测试温度与交流干扰对直流电能测量误差影响的方法及装置

摘要

本发明公开一种测试温度与交流干扰对直流电能测量误差影响的方法及装置，该方法步骤包括：S01.对被检直流电能表进行初始固有误差试验，得到不同负载点下的初始固有误差值；S02.测试被检直流电能表在不同负载点、不同温度值下的第一直流电能计量误差，并计算得到第一直流电能计量误差偏移量；S03.将含交流干扰的直流电流信号接入被检直流电能表，测试在不同负载点、不同交流干扰下的第二直流电能计量误差，并计算得到第二直流电能计量误差偏移量；S04.根据初始固有误差值以及第一直流电能计量误差偏移量、第二直流电能计量误差偏移量得到最终的综合评估量。本实施例具有实现方法简单、成本低、效率及精度高等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及直流电能计量技术领域，尤其涉及一种测试温度与交流干扰对直流电能测量误差影响的方法及装置。

背景技术

直流电能表被广泛应用于各场景中，如电动汽车充电设施中相当大一部分均为直流供电设备，直流电能表即为直流充电机中电能计量核心。在如GB/T 33708-2017静止式直流电能表、JJG842-2018直流电能表检定规程等标准中也给出了直流电能计量的规程、标准。电能表有多种类型，所具备的测量功能会存在差异，如有的电能表可以输出直流电压和直流电流，但是不能计量直流电能，不能用于直流电能表的检定，仅可用于直流电压或电流的单独溯源，有的可以测量一定范围内直流电压和直流电流，但是没有电能累计功能，不能用于电能比较，还有的电能表不仅可以测量直流电压、直流电流，还能够测量直流功率，但是可能也没有电能累计功能，不能用于直流电能校准，因而常规的电能表并不适用于直接对直流电能表进行校准或检定。

直流电能表所处的分布式直流供电、直流充电现场的温度、电磁环境往往较为复杂，虽然现有技术中电能表计量检定标准体系在一定程度上能够保证电能表的计量准确性，但是无法精准测试出在复杂工况环境下直流电能表的测量误差。针对于直流电能表的计量误差测试，目前通常都是仅考虑特定的单一影响量下的直流电能表基本误差，即仅在某种特定的影响量下对直流电能表误差进行测试，且考虑的均是稳态条件。采用上述直流电能表的计量误差测试方式，仅能够获得直流电能表在单一环境下的误差大小，因而仅能够调整直流电能表使得在单一环境下符合标准条件，而直流电能表所处的运行环境时不断变化的，随着直流电能表运行环境的复杂化，直流电能表的实际运行工况往往是由多个影响量共同作用，即是处于动态变化条件下的，因而上述单纯依据单一影响量的直流电能表误差测试方法就无法满足当前对直流电能表的精度需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种实现方法简单、成本低、评估效率及精度高的测试温度与交流干扰对直流电能测量误差影响的方法及装置，能够适用于现场复杂工况综合考虑温度与交流干扰对直流电能测量误差的影响，实现直流电能测量误差的精准评估。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种测试温度与交流干扰对直流电能测量误差影响的方法，步骤包括：

S01.对被检直流电能表进行初始固有误差试验，得到不同负载点下的直流电能表初始固有误差值；

S02.测试被检直流电能表在不同负载点、不同温度值下的第一直流电能计量误差，并计算得到不同负载点、不同温度下的第一直流电能计量误差偏移量；

S03.将含交流干扰的直流电流信号接入被检直流电能表，测试在不同负载点、不同交流干扰下的第二直流电能计量误差，并计算得到不同负载点、不同交流干扰下的第二直流电能计量误差偏移量；

S04.根据所述直流电能表初始固有误差值以及所述第一直流电能计量误差偏移量、第二直流电能计量误差偏移量得到最终的综合评估量，以评估温度与交流干扰对直流电能测量误差的影响。

