譜和波形記 錄系統(tǒng)記錄用電網(wǎng)絡(luò)的干擾噪聲，同時觀察、記錄、統(tǒng)計電能計量裝置、遠程集抄系統(tǒng)在各 種用電環(huán)境下的運行狀況，對得到的大量數(shù)據(jù)進行分析、總結(jié)電能計量裝置和電能數(shù)據(jù)遠 程采集系統(tǒng)的相關(guān)性能參數(shù)，以便得出具體的定量的數(shù)據(jù)，為建立相關(guān)標準提供數(shù)據(jù)支撐。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點和積極效果 本發(fā)明以量化方式模擬電能計量系統(tǒng)的用電運行工況參數(shù)，以對各入網(wǎng)的電能計 量產(chǎn)品及其系統(tǒng)進行量化評估，最終評估得出各產(chǎn)品及系統(tǒng)在不同模擬環(huán)境下的性能、可用性、可靠性等指標，可以避免必須安裝到現(xiàn)場并運行方能得出部分結(jié)論的弊病，可以降低 各廠家在電能計量及遠程采集方面的研發(fā)投入，同時降低了電網(wǎng)公司在電能計量及遠程采 集系統(tǒng)選擇方面的風險。


圖1是電能計 圖2是電能計 圖3是電能計 圖4是電能計 圖5是電能計 圖6是電能計
自動化仿真實驗室總體框圖。
自動化仿真實驗室用電現(xiàn)場仿真的設(shè)備配置框圖。 自動化仿真實驗室設(shè)備連接控制端口分配圖。 自動化仿真實驗室電能表測試主屏外形結(jié)構(gòu)圖。 自動化仿真實驗室電能表測試移動分屏示意圖。 自動化仿真實驗室設(shè)備配置柜示意圖。 圖7-1是阻抗模擬控制器原理框圖。 圖7-2是可控衰減器控制器原理框圖。 圖8是真實用電器仿真測試實現(xiàn)原理圖。
圖9是測試系統(tǒng)接口電路圖，其中圖9-1是波形發(fā)生器將輸出信號耦合到220V電 源線路的接口電路圖；圖9-2是頻譜、波形采集模塊用來采集220V電源回路中干擾電壓信 號的接口電路圖；圖9-3是頻譜、波形采集模塊用來采集220V電源回路中干擾電流信號的 接口電路圖。 圖10是電流源發(fā)生器原理圖。







具體實施例方式
本發(fā)明主要由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、用電運行工況仿真工作站、電能采集系統(tǒng)仿真工作 站、虛擬電能表工作站、電源分配模塊、電能表測試主屏、電能表測試移動分屏、電流源發(fā)生 器和三相凈化電源等部分組成。 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器收集各種電磁干擾環(huán)境信息，并且儲存產(chǎn)生制造各種電磁干擾信號 的數(shù)據(jù)，為整個實驗室提供數(shù)據(jù)和保存新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。 用電運行工況仿真工作站接受數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)，按預先設(shè)定的測試方案，控
制電源分配模塊和主屏控制模塊進入測試相適應的狀態(tài)，電源分配模塊和主屏控制模塊用
CAN網(wǎng)絡(luò)與用電運行工況仿真工作站相聯(lián)，接受工作站的數(shù)字控制信號，見圖1。 用電運行工況仿真工作站還通過CAN網(wǎng)絡(luò)和RS232通信線路與可控衰減器、可控
電源、干擾信號源、雷擊浪涌信號源和阻抗模擬器相連接，通過程序控制這些相連的設(shè)備
產(chǎn)生需要的電磁環(huán)境和用電工況，使用載波通道實現(xiàn)用電器模擬裝置的投入和切斷；使用
USB接口接入頻譜采集模塊和波形采集模塊；電能采集系統(tǒng)仿真工作站通過集中其余可控
衰減器與主屏的載波表電源相連，采集電能表內(nèi)的電能數(shù)據(jù)及電表的信息，虛擬電能表工
作站為測試系統(tǒng)模擬出足夠多的電能表，提供電能采集系統(tǒng)仿真工作站用來測試集中器的
性能，見圖2。 用電運行工況仿真工作站配置一塊波形發(fā)生器電路板，型號是DYLAI-300，圖3中 PCI-1，用于產(chǎn)生干擾信號源，配置一塊8串口卡，圖3中的PCI-2，用于提供C0M2-C0M9的通 信口 ，加上工作站自帶的C0M0-C0M1共有10個串口 。使用兩臺CAN-RS232轉(zhuǎn)換器將工作站
