一种站端电能计量装置计量性能在线判别方法与装置与流程

1.本发明属于智能电能计量技术领域，具体涉及一种站端电能计量装置计量性能在线判别方法与装置。

背景技术：

2.变电站/发电厂内运行的电能计量装置包括关口互感器、关口电能表和二次回路三部分，是实现电能量贸易计算的重要设备，其运行的准确可靠直接影响电能贸易双方的公平公正性，同时也是同期线损的直接结算设备，十分重要。然而，传统的关口互感器误差检测需要在停电状态下投入标准器进行比对，影响电网正常运行。近年来，已有对运行中电压互感器计量性能开展在线评估的技术，该技术需安装高频高精度采样装置，装置体积较大，且仅能满足对电压互感器开展计量性能评估，无法对电流互感器运行状态开展评估。关口电能表运行中的计量性能评估则是通过联合接线盒切换接线方式链接标准电能表进行比对获得运行中的计量性能，属于带电操作范畴，仅能在试验过程中获得关口表计量状态，切除标准表后则无法实时获得关口表状态；二次回路则是通过固定周期的现场检测，通过带电接入试验设备获得二次回路计量性能，与关口表类似无法获得其在线运行计量状态，属于带电检测范畴。因此，当没有开展带电试验时出现计量异常，则难以准确捕捉异常时间点和异常程度，为后续的电量纠偏带来极大困难。综上所述，现阶段变电站/发电厂内运行的电能计量装置整体计量性能无法准确在线评估，电能计量装置各组成部分的计量性能也无法准确在线评估。

技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是：提供一种站端电能计量装置计量性能在线判别方法与装置，用于准确在线评估电能计量装置的整体和各组成部分的计量性能。
4.本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种站端电能计量装置计量性能在线判别方法，包括以下步骤：s0：搭建一种站端电能计量装置计量性能在线判别装置，包括控制单元，和分别连接在控制单元上的关口互感器、关口电能表、蓝牙模块、同步时钟接收端、电压互感器采样装置；关口互感器包括电压互感器和电流互感器；电压互感器核心模型和电流互感器核心模型分别为各自的数据驱动与模型驱动结合构成；s1：同步采集运行中的关口电压互感器、电流互感器计量绕组的实际输出工频信号；s2：通过关口互感器的误差核心算法，根据采集信号计算电能计量装置的整体运行误差，与采集的关口表、二次回路信号进行分析，得到关口表、关口互感器、二次回路组成的电能计量装置的整体误差，同步获得单个部件的计量状态；s3：通过计算电压、电流信号与功角之间关系得到电能量数据，将该数据与对应线路上采集的关口电能表数据进行比对，得到运行中关口电能表计量状态；
s4：根据蓝牙接收到的关口电压互感器接线端子处电压信号与控制室内屏柜处关口电压互感器的信号，计算运行中二次压降误差，得到运行中二次回路误差与计量状态；s5：根据表和二次回路状态反推电能计量装置中异常数据是否来自于关口互感器本身，通过闭环反馈的计算方式提升电能计量装置各部分的分析结果的准确性。
5.按上述方案，所述的步骤s1中，采集的信号包括关口表信号、控制柜内电压互感器二次电压信号、就地柜内电压互感器二次电压信号、控制柜内电流互感器二次电压信号和同步时钟信号；采集的信号类型包括幅值、相角和频率；采样准确性为0.05级，频次为12.8khz。
6.按上述方案，所述的步骤s2中，电压互感器误差核心算法为：s21：设un为一次电压，相序n=a或b或c，d为短时三相电压不平衡量，ε为电压互感器的误差，un为电压互感器的二次电压；根据短时间内三相不平衡电压呈线性关系，建立三相电压互感器输出信号的时间序列状态空间方程：ua+ub+uc+d=0，ua=（1+εa）ua，ub=（1+εb）ub，uc=（1+εc）uc；s22：设ε
