張英+劉金權(quán)+蔚曉明+張建民

摘 要： 介紹了基于GMRP協(xié)議的三相數(shù)字式電能表的遠(yuǎn)程在線測試使用環(huán)境、工作原理和誤差測試方法。遠(yuǎn)程在線誤差測試采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、誤差測試技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字電能表遠(yuǎn)程測試，節(jié)省了測試費(fèi)用，提高了測試效率。

關(guān)鍵詞： 數(shù)字電能表； 在線遠(yuǎn)程誤差測試； GMRP； 脈沖采集

中圖分類號： TN915.853?34； TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）03?0155?02

Study on remote online error testing system for digital electricity energy meter

based on GMRP protocol

ZHANG Ying1， LIU Jin?quan2， WEI Xiao?ming1， ZHANG Jian?min1

（1. Measurement Center of Shanxi Electric Power Company， State Grid Cooperation of China， Taiyuan 030001， China；

2. Henan Xuji Metering Co.， Ltd.， Xuchang 461000， China.）

Abstract： The remote online testing operating environment， work principle and error measurement method of three phase digital electricity energy meters based on GMRP protocol is introduced. The network technology combined with error testing technology is used to realize the digital electricity energy meters remote test， which saves the test cost and improves the test efficiency.

Keywords：digital electricity energy meters； online remote error test； GMRP； pulse acquisition

0 引 言

隨著智能變電站的推廣應(yīng)用，越來越多的基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化電能表，本文簡稱電能表，被用于電能計(jì)量。相比傳統(tǒng)的電子式電能表，數(shù)字電能表的檢驗(yàn)更加復(fù)雜，不僅需要正確的網(wǎng)絡(luò)接線，還需要對網(wǎng)絡(luò)和電能表數(shù)據(jù)模型配置，這對檢驗(yàn)人員提出了更高的要求，造成檢驗(yàn)困難。與此同時(shí)，數(shù)字電能表采用網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字輸入，數(shù)字輸出，為遠(yuǎn)程檢驗(yàn)提供了技術(shù)實(shí)現(xiàn)可能。結(jié)合使用需求和數(shù)字電能表的技術(shù)特點(diǎn)，研究與推廣數(shù)字電能表遠(yuǎn)程在線誤差測試系統(tǒng)，簡稱遠(yuǎn)程誤差測試系統(tǒng)[1]，既能夠節(jié)省了大量的人力，物力，又能夠?qū)崿F(xiàn)快速校驗(yàn)，減少智能電網(wǎng)的計(jì)量錯(cuò)誤。

1 遠(yuǎn)程在線誤差測量系統(tǒng)原理

根據(jù)電能表誤差計(jì)算公式，電能表誤差=[（電表計(jì)量電能值-真實(shí)值）真實(shí)值。]因此，如果能夠得到電能表計(jì)量電能和信號源輸出電能的真實(shí)值，則可以計(jì)算出電能表誤差[2]。電能表電能測量通過累加電能表輸出電能脈沖可以得到一段時(shí)間內(nèi)的電能量。電能真實(shí)值采用比被測電能表計(jì)量精度更高等級的標(biāo)準(zhǔn)表或者標(biāo)準(zhǔn)源得到。

遠(yuǎn)程在線檢驗(yàn)系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)交換，在電能表工作期間，實(shí)現(xiàn)數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)電能表接收數(shù)據(jù)與被測電能表接收數(shù)據(jù)包相同，然后采集標(biāo)準(zhǔn)電能表和被測電能表的電能量，判定電能表的誤差，然后經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)。

在變電站計(jì)量系統(tǒng)中，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)控制標(biāo)準(zhǔn)表接收不同合并器的采樣值，進(jìn)行計(jì)量，同時(shí)，誤差計(jì)算模塊采集對應(yīng)部分的電能量脈沖和標(biāo)準(zhǔn)表電能量脈沖，計(jì)算被測電能表的誤差。當(dāng)誤差出現(xiàn)異常時(shí)，將異常情況上報(bào)給遠(yuǎn)方檢測主站。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