进一步的，所述步骤S02中，预先将同轴分流器和被检直流电能表放置在温度可调测试环境内，通过调节环境的不同温度值以及调节不同负载点，测试被检直流电能表在各负载点下不同温度值下的第一直流电能计量误差。

进一步的，所所述步骤S02中，通过获取同一负载点下、不同温度点的直流电能计量误差的最大偏移值，得到所述第一直流电能计量误差偏移量。

进一步的，所所述步骤S03中，按照预先设置的多个直流电流值、交流直流信号幅度依次生成多个含交流干扰的直流电流信号，分别接入被检直流电能表与标准直流电能表，测试在各负载点下不同交流电流信号幅度的所述第二直流电能计量误差。

进一步的，所所述步骤S03中，通过获取同一负载点下、不同交流电流信号幅度的直流电能计量误差的最大偏移值，得到所述第二直流电能计量误差偏移量。

进一步的，所述步骤S04中，分别从所述直流电能表初始固有误差值以及所述第一直流电能计量误差偏移量、第二直流电能计量误差偏移量中选取出绝对值最大值，根据各所述绝对值最大值计算所述综合评估量。

进一步的，根据各所述绝对值最大值具体按照下式计算得到所述综合评估量：

其中，e

一种测试温度与交流干扰对直流电能测量误差影响的装置，包括：

初始误差值测试模块，用于对被检直流电能表进行初始固有误差试验，得到不同负载点下的直流电能表初始固有误差值；

温度影响测试模块，用于测试被检直流电能表在不同负载点、不同温度值下的第一直流电能计量误差，并计算得到不同负载点、不同温度下的第一直流电能计量误差偏移量；

交流干扰影响测试模块，用于将含交流干扰的直流电流信号接入被检直流电能表，测试在不同负载点、不同交流干扰下的第二直流电能计量误差，并计算得到不同负载点、不同交流干扰下的第二直流电能计量误差偏移量；

综合误差计算模块，用于根据所述直流电能表初始固有误差值以及所述第一直流电能计量误差偏移量、第二直流电能计量误差偏移量得到最终的综合评估量，以评估温度与交流干扰对直流电能测量误差的影响。

进一步的，所述温度影响测试模块包括温度可调控制试验箱、同轴分流器以及第一负载点调节单元，同轴分流器与被检电能表布置于所述温度可调控制试验箱内，通过调节所述温度可调控制试验箱内的温度以及通过第一负载点调节单元调节负载点，测试被检直流电能表在不同负载点、不同温度值下的所述第一直流电能计量误差。

进一步的，所述交流干扰影响测试模块包括交流干扰信号产生单元、第二负载点调节单元以及标准直流电能表，所述交流直流信号单元按照预先设置的多个直流电流值、交流直流信号幅度依次生成多个含交流干扰的直流电流信号，分别接入被检直流电能表与所述标准直流电能表，通过所述第二负载点调节单元调节负载点，测试在各负载点下不同交流电流信号幅度的所述第二直流电能计量误差。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明通过先测试不同负载点下的直流电能表初始固有误差值，然后分别测试在不同负载点、不同温度下，以及不同负载点、不同交流信号幅度下的直流电能误差数，进而计算出对应的直流电能计量误差偏移量，再综合根据直流电能表初始固有误差值以及所述第一直流电能计量误差偏移量、第二直流电能计量误差偏移量得到综合误差计算结果，能够综合考虑温度与交流干扰对直流电能测量误差的影响，提高对直流电能测量误差影响评估的精度，解决传统直流电能表测试中仅考虑单一影响量而影响直流电能表计量误差的问题，从而可以提高对直流电能表计量误差分析与性能评估的精度。

2、本发明进一步使用一个高低温控制试验箱提供温度可调测试环境，将同轴分流器与被检电能表放置在高低温控制试验箱中，通过改变高低温控制试验箱中的温度值，同时改变负载点电流值，可以方便、高效的实现不同负载点与温度的组合测试。