ntx
为电压互感器某相某时刻的误差，结合电压互感器短时间内误差不变的特征量，得到所建立的时间序列下状态空间方程求解等式：ε
at1
=ε
at2
=ε
at3
=
…
=ε
atn
，ε
bt1
=ε
bt2
=ε
bt3
=
…
=ε
btn
，ε
ct1
=ε
ct2
=ε
ct3
=
…
=ε
ctn
；s23：将现有变电站或发电厂内接线方式划分为多类拓扑结构，包括：设u
nt
为电压互感器某相某时刻的电压，第一类拓扑结构为所有监测电压互感器均在同一个电压等级下：u
a1
=u
a2
=u
a3
=u
a4
，u
b1
=u
b2
=u
b3
=u
b4
，u
c1
=u
c2
=u
c3
=u
c4
；设k
t
为某时刻变压器的变比，第二类拓扑结构为双母并列运行方式拓扑：u
a1
=u
a2
，u
b1
=u
b2
，u
c1
=u
c2
，u
a3
=u
a4
，u
b3
=u
b4
，u
c3
=u
c4
，u
a1
=k
tua3
，u
b1
=k
tub3
，u
c1
=k
tuc3
，u
a2
=k
tua4
，u
b2
=k
tub4
、u
c2
=k
tuc4
；第三类拓扑结构为高压并列低压分列运行方式拓扑：u
a1
=u
a2
，u
b1
=u
b2
，u
c1
=u
c2
，u
a1
=k
tua3
，u
b1
=k
tub3
，u
c1
=k
tuc3
，u
a2
=k
tua4
，u
b2
=k
tub4
、u
c2
=k
tuc4
；第四类拓扑结构为高压分列低压并列运行方式拓扑：u
a3
=u
a4
，u
b3
=u
b4
，u
c3
=u
c4
，u
a1
=k
tua3
，u
b1
=k
tub3
，u
c1
=k
tuc3
，ua2
=k
tua4
，u
b2
=k
tub4
、u
c2
=k
tuc4
；第五类拓扑结构为高低压均为分列运行方式拓扑：u
a1
=k
tua3
，u
b1
=k
tub3
，u
c1
=k
tuc3
，u
a2
=k
tua4
，u
b2
=k
tub4
、u
c2
=k
tuc4
；s24：通过电压互感器的数据驱动矩阵等式与模型驱动拓扑结构相结合，构建关口电压互感器误差核心计算模型。
7.进一步的，所述的步骤s2中，电流互感器误差核心算法为：s25：设in为一次电流，iε为电流互感器的误差，in为电流互感器的二次电流，根据kcl结点电流三相不平衡度短时间内为线性关系，建立三相电流互感器输出信号的时间序列状态空间方程：ia+ib+ic+d=0，ia=（1+iεa）ia，ib=（1+iεb）ib，ic=（1+iεc）ic；s26：iε
ntx
为电流互感器某相某时刻的误差，结合电流互感器短时间内误差不变的特征量，得到所建立的时间序列下状态空间方程求解等式：iε
at1
=iε
at2
=iε
at3
=
…
=iε
atn
，iε
bt1
=iε
bt2
=iε
bt3
=
…
=iε
btn
，iε
ct1
=iε
ct2
=iε
ct3
=
…
=iε
ctn
；s27：设i
ntx
为电流互感器某节点某时刻的电压，断路器两端电流互感器一次电流相等，在模型驱动中电流互感器按照kcl节点电流的矢量和为零的条件建立模型拓扑结构，用于提升评估模型的准确性：i
1t1
+i
2t1
+
…
+i
14t1
=0，i
6t1
=i
7t1
，i
11t1
=i
12t1
，i
1t1
+i
2t1
+
…
+i
5t1
=i
6t1
+i
11t1
，i
8t1
+i
9t1
+
…
+i
10t1