2 遠(yuǎn)程誤差測試系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程誤差測試過程中，為了實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)表與不同的被測電能表相比對，需要實(shí)現(xiàn)采樣值能夠根據(jù)需要自動(dòng)接入標(biāo)準(zhǔn)表中，使標(biāo)準(zhǔn)表與被測表接收數(shù)據(jù)相同，然后選擇被測表電能脈沖與標(biāo)準(zhǔn)表脈沖比對，計(jì)算誤差，并將誤差上傳到遠(yuǎn)方測試主站。

圖1 遠(yuǎn)程誤差測試系統(tǒng)站內(nèi)系統(tǒng)示意圖

2.1 遠(yuǎn)程在線采樣通道切換模塊

在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程誤差測試過程中，當(dāng)需要切換被測電能表時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)表需要切換采樣值報(bào)文接收，以保持與被測電能表接收數(shù)據(jù)相同[3]。當(dāng)遠(yuǎn)程需要測試某一塊電能表時(shí)，遠(yuǎn)程后臺(tái)將該塊的電能表通信參數(shù)下發(fā)給標(biāo)準(zhǔn)表，主要參數(shù)有組播源IP地址，數(shù)據(jù)報(bào)文標(biāo)識，采樣值通道對應(yīng)消息等。標(biāo)準(zhǔn)表然后向交換機(jī)發(fā)送申請加入被測電能表采樣值廣播組信息。交換機(jī)一旦收到申請加入信息，就會(huì)將收到該信息的端口加入到該組播組中。同時(shí)，交換機(jī)將申請加入信息發(fā)送到虛擬局域網(wǎng)（VLAN）中所有其他主機(jī)上，其中一臺(tái)主機(jī)為組播源，向外組播采樣值信息，交換機(jī)將采樣值信息通過先前加入到該組播組的端口發(fā)送出去，標(biāo)準(zhǔn)表接收到采樣值報(bào)文[4]。標(biāo)準(zhǔn)表根據(jù)下發(fā)的數(shù)據(jù)報(bào)文標(biāo)識，采樣值通道對應(yīng)消息等配置參數(shù)，計(jì)算測試通路的電能值，然后與被測電能表進(jìn)行電能比較，計(jì)算出被測電能表誤差。

此外交換機(jī)會(huì)周期性發(fā)送GMRP查詢，如果標(biāo)準(zhǔn)表想留在組播組中，它就會(huì)響應(yīng)GMRP查詢，在該情況下，交換機(jī)沒有任何操作；如果標(biāo)準(zhǔn)表需要離開組播組，它既可以發(fā)送一個(gè)leave信息也可以不響應(yīng)周期性GMRP查詢[5]。一旦交換機(jī)在計(jì)時(shí)器設(shè)定期間收到主機(jī)leave信息或沒有收到響應(yīng)信息，它便從組播組中刪除該主機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)電能表不再接收到采樣值。當(dāng)測試結(jié)束時(shí)，電能表發(fā)送離開消息，離開原廣播組，結(jié)束本次測量。

2.2 脈沖采集與誤差計(jì)算模塊

當(dāng)切換被測電能表時(shí)，需要切換到對應(yīng)的電能脈沖輸出通路，進(jìn)行脈沖誤差比對[6]。因模擬開關(guān)具有體積小，價(jià)格便宜、接觸可靠的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又能夠滿足脈沖采集導(dǎo)通電阻，在本系統(tǒng)中采用多路模擬開關(guān)[6]AD7501。AD7501具有8路輸入[S1，S2，…，S8，]1路輸出OUT，3個(gè)地址線A1，A2，A3和使能端EN。芯片可以通過地址選擇實(shí)現(xiàn)輸出8路輸入中的任意1路。芯片工作示意圖如圖2所示。通過控制EN管腳實(shí)現(xiàn)多個(gè)芯片并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)更多的采樣通道接入，本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)32塊被測表脈沖采樣。