3、本发明进一步通过分别从直流电能表初始固有误差值以及第一直流电能计量误差偏移量、第二直流电能计量误差偏移量中选取出绝对值最大值，根据各绝对值最大值计算综合评估量，能够充分表征温度、交流干扰对直流电能测量误差的影响程度，将温度、交流干扰的影响融合至直流电能计量误差的影响评估中，进一步提高测试的精度。

附图说明

图1是本实施例测试温度与交流干扰对直流电能测量误差影响的方法的实现流程示意图。

图2本实施例测试温度与交流干扰对直流电能测量误差影响的装置的结构示意图。

图3是本发明具体应用实施例中测试温度与交流干扰对直流电能测量误差影响的装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例测试温度与交流干扰对直流电能测量误差影响的方法的步骤包括：

S01.对被检直流电能表进行初始固有误差试验，得到不同负载点下的直流电能表初始固有误差值；

S02.测试被检直流电能表在不同负载点、不同温度值下的第一直流电能计量误差，并计算得到不同负载点、不同温度下的第一直流电能计量误差偏移量；

S03.将含交流干扰的直流电流信号接入被检直流电能表，测试在不同负载点、不同交流干扰下的第二直流电能计量误差，并计算得到不同负载点、不同交流干扰下的第二直流电能计量误差偏移量；

S04.根据直流电能表初始固有误差值以及第一直流电能计量误差偏移量、第二直流电能计量误差偏移量得到最终的综合评估量，以评估温度与交流干扰对直流电能测量误差的影响。

本实施例通过先测试不同负载点下的直流电能表初始固有误差值，然后分别测试在不同负载点、不同温度下，以及不同负载点、不同交流信号幅度下的直流电能误差数，进而计算出对应的直流电能计量误差偏移量，再综合根据直流电能表初始固有误差值以及第一直流电能计量误差偏移量、第二直流电能计量误差偏移量得到综合误差计算结果，能够综合考虑温度与交流干扰对直流电能测量误差的影响，提高对直流电能测量误差影响评估的精度，解决传统直流电能表测试中仅考虑单一影响量而影响直流电能表计量误差的问题，从而可以提高对直流电能表计量误差分析与性能评估的精度。

本实施例步骤S01中，初始固有误差试验具体可按照JJG842《电子式直流电能表检定规程》对被检直流电能表进行不同电流值下的电能计量相对误差试验，负载点的测试可采取先从大电流到小电流再从小电流到大电流，直流电能表初始固有误差值具体可取所有结果的平均值，最终记录得到的不同负载点下的被检直流电能表的初始固有误差值。

可以理解的是，初始固有误差试验方式当然也可以根据实际需求采用其他的试验方式，负载点的选取方式，以及初始固有误差值的选取方式也均可以根据实际需求采用其他的方式。

本实施例步骤S02中，预先将同轴分流器和被检直流电能表放置在温度可调测试环境内，通过调节环境的不同温度值以及调节不同负载点，测试被检直流电能表在各负载点下不同温度值下的第一直流电能计量误差。本实施例具体使用一个高低温控制试验箱来提供温度可调测试环境，将同轴分流器与被检电能表放置在高低温控制试验箱中，通过改变高低温控制试验箱中的温度值，同时改变负载点电流值，实现不同负载点与温度的组合测试。

上述具体可通过程控电源来调节不同负载点，程控电源输出电压范围为0.1U

本实施例步骤S02中，通过获取同一负载点下、不同温度点的直流电能计量误差的最大偏移值，得到第一直流电能计量误差偏移量，即取同一负载点下、不同温度点的直流电能计量误差的最大偏移值作为当前温度影响测试所得到的直流电能计量误差偏移量。通过上述步骤，可以获取到同一负载点下、不同温度下的电能误差数据，测试得到温度对直流电能计量误差的影响。