=i
7t1
，i
13t1
+i
14t1
=i
12t1
；比较断路器两端电流互感器的计算误差相对变化量趋近于零，短时间内ct误差不变，则：i
1t1
=i
1t1
(1+iε
t1
)=i
1t2
(1+iε
t2
)=
…
= i
1tn
(1+iε
tn
)；s28：将电流互感器的数据驱动矩阵等式与断路器两端电流互感器误差变化相对关系结合，构建关口电流互感器误差核心计算模型。
8.按上述方案，所述的步骤s5中，具体步骤为：用步骤s2计算得到的包含关口互感器和二次回路的电能计量装置的整体误差扣除步骤s4计算得到的二次回路误差，得到关口互感器的误差与计量状态。
9.按上述方案，还包括以下步骤：s6：本地存储和远程传输计算结果，同步上传每个分析采集的帧值，为后台系统开展数据的高级应用提供技术支撑。
10.一种站端电能计量装置计量性能在线判别装置，包括控制单元，和分别连接在控制单元上的关口互感器、关口电能表和蓝牙模块；关口互感器包括电压互感器和电流互感器；电压互感器核心模型和电流互感器核心模型分别为各自的数据驱动与模型驱动结合构成。
11.进一步的，控制单元包括关口互感器的模拟信号采样模块、同步时钟接收模块、数字信号采样模块、通信单元、计算单元和存储显示单元；控制单元通过通信单元的串口接口与厂站终端连接，用于实现每15分钟上传一次计算结果的功能。
12.进一步的，电压互感器的数量不少于4组，且包括至少12个模拟信号采样通道，用于采样电压模拟信号；电流互感器的数量不少于8组，且包括至少24个模拟信号采样通道，用于采样电流模拟信号；关口电能表的数量不少于4组，用于采样串口信号；蓝牙模块用于进行蓝牙通信；同步时钟接收模块包括电口、光口和网口，用于接收外部同步时钟信号。
13.一种计算机存储介质，其内存储有可被计算机处理器执行的计算机程序，该计算机程序执行一种站端电能计量装置计量性能在线判别方法。
14.本发明的有益效果为：1.本发明的一种站端电能计量装置计量性能在线判别方法与装置，针对目前变电站/发电厂内运行电能计量装置整体计量性能无法评估，以及运行中关口互感器状态、关口电能表和二次压降计量状态无法实时在线评估的难题，通过增加对多种信号的采样、远程采集信号、结合数据驱动和模型驱动两种方式建立模型，既对运行中电能计量装置的整体计量性能进行判别，又能定位电能计量装置中关口互感器、关口电能表和二次回路各自的运行状态，实现了在运行状态下准确在线评估电能计量装置的整体和各组成部分的计量性能的功能。
15.2.本发明改变了现有电压互感器在线监测装置仅采集控制柜内电压互感器的二次电压信号，导致计算结果不能准确反映电压互感器本身计量状态和二次回路计量状态的困难，通过增加对关口表、就地柜内电压互感器二次电压信号、控制柜内电流互感器二次电压信号的采样，将计量状态评估拓展到整个电能计量装置的同时，通过分步骤计算得到电能计量装置组成各部分的独立计量状态，大幅提升了计算范围和分析准确性。
16.3.本发明通过模拟信号采集、数字信号采集以及对就地柜内电压互感器的蓝牙远程采集，实现了对整套电能计量装置各组件独立信号的分析，在本地完成计算分析的同时，可通过有线或无线的方式，实现计算结果和采集数据的远传，为后续开发多变电站内数据分析提供技术支撑。
17.4.本发明结合数据驱动和模型驱动两种方式，建立电压互感器、电流互感器核心算法模型，根据拓扑结构给与不同的模型驱动方式，提升关口互感器运行误差计算准确性，为开展关口表、二次回路计量状态准确分析提供精准数据。
18.5.本发明安装在变电站/发电厂的控制室屏柜内，可在带电状态下安装，无需改变电网一次运行方式，无需投切标准设备，无需停电配合。
附图说明