7RS232接口轉(zhuǎn)換到CAN網(wǎng)絡(luò)，供C0M5-C0M8使用。C0M0-C0M4和C0M9使用RS232接口 ，不用
進行轉(zhuǎn)換。 頻譜采集和波形采集模塊使用DS0-2904A虛擬儀器模塊，通過USB接口接入用電 運行工況仿真工作站，用于采集被測試系統(tǒng)電源網(wǎng)絡(luò)中的干擾信號波形和頻譜，DS0-2904A 虛擬儀器模塊的4個通道分別采集三相電源的A、B、C三相的干擾電壓信號和N零線的干擾 電流信號。 被測試的表計和設(shè)備安置在測試主屏或測試移動分屏上，主屏設(shè)置5面測試屏， 上方的三面屏可通過電控的方式向前移動到軌道后從軌道下降到工作臺面上方，便于更換 電能表計和其他測試設(shè)備。設(shè)備安置好后通過電控回到原位。下方的兩面屏是固定測試屏， 靠近工作臺面，接線方便不用移動。工作臺面下方是安置控制設(shè)備的機架，機架設(shè)計成安置 標準機箱的結(jié)構(gòu)，控制設(shè)備集成到相應的機箱后安置在機架上。剩余其他設(shè)備安置到另外 的機柜里。測試主屏結(jié)構(gòu)見圖4。 測試移動分屏用于測試載波電能表或無線電能表，測試載波通信時，測試移動分 屏要在變壓器供電覆蓋的方圓數(shù)百米區(qū)域內(nèi)移動，以測試通信的性能，測試移動分屏安裝 有便于移動的小車輪；在測試無線通信時，要在更遠的范圍內(nèi)進行測試，測試移動分屏需要 自帶電源，并且能提供交流電源供設(shè)備運行，同時提供電流源供電能表走字。測試移動分屏 提供安置單相電能表、三相電能表和集中器的位置，還設(shè)有便于操作電腦的工作臺面，見圖 5。 不能放置到測試主屏的大件設(shè)備放置在設(shè)備配置柜4面標準機柜內(nèi)，電纜和線路 布置在機柜的背面和下方，正面有操作的工作站和按鈕，見圖6。 阻抗模擬器用于模擬電源線路的交流阻抗，使用CAN接口的阻抗模擬控制器，控 制8只繼電器，通過并聯(lián)組合的方式，將Rl-R8接入電網(wǎng)，通過CI， C2的偶合作用，程控組合 實現(xiàn)預設(shè)的256個阻抗值，使被測試的電源具有設(shè)定的交流阻抗值，對載波信號起到不同 程度的吸收，用來評價電能表計的通信性能，見圖7-1。 可控衰減器用于衰減兩個電源網(wǎng)絡(luò)之間的信號，使之達到可控制信號強度的目 的，用來評價載波信號的垮臺區(qū)通信能力和集中器的沖突避讓能力，見圖7-2，可控衰減器 控制器控制繼電器K0， K0斷開時電源1與電源2之間完全斷開，繼電器KO接通后，由繼電 器Kl-K8組合接通衰減電阻Rl-R8，實現(xiàn)256個不同的衰減量。 用電器模擬裝置測試模塊使用經(jīng)過測試合格的載波電能表通過連接或斷開真實 用電器的方式實現(xiàn)，用電運行工況仿真工作站可以方便的通過載波表接通或斷開用電器， 測試用電器對電源的干擾情況，用電器產(chǎn)生的干擾信號，通過頻譜、波形采集模塊采集并存 儲到數(shù)據(jù)庫中，作為波形數(shù)據(jù)保存，見圖8，真實用電器選用電視機、變頻空調(diào)、電磁爐等家 用電器或工業(yè)電器。 圖9-1是干擾信號源經(jīng)過功率放大后的信號接入220V電源的接口電路。PA_0UT 和PA_GND連接放大器的輸出端，C3是隔直電容，T1是高頻耦合變壓器。C1、C2是高壓耦合 電容，RV1是壓敏電阻，用來吸收雷擊浪涌測試信號。 圖9-2是頻譜、波形采集模塊用來采集220V電源回路中干擾電壓信號的接口電 路，TEST_V和T_GND是采集模塊的輸入端，Rl是阻抗匹配電阻，T2是高頻耦合變壓器，C4、 C5是高壓耦合電容，RV2是壓敏電阻，用來吸收雷擊浪涌測試信號。
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圖9-3是頻譜、波形采集模塊用來采集220V電源回路中干擾電流信號的接口電 路，TES乙I和T_GND采集模塊的輸入端，R2是阻抗匹配電阻，T3是高頻耦合電流互感器，接 線時要把被測線路穿過T3互感器率。 圖10是電流源發(fā)生器的原理框圖，CAN接口送來的調(diào)節(jié)電流的指令經(jīng)過電流源控 制器控制MT電機，將輸出電流調(diào)節(jié)到給定值，CT2反饋的電流作為比對值進行恒流控制。 Sl、 S2是用來限制調(diào)壓器越限的纖維開關(guān)，Kl繼電器用來完全斷開輸出電流。CT1是升流 變流，用來把高電壓轉(zhuǎn)換成大電流，當高壓側(cè)達到6A時輸出端將有120A的電流輸出。
