1.一种电能表现场校验仪,其特征在于,包括:校验系统;
所述校验系统,具体包括:
数据收集模块,用于进行电能表校验数据的收集;
数据预处理模块,用于对数据库中的数据信息进行解码预处理,得到参与计算处理模块中计算的参数;
计算处理模块,具体计算处理步骤如下:S1,用于将解码预处理后得到的参数输入平均电功率算法单元中计算得到平均电功率P1;
S2,将平均电功率P1输入计算处理模块中的调整后电功率算法单元中结合谐波影响项和温度偏离影响项计算得到调整后电功率P2,并上传至数据库;
S3,在数据库中,根据调整后电功率P2和校验时输入电压的时间计算电能表电能值Wmeter;
S4,根据电能表电能值Wmeter和校验仪输出的标准电能值Wstd计算电能表相对误差Re,具体来说:校验检测1级电能表,电能表相对误差Re≤1%时,进行后续的电能表脉冲校验;
1%≤电能表相对误差Re≤3%时,通过反馈调整单元在数据库内进行调整后电功率算法单元中参数值的调整,并重新进行计算处理模块中的计算;
电能表相对误差Re≥3%时,对电能表进行维修或更换。
2.根据权利要求1所述的一种电能表现场校验仪,其特征在于:所述电能表校验数据的收集,具体包括:通过电能表实时监测获取实际电压Van、实际电流Ian;
通过可编程交流电源获取额定电压Vrn、额定电流Irn;
通过FFT频谱分析仪获取第h次谐波的偏移值Ih、需补偿的最高谐波阶次H、谐波阶次h;
通过温度传感器实时监测获取实际温度Ta;
并一同上传至数据库。
3.根据权利要求1所述的一种电能表现场校验仪,其特征在于:所述调整后电功率算法单元中参数值的调整,具体包括:将调整后电功率P2以及电能表电能值Wmeter输入计算处理模块中的补偿系数调整值算法单元中计算得出调整后温度补偿系数αnew以及调整后谐波补偿系数βnew,并重新进行计算处理模块中的计算。
4.根据权利要求1所述的一种电能表现场校验仪,其特征在于:所述计算处理模块包括平均电功率算法单元、调整后电功率算法单元、补偿系数调整值算法单元以及反馈调整单元。
5.根据权利要求4所述的一种电能表现场校验仪,其特征在于:所述平均电功率算法单元如下:其中:
P1代表平均电功率:
N代表校验电压输出次数;
Van代表实际电压,是第n次电压输出时,电能表内接收的电压值;
Ian代表实际电流,是第n次电压输出时,电能表内接收的电流值;
Vrn代表额定电压,是第n次电压输出时,可编程交流电源输出的额定电压值;
Irn代表额定电流,是第n次电压输出时,可编程交流电源输出的额定电流值;
额定电压Vrn始终满足:
这部分通过实际电压Van除以额定电压Vrn,代表电压偏离在平均电功率P1计算中的影响项,在电能表中,电压偏离额定值会导致电磁元件的驱动力非线性变化,并影响计量精度, 这部分通过电压偏离的幂函数放大电压偏离值对平均电功率P1的影响;
这部分通过实际电流Ian除以额定电流Irn,代表电流偏离在平均电功率P1计算中的影响项,在电能表中,电流通过热效应和电磁干扰影响设备精度, 这部分通过电压偏离的幂函数放大电流偏离值对平均电功率P1的影响;
通过实际电压Van乘以实际电流Ian再乘以电压偏离项 以及电流偏离项得到第n次校验时的电能表的电功率,将N次校验得到的电功率相加后得到总电功率,再除以校验电压输出次数N,得到平均电功率P1。
6.根据权利要求5所述的一种电能表现场校验仪,其特征在于:所述调整后电功率算法单元如下:P2=P1×exp(α×|Ta‑Ts|)×(1+β×Hoe)其中:
P2代表调整后电功率;
P1代表平均电功率;
Ta代表实际温度;
Ts代表标准温度,预设值为25;
α代表温度补偿系数,默认值为0.1;
Hoe代表谐波影响系数;
β代表谐波补偿系数,默认值为0.1;
|Ta‑Ts|这部分通过实际温度Ta与标准温度Ts的绝对差值作为自然常数e的指数部分,以反映温度变化对调整后电功率P2计算时的非线性影响,随着|Ta‑Ts|这部分通过实际温度Ta与标准温度Ts的绝对差值的增大,exp(α×|Ta‑Ts|)这部分的计算数值增大,从而增大计算得到的调整后电功率P2;
通过FFT频谱分析仪分析测试信号的频谱,设定幅值超过基波0.5%的谐波需进行补偿当电流为纯正弦波时,Hoe=0,1+β×Hoe这部分为1,无额外补偿。
7.根据权利要求6所述的一种电能表现场校验仪,其特征在于:所述谐波影响系数Hoe的计算公式如下:其中:
Hoe代表谐波影响系数;
Ih代表第h次谐波的偏移值;
H代表需补偿的最高谐波阶次;
h代表谐波阶次;
关于分子 当谐波阶次h=1时,代表基波,是电力系统的主要能量载体,而谐波阶次h取值为2~5时,2~5次谐波是工业与民用场景中占比最高的低次谐波,平方和运算将各次谐波的幅值能量线性叠加,反映低次谐波的总污染程度;
关于分母 是谐波电流按阶次加权的平方和, 这部分通过分子部分除以分母部分的比值消去了谐波幅值的绝对大小影响,通过阶次分布特征计算谐波影响系数Hoe。
8.根据权利要求7所述的一种电能表现场校验仪,其特征在于,所述补偿系数调整值算法单元如下:其中:
αnew代表调整后温度补偿系数;
βnew代表调整后谐波补偿系数;
α代表温度补偿系数;
β代表谐波补偿系数;
Hoe代表谐波影响系数;
Pstd代表标准电功率;
P2代表调整后电功率;
Ta代表实际温度;
Ts代表标准温度,预设值为25;
Re代表电能表相对误差,计算公式如下:其中:
Wstd代表标准电能值;
Wmeter代表电能表电能值;
这部分通过标准电功率Pstd与调整后电功率P2的差值除以标准电功率Pstd,将调整后电功率P2与标准电功率Pstd的偏差进行标准化处理,并直接影响调整后温度补偿系数αnew,随着调整后电功率P2与标准电功率Pstd的偏差越大,计算得到的调整后温度补偿系数αnew越大;
这部分中的分子|Ta‑Ts|代表实际温度与标准温度的绝对偏差,分母部分为Sigmoid函数的变形,用于控制极端温度下的过度影响,用分子部分除以分母,这 这部分整体表示温度偏差对调整后温度补偿系数αnew的有效影响值;
这部分通过标准电能值Wstd减去电能表电能值Wmeter的绝对差值再除以电能表电能值Wmeter,代表电能表校验中电能的相对误差。