一种计量箱本体抗扰电参数测试方法及相关设备

本发明涉及抗扰电参数测试，尤其涉及一种计量箱本体抗扰电参数测试方法及相关设备。

背景技术：

1、现有电能计量箱抗扰性能检测技术是从受试计量箱的电源端口、信号端口逐项单独施加静电放电、电快速瞬变脉冲群、浪涌、射频场感应传导骚扰等电磁骚扰，各类骚扰源独立施加、互不叠加，试验后按预设性能判据给出计量功能是否降级的定性结论。但是现有技术中的各类骚扰源逐项独立施加的方式无法考核电源端口与信号端口多种骚扰源同时耦合叠加时对计量箱产生的复合应力影响，与电网现场多干扰源同时作用的实际工况存在差异；而且现有技术中的性能判据仅为功能降级与否的定性结论，未能定量给出计量箱内置电流互感器与电压互感器各自的比值误差、相位误差在骚扰工况下的动态变化，也未将电流互感器、电压互感器、电能表、二次回路各自对整体计量误差的贡献区分开，导致抗扰薄弱环节无法精准定位。

技术实现思路

1、本发明提供一种计量箱本体抗扰电参数测试方法及相关设备，以解决抗扰薄弱环节无法精准定位的技术问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种计量箱本体抗扰电参数测试方法，包括：

3、向电能计量箱的电源端口叠加注入脉冲群骚扰信号与浪涌骚扰信号，并向所述电能计量箱的信号端口注入射频传导骚扰信号，同步采集干扰注入参数序列和互感器响应波形序列；

4、根据所述干扰注入参数序列生成干扰强度特征序列，所述干扰强度特征序列用于比对电流互感器和电压互感器的比值误差变化与相位误差变化；

5、对所述互感器响应波形序列与所述干扰强度特征序列进行动态时间规整匹配和加权插值，得到所述电流互感器的第一比值误差与第一相位误差和所述电压互感器的第二比值误差与第二相位误差；

6、根据所述第一比值误差与第一相位误差、所述第二比值误差与第二相位误差与电能表计量误差波形、二次回路电压电流波形计算所述电能计量箱的综合计量误差数据。

7、可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述向电能计量箱的电源端口叠加注入脉冲群骚扰信号与浪涌骚扰信号，并向所述电能计量箱的信号端口注入射频传导骚扰信号，同步采集干扰注入参数序列和互感器响应波形序列，包括：

8、向电能计量箱的电源端口叠加注入脉冲群骚扰信号与浪涌骚扰信号，并向所述电能计量箱的信号端口注入射频传导骚扰信号；

9、记录所述电源端口以及所述信号端口的干扰注入参数序列，并同步采集电流互感器的二次电流波形、电压互感器的二次电压波形、电能表计量误差波形及二次回路电压电流波形，得到互感器响应波形序列。

10、可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述根据所述干扰注入参数序列生成干扰强度特征序列，所述干扰强度特征序列用于比对电流互感器和电压互感器的比值误差变化与相位误差变化，包括：

11、构建与所述脉冲群骚扰信号、所述浪涌骚扰信号及所述射频传导骚扰信号对应的干扰强度影响度函数，并采用所述干扰强度影响度函数计算所述干扰注入参数序列中各骚扰源的干扰强度特征样本序列；

12、获取各骚扰源经所述电源端口与所述信号端口耦合至电流互感器和电压互感器的耦合系数，并根据所述耦合系数和所述干扰强度特征样本序列加权合成干扰强度特征序列。

13、可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述对所述互感器响应波形序列与所述干扰强度特征序列进行动态时间规整匹配和加权插值，得到所述电流互感器的第一比值误差与第一相位误差和所述电压互感器的第二比值误差与第二相位误差，包括：

14、将所述互感器响应波形序列代入所述干扰强度影响度函数进行转换，得到响应影响度序列；

15、将所述响应影响度序列与所述干扰强度特征序列输入动态时间规整算法，以响应影响度与干扰强度影响度值之差的绝对值作为匹配偏差值、对连续多次水平或垂直转移施加递增步长惩罚权重，得到所述电流互感器的第一最优时序匹配路径和所述电压互感器的第二最优时序匹配路径；