權(quán)利要求
一種電能計量自動化仿真實驗室，包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、用電運行工況仿真工作站、電能采集系統(tǒng)仿真工作站、虛擬電能表工作站、電源分配模塊、電能表測試主屏、電能表測試移動分屏、電流源發(fā)生器和三相凈化電源部分，其特征在于被測試電能表計、采集器和集中器安裝在電能表測試主屏或電能表測試移動分屏上，用電運行工況仿真工作站模擬產(chǎn)生各種接近實際運行工況的電氣環(huán)境，通過電能采集系統(tǒng)仿真工作站來測試并評估電能表測試主屏和電能表測試移動分屏上安裝的被測試電能表計、采集器和集中器在該電氣環(huán)境下的工作情況；通過虛擬電能表工作站測試集中器在接有2040只電能表滿負荷狀況下的工作能力和采集電能數(shù)據(jù)的能力；通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行實驗室的電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和對現(xiàn)場儀器的控制，收集該電氣環(huán)境下電能表計產(chǎn)生的各種電磁干擾環(huán)境信息以及電能采集系統(tǒng)仿真工作站運行的結(jié)果數(shù)據(jù)，儲存并且制造各種電磁干擾信號，為整個實驗室提供數(shù)據(jù)和保存新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；實驗室對現(xiàn)在已經(jīng)建成和擬選用的電能表計與市場上運行成熟的電能信息采集系統(tǒng)進行抗干擾能力的測定對照，在大量采集和測定數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出被測試電能表計、采集器和集中器對干擾信號的普遍耐受能力和對應的電磁工況數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)固化為載波電能表和電能信息采集系統(tǒng)的通信技術(shù)標準和規(guī)范，作為電力部門建設(shè)電能信息采集系統(tǒng)訂貨、建設(shè)和系統(tǒng)入網(wǎng)檢測的技術(shù)依據(jù)和技術(shù)標準。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能計量自動化仿真實驗室，其特征在于用電運行工況仿 真工作站產(chǎn)生的載波信號耦合至電源網(wǎng)絡(luò)對電能表測試主屏上的被測試電能表計進行測 試；用電運行工況仿真工作站產(chǎn)生的載波信號耦合至實驗室外電路，配合電能表測試移動 分屏在不同區(qū)域?qū)в袩o線信道的被測試電能表計進行遠距離載波測試，測試電能表計的 遠距離通信性能。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能計量自動化仿真實驗室，其特征在于電能表測試主屏 有5面測試屏，上方的三面測試屏是便于更換電能表計和其它測試設(shè)備的電控式升降屏， 通過電控的方式向前移動到軌道后從軌道下降到工作臺面上方，設(shè)備安置好后通過電控回 到原位；下方的兩面屏是固定測試屏。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能計量自動化仿真實驗室，其特征在于所說的用電運行 仿真工作站接受數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)，按編制好的測試方案管理、控制實驗室的所有相關(guān)設(shè)備；對被測試電能表計、采集器和集中器施加各種干擾信號，所說的干擾信號包含雷擊浪 涌信號、干擾信號源產(chǎn)生的各種電磁干擾強度、可控電源產(chǎn)生的電源跌落和短時電源中斷 以及以上信號的各種時序組合；用電運行仿真工作站還通過CAN網(wǎng)絡(luò)和RS232通信線路與 可控衰減器、可控電源、干擾信號源、雷擊浪涌信號源和阻抗模擬器相連接，控制這些相連 的設(shè)備產(chǎn)生需要的電磁環(huán)境和用電工況；用電運行仿真工作站還通過CAN網(wǎng)絡(luò)和RS232通 信線路與用電器模擬裝置相連接，通過載波通道實現(xiàn)用電器模擬裝置的投入和切斷；用電 