圖2 AD7501原理示意圖

2.3 遠(yuǎn)程控制與誤差采集

根據(jù)測試要求，選擇被測電能表的檔案，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給標(biāo)準(zhǔn)表，然后標(biāo)準(zhǔn)表根據(jù)測試參數(shù)進(jìn)行測試。在遠(yuǎn)程后臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)表的數(shù)據(jù)傳輸常采用無線公網(wǎng)方式進(jìn)行傳輸，具有適用范圍廣，組網(wǎng)方便的優(yōu)點(diǎn)。

3 結(jié) 語

通過本測試系統(tǒng)，對變電站進(jìn)行了誤差校驗(yàn)，驗(yàn)證本測試系統(tǒng)能夠方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程校驗(yàn)，避免了停電校驗(yàn)和現(xiàn)場配置工作，具有很高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳卓婭，秦楠，趙富海，等.電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電測與儀表，2008，45（6）：27?30.

[2] 唐濤濤.電能表的誤差發(fā)生分析與解決辦法[J].現(xiàn)代測量與實(shí)驗(yàn)室管理，2011，19（3）：13?15.

[3] 王輝，毛瑩.變電站電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].中國科技博覽，2010（1）：153?154.

[4] 高翔.數(shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2008.

[5] 李晶，段斌，周江龍，等.基于GMRP的變電站發(fā)布/訂閱通信模型設(shè)計(jì)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008，32（16）：16?20.

[6] ADI公司.AD7501使用手冊[M].USA：ADI公司，2009.

摘 要： 介紹了基于GMRP協(xié)議的三相數(shù)字式電能表的遠(yuǎn)程在線測試使用環(huán)境、工作原理和誤差測試方法。遠(yuǎn)程在線誤差測試采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、誤差測試技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字電能表遠(yuǎn)程測試，節(jié)省了測試費(fèi)用，提高了測試效率。

關(guān)鍵詞： 數(shù)字電能表； 在線遠(yuǎn)程誤差測試； GMRP； 脈沖采集

中圖分類號： TN915.853?34； TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）03?0155?02

Study on remote online error testing system for digital electricity energy meter

based on GMRP protocol

ZHANG Ying1， LIU Jin?quan2， WEI Xiao?ming1， ZHANG Jian?min1

（1. Measurement Center of Shanxi Electric Power Company， State Grid Cooperation of China， Taiyuan 030001， China；

2. Henan Xuji Metering Co.， Ltd.， Xuchang 461000， China.）

Abstract： The remote online testing operating environment， work principle and error measurement method of three phase digital electricity energy meters based on GMRP protocol is introduced. The network technology combined with error testing technology is used to realize the digital electricity energy meters remote test， which saves the test cost and improves the test efficiency.

Keywords：digital electricity energy meters； online remote error test； GMRP； pulse acquisition

0 引 言

隨著智能變電站的推廣應(yīng)用，越來越多的基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化電能表，本文簡稱電能表，被用于電能計(jì)量。相比傳統(tǒng)的電子式電能表，數(shù)字電能表的檢驗(yàn)更加復(fù)雜，不僅需要正確的網(wǎng)絡(luò)接線，還需要對網(wǎng)絡(luò)和電能表數(shù)據(jù)模型配置，這對檢驗(yàn)人員提出了更高的要求，造成檢驗(yàn)困難。與此同時(shí)，數(shù)字電能表采用網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字輸入，數(shù)字輸出，為遠(yuǎn)程檢驗(yàn)提供了技術(shù)實(shí)現(xiàn)可能。結(jié)合使用需求和數(shù)字電能表的技術(shù)特點(diǎn)，研究與推廣數(shù)字電能表遠(yuǎn)程在線誤差測試系統(tǒng)，簡稱遠(yuǎn)程誤差測試系統(tǒng)[1]，既能夠節(jié)省了大量的人力，物力，又能夠?qū)崿F(xiàn)快速校驗(yàn)，減少智能電網(wǎng)的計(jì)量錯(cuò)誤。