19.图1是本发明实施例的整体设计架构图。
20.图2是本发明实施例的计算流程图。
21.图3是本发明实施例的第一类拓扑结构图。
22.图4是本发明实施例的第二类拓扑结构图。
23.图5是本发明实施例的第三类拓扑结构图。
24.图6是本发明实施例的第四类拓扑结构图。
25.图7是本发明实施例的第五类拓扑结构图。
26.图8是本发明实施例的三相电流互感器图。
27.图9是本发明实施例的电压互感器核心算法模型图。
28.图10是本发明实施例的电流互感器核心算法模型图。
29.图中：un：一次电压；a、b、c：相序；d：短时三相电压不平衡量；ε
ntx
：电压互感器某相某时刻的误差；un：电压互感器二次电压；k
t
：某时刻变压器的变比；in：一次电流；iε
ntx
：电流互感器某相某时刻的误差；in：电流互感器二次电流。
具体实施方式
30.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
31.本发明提出一种站端电能计量装置计量性能在线判别方法与装置，用于实现在安全的前提下，不改变一次接线方式、不投切标准器、无需停电状态，完成对运行的电能计量装置整体计量性能的判别，同时实现对组成电能计量装置的关口互感器、关口电能表、二次回路实现计量性能的准确判别，大幅提升运行电能计量装置的准确可靠，为保障电能贸易双方的公平公正提供数据和技术支撑。
32.（1）本发明设计的一种站端电能计量装置计量性能在线判别方法与装置，包括：4组关口电压互感器12通道模拟信号采样功能；8组关口电流互感器24通道模拟信号采样功能；4组关口电能表rs485采样功能；蓝牙信号采样功能；外部同步时钟接收端子1套（含电口、光口和网口各1个）功能；电压互感器本地接线柜采样装置4套。关口互感器包括电压互感器和电流互感器两类；整体设计架构如图1所示。
33.用于采集多维度电能计量装置信号，包括：关口表信号、控制柜内电压互感器二次电压信号、就地柜内电压互感器二次电压信号、控制柜内电流互感器二次电压信号、同步时钟信号共计5种信号的采样。
34.（2）本专利同步采集多维度信号，包括幅值、相角和频率，根据采集信号首先计算电能计量装置整体运行误差，再分析关口表、二次回路计量状态，最后根据表和二次回路状态，再反推电能计量装置中异常数据是否来自于关口互感器本身，通过闭环反馈的计算方式提升电能计量装置各部分分析结果的准确性，本专利计算流程如图2所示。
35.本专利首先采集运行中关口电压互感器、电流互感器计量绕组实际输出工频信号，包括幅值、相角和频率，采样准确性为0.05级，频次为12.8khz；然后，通过互感器误差核心算法计算得到包含关口互感器和二次回路的整体计量状态；再次，通过计算电压、电流信号与功角之间关系得到电能量数据，以该数据与对应线路上采集的关口电能表数据进行比对，得到运行中关口电能表计量状态；接下来，根据蓝牙接收到的关口电压互感器接线端子处电压信号与控制室内屏柜处关口电压互感器的信号，计算得到运行中二次压降误差，得到运行中二次回路误差与计量状态；最后，用第一次计算得到的包含关口互感器和二次回路的整体误差扣除计算得到的二次回路误差，得到关口互感器的误差与计量状态。
36.（3）本专利的电压互感器核心模型和电流互感器核心模型均为数据驱动加模型驱动结合的方式实现。数据驱动中，根据互感器的运行特征，建立短时间内三相不平衡电压、电流的线性关系，建立短时内互感器误差不变矩阵。模型驱动中电压互感器根据一次系统接线方式建立5种典型拓扑结构，电流互感器按照kcl节点电流的矢量和为零建立模型拓扑结构，通过详细的分类建模实现评估模型准确性的提升。