運行仿真工作站還通過USB接口接入頻譜采集模塊和波形采集模塊，采集記錄電源線上的 干擾頻譜和波形數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)庫服務(wù)器相應發(fā)送信號及仿真電網(wǎng)上的實際噪聲信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電能計量自動化仿真實驗室，其特征在于頻譜采集和波形 采集模塊使用DS0-2904A虛擬儀器模塊，用于采集被測試設(shè)備在電源網(wǎng)絡(luò)中的干擾信號波 形和頻譜，DS0-2904A虛擬儀器模塊的4個通道分別采集三相電源的A、 B、 C三相的干擾電 壓信號和N零線的干擾電流信號；用電運行工況仿真工作站還配置一塊型號是DYLAI-300 的波形發(fā)生器電路板，用于產(chǎn)生干擾信號源。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能計量自動化仿真實驗室，其特征在于所說的電能采集 系統(tǒng)仿真工作站，在上述用電運行工況仿真工作站產(chǎn)生的用電環(huán)境下，搭建運行電能集抄 系統(tǒng)，在電能采集系統(tǒng)仿真工作站運行集抄系統(tǒng)軟件，工作站的運行結(jié)果將隨著用電運行 工況仿真工作站產(chǎn)生的干擾強度的變化而變化，比對用電運行工況仿真工作站產(chǎn)生的干擾 強度和電能采集系統(tǒng)仿真工作站運行數(shù)據(jù)的結(jié)果，得到定量評定結(jié)果；由于各廠家系統(tǒng)差 異性很大，電能采集系統(tǒng)仿真工作站提供一個能不斷學習和擴展各廠家系統(tǒng)運行的測試環(huán) 境，不斷學習其他廠家的系統(tǒng)并擴展成為能廣泛適應的仿真測試平臺。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能計量自動化仿真實驗室，其特征在于所說的虛擬電能表 工作站能虛擬出多達200只多功能電能表和2040只單相載波表或其他類型的電能表，并能 設(shè)定中繼表、故障表和電能表走字速度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能計量自動化仿真實驗室，其特征在于所說的電能表測 試移動分屏用于測試載波電能表或無線電能表，底座安裝有便于移動的小車輪，并有安置 移動逆變電源、負載電流模擬裝置和6只單相電能表、3只三相電能表、1只采集器和一臺集 中器的安裝位置；移動分屏還帶有接入供電電網(wǎng)的三相和單相接口。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能計量自動化仿真實驗室，其特征在于所說的電流源發(fā) 生器是帶CAN接口的電流源控制器，控制一臺電動調(diào)壓器，電動調(diào)壓器的輸出驅(qū)動電壓-電 流互感器，將交流電壓變換成電流，控制器采集調(diào)壓器輸出的電流，經(jīng)電壓-電流互感器變 比轉(zhuǎn)換后測到輸出電流作為控制反饋，以控制輸出電流的恒定。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于實驗、研究、生產(chǎn)電能計量表計或?qū)ΜF(xiàn)有電能表計進行運行能力評價的電能計量自動化仿真實驗室，采用仿真真實用電環(huán)境的方式，用干擾信號源、雷擊浪涌信號源、三相獨立阻抗模擬和用電器真實接入等方式再現(xiàn)實際用電現(xiàn)場環(huán)境，通過實時頻譜和波形記錄系統(tǒng)記錄用電網(wǎng)絡(luò)的干擾噪聲，同時觀察、記錄、統(tǒng)計電能計量裝置、遠程集抄系統(tǒng)在各種用電環(huán)境下的運行狀況，對得到的大量數(shù)據(jù)進行分析、總結(jié)電能計量裝置和電能數(shù)據(jù)遠程采集系統(tǒng)的相關(guān)性能參數(shù)，以便得出具體的定量的數(shù)據(jù)，為建立相關(guān)標準提供數(shù)據(jù)支撐。
文檔編號G01R35/04GK101776740SQ20101003917
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者張林山, 張龍, 曹敏, 蔣躍明, 趙涓, 陳華波, 黃彬 申請人:云南電網(wǎng)公司;云南電力試驗研究院(集團)有限公司;昆明天龍經(jīng)緯電子科技有限公司