在具体应用实施例中，上述试被检直流电能表在各负载点下不同温度值下的第一直流电能计量误差δe

步骤2-1：打开高低温控制试验箱，控制同轴分流器与被检电能表所处的环境温度在-50℃～+80℃范围内变化，具体取值设为-50℃，-40℃，-30℃，-20℃，-10℃，0℃，10℃，20℃，30℃，40℃，50℃，60℃，70℃，80℃，共十四个温度点；

步骤2-2：程通过控电源控制被检直流电能表的电流，为不失一般性，电流取值分别为0.02I

步骤2-3：在步骤2-2的负载点下进行不同温度值下的被检直流电能表计量误差试验，将同一负载点下、不同温度点的直流电能计量误差的最大偏移值作为δe

本实施例步骤S03中，按照预先设置的多个直流电流值、交流直流信号幅度依次生成多个含交流干扰的直流电流信号，分别接入被检直流电能表与标准直流电能表，测试在各负载点下不同交流电流信号幅度的第二直流电能计量误差。直流电流值具体可依次设置为0.02I

上述选取标准电能表时，具体可选取准确度等级比被检电能表的准确度等级高一个或以上等级的电能表，以进行直流量值溯源。

本实施例步骤S03中，通过获取同一负载点下、不同交流电流信号幅度的直流电能计量误差的最大偏移值，得到第二直流电能计量误差偏移量，即取同一负载点下、不同交流电流信号幅度的直流电能计量误差的最大偏移值作为当前交流干扰影响测试所得到的直流电能计量误差偏移量。通过上述步骤，通过获取同一负载点下、不同交流干扰直流信号下的电能误差数据，可以测试得到交流干扰对直流电能计量误差的影响。

在具体应用实施例中，测试并记录交流干扰影响下不同负载点的直流电能计量误差偏移值δe

步骤3-1：通过程控电源设置直流电流值依次设置为0.02I

步骤3-2：将按照步骤3-1所设置生成的含交流干扰的直流电流信号，分别接入被检直流电能表与标准直流电能表，将同一负载点下、不同交流50Hz电流信号幅度的直流电能计量误差的最大偏移值作为δe

本实施例步骤S04中，分别从直流电能表初始固有误差值以及第一直流电能计量误差偏移量、第二直流电能计量误差偏移量中选取出绝对值最大值，根据各绝对值最大值计算综合评估量。绝对值最大值能够更为充分的表征影响程度，本实施例通过综合选取出第一直流电能计量误差偏移量、第二直流电能计量误差偏移量的绝对值最大值后再综合计算出综合评估量，能够将温度、交流干扰的影响充分融合至直流电能计量误差的影响评估中，能够进一步提高测试的精度。

本实施例具体根据绝对值最大值具体按照下式(1)计算得到综合评估量：

其中，e

可以理解的是，综合评估量当然也可以根据实际需求采用其他的计算公式来综合第一直流电能计量误差偏移量、第二直流电能计量误差偏移量的绝对值最大值进行计算，如依据权重值加权或取统计值等，取最大值也可以采用其他的取值方式，如取平均值等，具体可以依据实际需求配置。

本实施例具体将程控直流电源输出电流信号与交流50Hz电流信号进行叠加合成，其中交流50Hz电流信号的幅度为被检直流电能表的电流I

本实施例实现测试温度与交流干扰对直流电能测量误差影响时，首先对被检直流电能表进行初始固有误差试验，得出不同负载点下的直流电能表初始固有误差值，初始固有误差试验按照JJG 842《电子式直流电能表检定规程》要求对被检直流电能表进行不同电流值下的电能计量相对误差试验，负载点的测试采取先从大电流到小电流再从小电流到大电流，试验误差值取所有结果的平均值，记录不同负载点下的被检直流电能表的初始固有误差值，将其中的最大值记为e