16、根据所述第一最优时序匹配路径与所述第二最优时序匹配路径分别累加所述匹配偏差值，得到所述电流互感器的第一累积匹配度和所述电压互感器的第二累积匹配度；

17、按所述第一累积匹配度以及所述第二累积匹配度进行加权插值，得到所述电流互感器的第一比值误差与第一相位误差和所述电压互感器的第二比值误差与第二相位误差。

18、可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述按所述第一累积匹配度以及所述第二累积匹配度进行加权插值，得到所述电流互感器的第一比值误差与第一相位误差和所述电压互感器的第二比值误差与第二相位误差，包括：

19、根据所述第一累积匹配度从所述电流互感器的第一参考数据库中匹配与所述第一累积匹配度对应的若干条第一参考记录以及对应的比值误差与相位误差，并按所述第一累积匹配度，对所述若干条第一参考记录以及对应的比值误差与相位误差进行加权插值，得到所述电流互感器的第一比值误差与第一相位误差；

20、根据所述第二累积匹配度从所述电压互感器的第二参考数据库中匹配与所述第二累积匹配度对应的若干条第二参考记录以及对应的比值误差与相位误差，并按所述第二累积匹配度，对所述若干条第二参考记录以及对应的比值误差与相位误差进行加权插值，得到所述电压互感器的第二比值误差与第二相位误差。

21、可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述根据所述第一比值误差与第一相位误差、所述第二比值误差与第二相位误差与电能表计量误差波形、二次回路电压电流波形计算所述电能计量箱的综合计量误差数据，包括：

22、将所述二次回路电压电流波形按二次回路阻抗参数换算为二次回路电压降误差与相位偏移误差；

23、将所述第一比值误差、所述第二比值误差、所述二次回路电压降误差及所述电能表计量误差波形相加，得到第一目标值；将所述第一相位误差、所述第二相位误差及所述相位偏移误差相加，得到第二目标值；

24、将所述第二目标值与受试负荷的功率因数角正切值相乘，得到附加误差值；将所述附加误差值与所述第一目标值相加，得到所述电能计量箱的综合计量误差数据。

25、第二方面，本技术实施例提供了一种计量箱本体抗扰电参数测试装置，包括：

26、干扰注入模块，用于向电能计量箱的电源端口叠加注入脉冲群骚扰信号与浪涌骚扰信号，并向所述电能计量箱的信号端口注入射频传导骚扰信号，同步采集干扰注入参数序列和互感器响应波形序列；

27、干扰处理模块，用于根据所述干扰注入参数序列生成干扰强度特征序列，所述干扰强度特征序列用于比对电流互感器和电压互感器的比值误差变化与相位误差变化；

28、特征匹配模块，用于对所述互感器响应波形序列与所述干扰强度特征序列进行动态时间规整匹配和加权插值，得到所述电流互感器的第一比值误差与第一相位误差和所述电压互感器的第二比值误差与第二相位误差；

29、误差计算模块，用于根据所述第一比值误差与第一相位误差、所述第二比值误差与第二相位误差与电能表计量误差波形、二次回路电压电流波形计算所述电能计量箱的综合计量误差数据。

30、可选的，在本发明第二方面的第一种实现方式中，所述干扰注入模块具体用于：

31、向电能计量箱的电源端口叠加注入脉冲群骚扰信号与浪涌骚扰信号，并向所述电能计量箱的信号端口注入射频传导骚扰信号；

32、记录所述电源端口以及所述信号端口的干扰注入参数序列，并同步采集电流互感器的二次电流波形、电压互感器的二次电压波形、电能表计量误差波形及二次回路电压电流波形，得到互感器响应波形序列。

33、可选的，在本发明第二方面的第二种实现方式中，所述干扰处理模块具体用于：

34、构建与所述脉冲群骚扰信号、所述浪涌骚扰信号及所述射频传导骚扰信号对应的干扰强度影响度函数，并采用所述干扰强度影响度函数计算所述干扰注入参数序列中各骚扰源的干扰强度特征样本序列；