37.电压互感器误差核心算法依托以下3方面计算：1）短时间内三相电压呈线性关系，建立三相电压互感器输出信号的时间序列状态空间方程；2）结合电压互感器短时间内误差不变的特征量，得到所建立的时间序列下状态空间方程求解相等；3）将现有变电站/发电厂内接线方式划分为五类拓扑结构，第一类为所有监测电压互感器均在同一个电压等级下，第二类为双母并列运行方式拓扑，第三类为高压并列低压分列运行方式拓扑，第四类为高压分列低压并列运行方式拓扑，第五类为高低压均为分列运行方式拓扑，这五类拓扑结构如图3至图7所示，电压互感器核心算法模型如图9所示。通过前序两种特征建立的数据驱动矩阵等式与模型拓扑结构相结合，完成关口电压互感器误差核心计算模型。
38.电流互感器误差核心算法依托以下3方面计算：1）根据kcl结点电流三相不平衡度短时间内为线性建立三相电流互感器输出信号的时间序列状态空间方程；2）结合电流互感器短时间内误差不变的特征量，得到所建立的时间序列下状态空间方程求解相等；3）断路器两端电流互感器一次电流相等，比较断路器两端电流互感器计算误差相对变化量趋近于零，电流互感器核心算法模型如图10所示。通过前序两种特征建立的矩阵等式与断路器两端电流互感器误差变化相对关系结合，完成关口电流互感器误差核心计算模型。
39.（4）基于电压互感器核心模型和电流互感器核心模型计算结果，与采集的关口表、二次回路信号进行更深入的分析，得到关口表、关口互感器、二次回路三部分组成的电能计量装置整体计量状态，同步获得单个部件计量状态，实现电能计量装置“总-分”式的计量状态精准分析。
40.本发明具备计算结果本地存储和远程传输的功能，通过rs485接口与厂站终端连接，实现每15分钟上传一次计算结果的功能，同步上传每分析采集的针值，为后台系统开展数据的高级应用提供技术支撑，采用厂站终端完成数据传输的方式安全可靠，是目前变电站/发电厂内营销数据的惯用传输方式，保障了传输数据的质量。
41.本发明的实施例如下：某220kv变电站为双母并联运行方式，母线计量共计4组电能计量装置，220kv有2条进线，110kv有6条出线。监测本变电站双母线共计4组电压互感器，8条电流互感器，4组电能表，4组电压互感器本地接线柜内电压信号，外部接入同步时钟。以上配置完成关口表、控制柜内电压互感器二次电压信号、就地柜内电压互感器二次电压信号、控制柜内电流互感器二次电压信号、同步时钟共计5种信号的采样。采样频次为12.8khz，传感器采样精度为0.05级。
42.参见图2，电能计量装置各组成部分计算步骤如下：1）整体电能计量装置状态分析以采集控制柜内电压互感器二次电压信号、控制柜内电流互感器二次电压信号两项数据为分析对象，根据图4、图5关口互感器核心算法模型计算每台互感器运行误差数据，该值内容包含电压互感器、电流互感器和二次回路计量状态。假设计算得到的4组电压互感
器运行误差数据为第一组（a、b、c三相）：0.12%、4.4
´
；0.14%、6.8
´
；0.10%、1.2
´
；第二组：-0.04%、2.5
´
；0.12%、5.2
´
；0.11%、0.4
´
；第三组：0.25%、1.4
´
；-0.10%、7.4
´
；0.16%、4.7
´
；第四组： 0.13%、6.1
´
；0.17%、15.4
´
；0.08%、2.4
´
。按照行业标准可知，当互感器比值差超过
±
0.2%，或者相位差超过
±
10
´
时，则计量状态异常。根据阈值可知，第三组a相的比值差，和第四组b相的相位差超过阈值，而该异常是来自于电压互感器本身，还是来自于二次回路，需要结合就地柜内电压互感器二次电压信号做进一步计算才能确定。该步骤中，对于电流互感器运行误差的计算则全部为电流互感器本身的计量状态，无后续进一步分析。