以下以在具体应用实施例中实现同轴分流器温度与交流干扰对1级间接接入式直流电能表测量误差影响测试为例，对本发明上述方法进行进一步说明。

本实施例实现同轴分流器温度与交流干扰对直流电能表误差影响测试的详细步骤包括：

步骤1：测试被检直流电能表的初始固有误差

步骤1.1)将程控直流电源的输出电压设置为被检直流电能表的参比电压Un，同时并连接入与标准直流电能表；

2)按照直流电能表初始固有误差试验要求，对于1级间接接入式直流电能表进行初始固有误差试验，电流值负载点的直流电流值为：0.02I

表1：初始固有误差数据

步骤2：将同轴分流器与被检电能表放入高低温控制试验箱中，改变高低温控制试验箱中的温度值，分别设定为-50℃，-40℃，-30℃，-20℃，-10℃，0℃，10℃，20℃，30℃，40℃，50℃，60℃，70℃，80℃，共十四个温度点，电流值设定为0.02I

表2：不同温度下电能表计量误差数据

步骤3：将程控电源设置直流电流值依次设置为0.02I

步骤4：从步骤1～3记录的实验数据中选取最大的电能表计量误差值分别为：e

如图2所示，本实施例测试温度与交流干扰对直流电能测量误差影响的装置，包括：

初始误差值测试模块，用于对被检直流电能表进行初始固有误差试验，得到不同负载点下的直流电能表初始固有误差值；

温度影响测试模块，用于测试被检直流电能表在不同负载点、不同温度值下的第一直流电能计量误差，并计算得到不同负载点、不同温度下的第一直流电能计量误差偏移量；

交流干扰影响测试模块，用于将含交流干扰的直流电流信号接入被检直流电能表以及标准直流电能表，测试在不同负载点、不同交流干扰下的第二直流电能计量误差，并计算得到不同负载点、不同交流干扰下的第二直流电能计量误差偏移量；

综合误差计算模块，用于根据直流电能表初始固有误差值以及第一直流电能计量误差偏移量、第二直流电能计量误差偏移量得到最终的综合评估量，以评估温度与交流干扰对直流电能测量误差的影响。

本实施例采用上述装置，不仅结构简单稳定、试验操作便捷，且通过综合考虑温度与交流干扰对直流电能测量误差的影响，还能够提高对直流电能测量误差影响评估的精度，使得实验准确度高。

本实施例中，温度影响测试模块具体包括温度可调控制试验箱、同轴分流器以及第一负载点调节单元，同轴分流器与被检电能表布置于温度可调控制试验箱内，通过调节温度可调控制试验箱内的温度以及通过第一负载点调节单元调节负载点，测试被检直流电能表在不同负载点、不同温度值下的第一直流电能计量误差。

本实施例中交流干扰影响测试模块包括交流干扰信号产生单元、第二负载点调节单元以及标准直流电能表，交流直流信号单元按照预先设置的多个直流电流值、交流直流信号幅度依次生成多个含交流干扰的直流电流信号，分别接入被检直流电能表与标准直流电能表，通过第二负载点调节单元调节负载点，测试在各负载点下不同交流电流信号幅度的第二直流电能计量误差。

本实施例测试温度与交流干扰对直流电能测量误差影响的装置各模块与上述测试温度与交流干扰对直流电能测量误差影响的方法的各步骤对应，在此不再一一赘述。

上述第一负载点调节单元、第二负载点调节单元具体采用一个单元实现，当然也可以采用独立的两个单元分别实现，具体可根据实际需求配置。

如图3所示，本实施例中由程控直流电源控制调节负载点，通过程序控制调节直流电源输出的电流控制调节不同的负载点，程控直流电源的电压线具体并联接入标准直流电能表与被检直流电能表的电压输入端；程控电源的电流线串联接入标准直流电能表与被检直流电能表的电流输入端；交流50Hz电流发生器的输出端与标准直流电能表、被测直流电能表的输入端相连；计算机控制被检直流电能表以及标准直流电能表的电能脉冲进行误差比对，记录直流电能记录误差数据，进行综合误差计算、误差显示以及被检直流电能表的计量性能分析。在高低温控制试验箱上还安装有挂表架，被检直流电能表固定安装在挂表架上。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。