1 遠(yuǎn)程在線誤差測量系統(tǒng)原理

根據(jù)電能表誤差計(jì)算公式，電能表誤差=[（電表計(jì)量電能值-真實(shí)值）真實(shí)值。]因此，如果能夠得到電能表計(jì)量電能和信號源輸出電能的真實(shí)值，則可以計(jì)算出電能表誤差[2]。電能表電能測量通過累加電能表輸出電能脈沖可以得到一段時(shí)間內(nèi)的電能量。電能真實(shí)值采用比被測電能表計(jì)量精度更高等級的標(biāo)準(zhǔn)表或者標(biāo)準(zhǔn)源得到。

遠(yuǎn)程在線檢驗(yàn)系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)交換，在電能表工作期間，實(shí)現(xiàn)數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)電能表接收數(shù)據(jù)與被測電能表接收數(shù)據(jù)包相同，然后采集標(biāo)準(zhǔn)電能表和被測電能表的電能量，判定電能表的誤差，然后經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)。

在變電站計(jì)量系統(tǒng)中，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)控制標(biāo)準(zhǔn)表接收不同合并器的采樣值，進(jìn)行計(jì)量，同時(shí)，誤差計(jì)算模塊采集對應(yīng)部分的電能量脈沖和標(biāo)準(zhǔn)表電能量脈沖，計(jì)算被測電能表的誤差。當(dāng)誤差出現(xiàn)異常時(shí)，將異常情況上報(bào)給遠(yuǎn)方檢測主站。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

2 遠(yuǎn)程誤差測試系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程誤差測試過程中，為了實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)表與不同的被測電能表相比對，需要實(shí)現(xiàn)采樣值能夠根據(jù)需要自動(dòng)接入標(biāo)準(zhǔn)表中，使標(biāo)準(zhǔn)表與被測表接收數(shù)據(jù)相同，然后選擇被測表電能脈沖與標(biāo)準(zhǔn)表脈沖比對，計(jì)算誤差，并將誤差上傳到遠(yuǎn)方測試主站。

圖1 遠(yuǎn)程誤差測試系統(tǒng)站內(nèi)系統(tǒng)示意圖

2.1 遠(yuǎn)程在線采樣通道切換模塊

在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程誤差測試過程中，當(dāng)需要切換被測電能表時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)表需要切換采樣值報(bào)文接收，以保持與被測電能表接收數(shù)據(jù)相同[3]。當(dāng)遠(yuǎn)程需要測試某一塊電能表時(shí)，遠(yuǎn)程后臺(tái)將該塊的電能表通信參數(shù)下發(fā)給標(biāo)準(zhǔn)表，主要參數(shù)有組播源IP地址，數(shù)據(jù)報(bào)文標(biāo)識，采樣值通道對應(yīng)消息等。標(biāo)準(zhǔn)表然后向交換機(jī)發(fā)送申請加入被測電能表采樣值廣播組信息。交換機(jī)一旦收到申請加入信息，就會(huì)將收到該信息的端口加入到該組播組中。同時(shí)，交換機(jī)將申請加入信息發(fā)送到虛擬局域網(wǎng)（VLAN）中所有其他主機(jī)上，其中一臺(tái)主機(jī)為組播源，向外組播采樣值信息，交換機(jī)將采樣值信息通過先前加入到該組播組的端口發(fā)送出去，標(biāo)準(zhǔn)表接收到采樣值報(bào)文[4]。標(biāo)準(zhǔn)表根據(jù)下發(fā)的數(shù)據(jù)報(bào)文標(biāo)識，采樣值通道對應(yīng)消息等配置參數(shù)，計(jì)算測試通路的電能值，然后與被測電能表進(jìn)行電能比較，計(jì)算出被測電能表誤差。

此外交換機(jī)會(huì)周期性發(fā)送GMRP查詢，如果標(biāo)準(zhǔn)表想留在組播組中，它就會(huì)響應(yīng)GMRP查詢，在該情況下，交換機(jī)沒有任何操作；如果標(biāo)準(zhǔn)表需要離開組播組，它既可以發(fā)送一個(gè)leave信息也可以不響應(yīng)周期性GMRP查詢[5]。一旦交換機(jī)在計(jì)時(shí)器設(shè)定期間收到主機(jī)leave信息或沒有收到響應(yīng)信息，它便從組播組中刪除該主機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)電能表不再接收到采樣值。當(dāng)測試結(jié)束時(shí)，電能表發(fā)送離開消息，離開原廣播組，結(jié)束本次測量。