43.2）关口表计量状态分析关口表采集数据包括电压信号、电流信号，然后经过内部计量芯片计算得到带时标的电能量。本发明内部比对关口表采集的电压互感器信号u表与控制柜内电压互感器二次电压信号u柜差异，比对关口表采集的电流互感器信号i表与控制柜内电流互感器二次电流信号i柜差异。当∣(u表-u柜)/u柜∣≤0.05%时，且∣(i表-i柜)/i柜∣≤0.05%，则关口表计量状态正常。
44.3）二次回路计量状态分析分析控制柜内电压互感器二次电压信号向量u柜和δ柜，以及就地柜内电压互感器二次电压信号向量u地和δ地之间差异，根据现有标准，当∣(u地-u柜)/u柜∣》0.2%时，或∣(δ地-δ柜)/δ柜∣》10
´
时，则二次回路计量状态异常。根据步骤1）时出现的第三组a相的比值差，和第四组b相的相位差超过阈值，针对这两组信号开展二次回路状态分析。假设第三组a相二次回路状态正常，二次回路误差为0.1%，1.0
´
，则从电能计量装置整体误差0.25%、1.4
´
中扣除该条二次回路误差，得到电压互感器本身误差为：0.25%-0.1%=0.15%和1.4
´‑
1.0
´
=0.4
´
，则此时比值差和相位差均为标准规定的阈值以内，那么该条回路上的关口电压互感器计量状态整体，造成第一次计算偏差的原因是二次回路误差引起。再分析第四组b相状态，假设该条二次回路误差为0.05%，1.5
´
，则从电能计量装置整体误差0.17%、15.4
´
中扣除该条二次回路误差，得到电压互感器本身误差为：0.17%-0.05%=0.08%和15.4
´‑
1.5
´
=13.9
´
，可知此时相位差超过阈值，则可知该组数据异常来自于电压互感器本身计量状态异常，二次回路计量状态正常。
45.4）关口互感器计量状态分析根据前序步骤1）、2）、3）后电压互感器本身和电流互感器本身误差已经完成计算，即实现互感器计量状态分析。
46.以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种站端电能计量装置计量性能在线判别方法，其特征在于：包括以下步骤：s0：搭建一种站端电能计量装置计量性能在线判别装置，包括控制单元，和分别连接在控制单元上的关口互感器、关口电能表、蓝牙模块、同步时钟接收端、电压互感器采样装置；关口互感器包括电压互感器和电流互感器；电压互感器核心模型和电流互感器核心模型分别为各自的数据驱动与模型驱动结合构成；s1：同步采集运行中的关口电压互感器、电流互感器计量绕组的实际输出工频信号；s2：通过关口互感器的误差核心算法，根据采集信号计算电能计量装置的整体运行误差，与采集的关口表、二次回路信号进行分析，得到关口表、关口互感器、二次回路组成的电能计量装置的整体误差，同步获得单个部件的计量状态；s3：通过计算电压、电流信号与功角之间关系得到电能量数据，将该数据与对应线路上采集的关口电能表数据进行比对，得到运行中关口电能表计量状态；s4：根据蓝牙接收到的关口电压互感器接线端子处电压信号与控制室内屏柜处关口电压互感器的信号，计算运行中二次压降误差，得到运行中二次回路误差与计量状态；s5：根据表和二次回路状态反推电能计量装置中异常数据是否来自于关口互感器本身，通过闭环反馈的计算方式提升电能计量装置各部分的分析结果的准确性。2.根据权利要求1所述的一种站端电能计量装置计量性能在线判别方法，其特征在于：所述的步骤s1中，采集的信号包括关口表信号、控制柜内电压互感器二次电压信号、就地柜内电压互感器二次电压信号、控制柜内电流互感器二次电压信号和同步时钟信号；采集的信号类型包括幅值、相角和频率；采样准确性为0.05级，频次为12.8khz。3.根据权利要求1所述的一种站端电能计量装置计量性能在线判别方法，其特征在于：所述的步骤s2中，电压互感器误差核心算法为：s21：设u