2.2 脈沖采集與誤差計(jì)算模塊

當(dāng)切換被測電能表時(shí)，需要切換到對應(yīng)的電能脈沖輸出通路，進(jìn)行脈沖誤差比對[6]。因模擬開關(guān)具有體積小，價(jià)格便宜、接觸可靠的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又能夠滿足脈沖采集導(dǎo)通電阻，在本系統(tǒng)中采用多路模擬開關(guān)[6]AD7501。AD7501具有8路輸入[S1，S2，…，S8，]1路輸出OUT，3個(gè)地址線A1，A2，A3和使能端EN。芯片可以通過地址選擇實(shí)現(xiàn)輸出8路輸入中的任意1路。芯片工作示意圖如圖2所示。通過控制EN管腳實(shí)現(xiàn)多個(gè)芯片并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)更多的采樣通道接入，本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)32塊被測表脈沖采樣。

圖2 AD7501原理示意圖

2.3 遠(yuǎn)程控制與誤差采集

根據(jù)測試要求，選擇被測電能表的檔案，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給標(biāo)準(zhǔn)表，然后標(biāo)準(zhǔn)表根據(jù)測試參數(shù)進(jìn)行測試。在遠(yuǎn)程后臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)表的數(shù)據(jù)傳輸常采用無線公網(wǎng)方式進(jìn)行傳輸，具有適用范圍廣，組網(wǎng)方便的優(yōu)點(diǎn)。

3 結(jié) 語

通過本測試系統(tǒng)，對變電站進(jìn)行了誤差校驗(yàn)，驗(yàn)證本測試系統(tǒng)能夠方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程校驗(yàn)，避免了停電校驗(yàn)和現(xiàn)場配置工作，具有很高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳卓婭，秦楠，趙富海，等.電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電測與儀表，2008，45（6）：27?30.

[2] 唐濤濤.電能表的誤差發(fā)生分析與解決辦法[J].現(xiàn)代測量與實(shí)驗(yàn)室管理，2011，19（3）：13?15.

[3] 王輝，毛瑩.變電站電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].中國科技博覽，2010（1）：153?154.

[4] 高翔.數(shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2008.

[5] 李晶，段斌，周江龍，等.基于GMRP的變電站發(fā)布/訂閱通信模型設(shè)計(jì)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008，32（16）：16?20.

[6] ADI公司.AD7501使用手冊[M].USA：ADI公司，2009.

摘 要： 介紹了基于GMRP協(xié)議的三相數(shù)字式電能表的遠(yuǎn)程在線測試使用環(huán)境、工作原理和誤差測試方法。遠(yuǎn)程在線誤差測試采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、誤差測試技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字電能表遠(yuǎn)程測試，節(jié)省了測試費(fèi)用，提高了測試效率。

關(guān)鍵詞： 數(shù)字電能表； 在線遠(yuǎn)程誤差測試； GMRP； 脈沖采集

中圖分類號： TN915.853?34； TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）03?0155?02

Study on remote online error testing system for digital electricity energy meter

based on GMRP protocol

ZHANG Ying1， LIU Jin?quan2， WEI Xiao?ming1， ZHANG Jian?min1

（1. Measurement Center of Shanxi Electric Power Company， State Grid Cooperation of China， Taiyuan 030001， China；

2. Henan Xuji Metering Co.， Ltd.， Xuchang 461000， China.）

Abstract： The remote online testing operating environment， work principle and error measurement method of three phase digital electricity energy meters based on GMRP protocol is introduced. The network technology combined with error testing technology is used to realize the digital electricity energy meters remote test， which saves the test cost and improves the test efficiency.

Keywords：digital electricity energy meters； online remote error test； GMRP； pulse acquisition

0 引 言

隨著智能變電站的推廣應(yīng)用，越來越多的基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化電能表，本文簡稱電能表，被用于電能計(jì)量。相比傳統(tǒng)的電子式電能表，數(shù)字電能表的檢驗(yàn)更加復(fù)雜，不僅需要正確的網(wǎng)絡(luò)接線，還需要對網(wǎng)絡(luò)和電能表數(shù)據(jù)模型配置，這對檢驗(yàn)人員提出了更高的要求，造成檢驗(yàn)困難。與此同時(shí)，數(shù)字電能表采用網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字輸入，數(shù)字輸出，為遠(yuǎn)程檢驗(yàn)提供了技術(shù)實(shí)現(xiàn)可能。結(jié)合使用需求和數(shù)字電能表的技術(shù)特點(diǎn)，研究與推廣數(shù)字電能表遠(yuǎn)程在線誤差測試系統(tǒng)，簡稱遠(yuǎn)程誤差測試系統(tǒng)[1]，既能夠節(jié)省了大量的人力，物力，又能夠?qū)崿F(xiàn)快速校驗(yàn)，減少智能電網(wǎng)的計(jì)量錯(cuò)誤。

1 遠(yuǎn)程在線誤差測量系統(tǒng)原理

根據(jù)電能表誤差計(jì)算公式，電能表誤差=[（電表計(jì)量電能值-真實(shí)值）真實(shí)值。]因此，如果能夠得到電能表計(jì)量電能和信號源輸出電能的真實(shí)值，則可以計(jì)算出電能表誤差[2]。電能表電能測量通過累加電能表輸出電能脈沖可以得到一段時(shí)間內(nèi)的電能量。電能真實(shí)值采用比被測電能表計(jì)量精度更高等級的標(biāo)準(zhǔn)表或者標(biāo)準(zhǔn)源得到。

遠(yuǎn)程在線檢驗(yàn)系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)交換，在電能表工作期間，實(shí)現(xiàn)數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)電能表接收數(shù)據(jù)與被測電能表接收數(shù)據(jù)包相同，然后采集標(biāo)準(zhǔn)電能表和被測電能表的電能量，判定電能表的誤差，然后經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)。

在變電站計(jì)量系統(tǒng)中，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)控制標(biāo)準(zhǔn)表接收不同合并器的采樣值，進(jìn)行計(jì)量，同時(shí)，誤差計(jì)算模塊采集對應(yīng)部分的電能量脈沖和標(biāo)準(zhǔn)表電能量脈沖，計(jì)算被測電能表的誤差。當(dāng)誤差出現(xiàn)異常時(shí)，將異常情況上報(bào)給遠(yuǎn)方檢測主站。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

2 遠(yuǎn)程誤差測試系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程誤差測試過程中，為了實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)表與不同的被測電能表相比對，需要實(shí)現(xiàn)采樣值能夠根據(jù)需要自動(dòng)接入標(biāo)準(zhǔn)表中，使標(biāo)準(zhǔn)表與被測表接收數(shù)據(jù)相同，然后選擇被測表電能脈沖與標(biāo)準(zhǔn)表脈沖比對，計(jì)算誤差，并將誤差上傳到遠(yuǎn)方測試主站。