n
为一次电压，相序n=a或b或c，d为短时三相电压不平衡量，ε为电压互感器的误差，u
n
为电压互感器的二次电压；根据短时间内三相不平衡电压呈线性关系，建立三相电压互感器输出信号的时间序列状态空间方程：u
a
+u
b
+u
c
+d=0，u
a
=（1+ε
a
）u
a
，u
b
=（1+ε
b
）u
b
，u
c
=（1+ε
c
）u
c
；s22：设ε
ntx
为电压互感器某相某时刻的误差，结合电压互感器短时间内误差不变的特征量，得到所建立的时间序列下状态空间方程求解等式：ε
at1
=ε
at2
=ε
at3
=
…
=ε
atn
，ε
bt1
=ε
bt2
=ε
bt3
=
…
=ε
btn
，ε
ct1
=ε
ct2
=ε
ct3
=
…
=ε
ctn
；s23：将现有变电站或发电厂内接线方式划分为多类拓扑结构，包括：设u
nt
为电压互感器某相某时刻的电压，第一类拓扑结构为所有监测电压互感器均在同一个电压等级下：u
a1
= u
a2
=u
a3
= u
a4
，u
b1
= u
b2
=u
b3
= u
b4
，
u
c1
= u
c2
= u
c3
=u
c4
；设k
t
为某时刻变压器的变比，第二类拓扑结构为双母并列运行方式拓扑：u
a1
= u
a2
，u
b1
= u
b2
，u
c1
= u
c2
，u
a3
= u
a4
，u
b3
= u
b4
，u
c3
= u
c4
，u
a1
=k
t
u
a3
，u
b1
=k
t
u
b3
，u
c1
=k
t
u
c3
，u
a2
=k
t
u
a4
，u
b2
=k
t
u
b4
、u
c2
=k
t
u
c4
；第三类拓扑结构为高压并列低压分列运行方式拓扑：u
a1
= u
a2
，u
b1
= u
b2
，u
c1
= u
c2
，u
a1
=k
t
u
a3
，u
b1
=k
t
u
b3
，u
c1
=k
t
u
c3
，u
a2
=k
t
u
a4
，u
b2
=k
t
u
b4
、u
c2
=k
t
u
c4
；第四类拓扑结构为高压分列低压并列运行方式拓扑：u
a3
= u
a4
，u
b3
= u
b4
，u
c3
= u
c4
，u
a1
=k
t
u
a3
，u
b1
=k
t
u
b3
，u
c1
=k
t
u
c3
，u
a2
=k
t
u
a4
，u
b2
=k
t
u
b4
、u
c2
=k
t
u
c4
；第五类拓扑结构为高低压均为分列运行方式拓扑：u
a1
=k
t
u
a3
，u
b1
=k
t
u
b3
，u
c1
=k
t
u
c3
，u
a2
=k
t
u
a4
，u
b2
=k
t
u
b4
、u
c2
=k
t
u
c4
；s24：通过电压互感器的数据驱动矩阵等式与模型驱动拓扑结构相结合，构建关口电压互感器误差核心计算模型。4.根据权利要求3所述的一种站端电能计量装置计量性能在线判别方法，其特征在于：所述的步骤s2中，电流互感器误差核心算法为：s25：设i
n
为一次电流，iε为电流互感器的误差，i
n
为电流互感器的二次电流，根据kcl结点电流三相不平衡度短时间内为线性关系，建立三相电流互感器输出信号的时间序列状态空间方程：i
a
+i
b
+i
c
+d=0，i
a =（1+iε
a
）i
a
，i
b =（1+iε
b
）i
b
，i
c =（1+iε
c
）i
c
；s26：设iε
ntx
为电流互感器某相某时刻的误差，结合电流互感器短时间内误差不变的特征量，得到所建立的时间序列下状态空间方程求解等式：iε
at1
= iε
at2
= iε
at3
=
…
= iε
atn
，iε
bt1
= iε
bt2
= iε
bt3
=
…
= iε
btn
，iε
ct1
= iε
ct2
= iε
ct3
=
…
= iε
ctn
；s27：设i
ntx
为电流互感器某节点某时刻的电压，断路器两端电流互感器一次电流相等，在模型驱动中电流互感器按照kcl节点电流的矢量和为零的条件建立模型拓扑结构，用于提升评估模型的准确性：i
1t1
+ i
2t1
+
…
+i
14t1
=0，i
6t1
=i
7t1
，i
11t1
=i
12t1
，
i
1t1
+ i
2t1
+
…
+i
5t1
=i
6t1
+ i
11t1
，i
8t1
+ i
9t1
+
…
+i
10t1
=i
7t1
，i
13t1
+ i
14t1 = i
12t1
；比较断路器两端电流互感器的计算误差相对变化量趋近于零，短时间内ct误差不变，则：i
1t1
=i
1t1
(1+iε
t1
)=i
1t2
(1+ iε
t2
)=
…
= i
1tn
(1+ iε
tn
)；s28：将电流互感器的数据驱动矩阵等式与断路器两端电流互感器误差变化相对关系结合，构建关口电流互感器误差核心计算模型。5.根据权利要求1所述的一种站端电能计量装置计量性能在线判别方法，其特征在于：所述的步骤s5中，具体步骤为：用步骤s2计算得到的包含关口互感器和二次回路的电能计量装置的整体误差扣除步骤s4计算得到的二次回路误差，得到关口互感器的误差与计量状态。6.根据权利要求1所述的一种站端电能计量装置计量性能在线判别方法，其特征在于：还包括以下步骤：s6：本地存储和远程传输计算结果，同步上传每个分析采集的帧值，为后台系统开展数据的高级应用提供技术支撑。7.一种用于权利要求1至6中任意一项所述的站端电能计量装置计量性能在线判别方法的装置，其特征在于：包括控制单元，和分别连接在控制单元上的关口互感器、关口电能表和蓝牙模块；关口互感器包括电压互感器和电流互感器；电压互感器核心模型和电流互感器核心模型分别为各自的数据驱动与模型驱动结合构成。8.根据权利要求7所述的一种站端电能计量装置计量性能在线判别装置，其特征在于：控制单元包括关口互感器的模拟信号采样模块、同步时钟接收模块、数字信号采样模块、通信单元、计算单元和存储显示单元；控制单元通过通信单元的串口接口与厂站终端连接，用于实现每15分钟上传一次计算结果的功能。9.根据权利要求7所述的一种站端电能计量装置计量性能在线判别装置，其特征在于：电压互感器的数量不少于4组，且包括至少12个模拟信号采样通道，用于采样电压模拟信号；电流互感器的数量不少于8组，且包括至少24个模拟信号采样通道，用于采样电流模拟信号；关口电能表的数量不少于4组，用于采样串口信号；蓝牙模块用于进行蓝牙通信；同步时钟接收模块包括电口、光口和网口，用于接收外部同步时钟信号。10.一种计算机存储介质，其特征在于：其内存储有可被计算机处理器执行的计算机程序，该计算机程序执行如权利要求1至权利要求6中任意一项所述的一种站端电能计量装置计量性能在线判别方法。

技术总结

本发明提供了一种站端电能计量装置计量性能在线判别方法与装置，通过增加对多种信号的采样、远程采集信号、结合数据驱动和模型驱动两种方式建立模型，既对运行中电能计量装置的整体计量性能进行判别，又定位了电能计量装置中关口互感器、关口电能表和二次回路各自的运行状态，实现了在运行状态下准确在线评估电能计量装置的整体和各组成部分的计量性能的功能。本发明安装在变电站/发电厂的控制室屏柜内，可在带电状态下安装，无需改变电网一次运行方式，无需投切标准设备，无需停电配合。无需停电配合。无需停电配合。