圖1 遠(yuǎn)程誤差測試系統(tǒng)站內(nèi)系統(tǒng)示意圖

2.1 遠(yuǎn)程在線采樣通道切換模塊

在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程誤差測試過程中，當(dāng)需要切換被測電能表時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)表需要切換采樣值報(bào)文接收，以保持與被測電能表接收數(shù)據(jù)相同[3]。當(dāng)遠(yuǎn)程需要測試某一塊電能表時(shí)，遠(yuǎn)程后臺(tái)將該塊的電能表通信參數(shù)下發(fā)給標(biāo)準(zhǔn)表，主要參數(shù)有組播源IP地址，數(shù)據(jù)報(bào)文標(biāo)識，采樣值通道對應(yīng)消息等。標(biāo)準(zhǔn)表然后向交換機(jī)發(fā)送申請加入被測電能表采樣值廣播組信息。交換機(jī)一旦收到申請加入信息，就會(huì)將收到該信息的端口加入到該組播組中。同時(shí)，交換機(jī)將申請加入信息發(fā)送到虛擬局域網(wǎng)（VLAN）中所有其他主機(jī)上，其中一臺(tái)主機(jī)為組播源，向外組播采樣值信息，交換機(jī)將采樣值信息通過先前加入到該組播組的端口發(fā)送出去，標(biāo)準(zhǔn)表接收到采樣值報(bào)文[4]。標(biāo)準(zhǔn)表根據(jù)下發(fā)的數(shù)據(jù)報(bào)文標(biāo)識，采樣值通道對應(yīng)消息等配置參數(shù)，計(jì)算測試通路的電能值，然后與被測電能表進(jìn)行電能比較，計(jì)算出被測電能表誤差。

此外交換機(jī)會(huì)周期性發(fā)送GMRP查詢，如果標(biāo)準(zhǔn)表想留在組播組中，它就會(huì)響應(yīng)GMRP查詢，在該情況下，交換機(jī)沒有任何操作；如果標(biāo)準(zhǔn)表需要離開組播組，它既可以發(fā)送一個(gè)leave信息也可以不響應(yīng)周期性GMRP查詢[5]。一旦交換機(jī)在計(jì)時(shí)器設(shè)定期間收到主機(jī)leave信息或沒有收到響應(yīng)信息，它便從組播組中刪除該主機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)電能表不再接收到采樣值。當(dāng)測試結(jié)束時(shí)，電能表發(fā)送離開消息，離開原廣播組，結(jié)束本次測量。

2.2 脈沖采集與誤差計(jì)算模塊

當(dāng)切換被測電能表時(shí)，需要切換到對應(yīng)的電能脈沖輸出通路，進(jìn)行脈沖誤差比對[6]。因模擬開關(guān)具有體積小，價(jià)格便宜、接觸可靠的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又能夠滿足脈沖采集導(dǎo)通電阻，在本系統(tǒng)中采用多路模擬開關(guān)[6]AD7501。AD7501具有8路輸入[S1，S2，…，S8，]1路輸出OUT，3個(gè)地址線A1，A2，A3和使能端EN。芯片可以通過地址選擇實(shí)現(xiàn)輸出8路輸入中的任意1路。芯片工作示意圖如圖2所示。通過控制EN管腳實(shí)現(xiàn)多個(gè)芯片并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)更多的采樣通道接入，本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)32塊被測表脈沖采樣。

圖2 AD7501原理示意圖

2.3 遠(yuǎn)程控制與誤差采集

根據(jù)測試要求，選擇被測電能表的檔案，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給標(biāo)準(zhǔn)表，然后標(biāo)準(zhǔn)表根據(jù)測試參數(shù)進(jìn)行測試。在遠(yuǎn)程后臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)表的數(shù)據(jù)傳輸常采用無線公網(wǎng)方式進(jìn)行傳輸，具有適用范圍廣，組網(wǎng)方便的優(yōu)點(diǎn)。

3 結(jié) 語

通過本測試系統(tǒng)，對變電站進(jìn)行了誤差校驗(yàn)，驗(yàn)證本測試系統(tǒng)能夠方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程校驗(yàn)，避免了停電校驗(yàn)和現(xiàn)場配置工作，具有很高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳卓婭，秦楠，趙富海，等.電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電測與儀表，2008，45（6）：27?30.

[2] 唐濤濤.電能表的誤差發(fā)生分析與解決辦法[J].現(xiàn)代測量與實(shí)驗(yàn)室管理，2011，19（3）：13?15.

[3] 王輝，毛瑩.變電站電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].中國科技博覽，2010（1）：153?154.

[4] 高翔.數(shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2008.

[5] 李晶，段斌，周江龍，等.基于GMRP的變電站發(fā)布/訂閱通信模型設(shè)計(jì)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008，32（16）：16?20.

[6] ADI公司.AD7501使用手冊[M].USA：ADI公司，2009.