35、获取各骚扰源经所述电源端口与所述信号端口耦合至电流互感器和电压互感器的耦合系数，并根据所述耦合系数和所述干扰强度特征样本序列加权合成干扰强度特征序列。

36、可选的，在本发明第二方面的第三种实现方式中，所述特征匹配模块还包括：

37、干扰强度转换单元，用于将所述互感器响应波形序列代入所述干扰强度影响度函数进行转换，得到响应影响度序列；

38、时序匹配单元，用于将所述响应影响度序列与所述干扰强度特征序列输入动态时间规整算法，以响应影响度与干扰强度影响度值之差的绝对值作为匹配偏差值、对连续多次水平或垂直转移施加递增步长惩罚权重，得到所述电流互感器的第一最优时序匹配路径和所述电压互感器的第二最优时序匹配路径；

39、累积匹配计算单元，用于根据所述第一最优时序匹配路径与所述第二最优时序匹配路径分别累加所述匹配偏差值，得到所述电流互感器的第一累积匹配度和所述电压互感器的第二累积匹配度；

40、加权插值单元，用于按所述第一累积匹配度以及所述第二累积匹配度进行加权插值，得到所述电流互感器的第一比值误差与第一相位误差和所述电压互感器的第二比值误差与第二相位误差。

41、可选的，在本发明第二方面的第四种实现方式中，所述加权插值单元具体用于：

42、根据所述第一累积匹配度从所述电流互感器的第一参考数据库中匹配与所述第一累积匹配度对应的若干条第一参考记录以及对应的比值误差与相位误差，并按所述第一累积匹配度，对所述若干条第一参考记录以及对应的比值误差与相位误差进行加权插值，得到所述电流互感器的第一比值误差与第一相位误差；

43、根据所述第二累积匹配度从所述电压互感器的第二参考数据库中匹配与所述第二累积匹配度对应的若干条第二参考记录以及对应的比值误差与相位误差，并按所述第二累积匹配度，对所述若干条第二参考记录以及对应的比值误差与相位误差进行加权插值，得到所述电压互感器的第二比值误差与第二相位误差。

44、可选的，在本发明第二方面的第五种实现方式中，所述误差计算模块具体用于：

45、将所述二次回路电压电流波形按二次回路阻抗参数换算为二次回路电压降误差与相位偏移误差；

46、将所述第一比值误差、所述第二比值误差、所述二次回路电压降误差及所述电能表计量误差波形相加，得到第一目标值；将所述第一相位误差、所述第二相位误差及所述相位偏移误差相加，得到第二目标值；

47、将所述第二目标值与受试负荷的功率因数角正切值相乘，得到附加误差值；将所述附加误差值与所述第一目标值相加，得到所述电能计量箱的综合计量误差数据。

48、第三方面，本技术实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述计量箱本体抗扰电参数测试方法的步骤。

49、第四方面，本技术实施例提供了一种可读存储介质，该可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述计量箱本体抗扰电参数测试方法的步骤。

50、第五方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现上述计量箱本体抗扰电参数测试方法的步骤。

51、上述计量箱本体抗扰电参数测试方法及相关设备所提供的一个方案中，通过向电能计量箱电源端口叠加注入脉冲群骚扰信号与浪涌骚扰信号、向信号端口注入射频传导骚扰信号的多干扰源耦合注入方式，解决了现有技术中各类骚扰源逐项独立施加、无法考核复合电磁应力影响的技术问题，使抗扰测试工况更加贴近电网现场多干扰源同时作用的真实环境。本发明通过构建面向脉冲群骚扰信号、浪涌骚扰信号、射频传导骚扰信号三类瞬态骚扰的干扰强度影响度函数，将干扰注入参数序列转换为干扰强度云特征序列，实现了对瞬态、宽频、多源耦合骚扰随机性与模糊性的有效表征。本发明通过动态时间规整算法，以响应影响度与干扰强度影响度值之差的绝对值作为匹配偏差值、对连续多次水平或垂直转移施加递增步长惩罚权重，解决了骚扰注入时刻与互感器误差响应时刻之间存在传播时延、且不同骚扰源对应时延不同的非线性对齐问题，使互感器响应波形序列与干扰强度云特征序列能够准确匹配得到累积匹配度，进而结合预先标定的第一比值误差与相位误差参考数据库、第二比值误差与相位误差参考数据库进行加权插值，连续得到电流互感器的第一比值误差、第一相位误差及电压互感器的第二比值误差、第二相位误差。本发明通过将所述第一比值误差、所述第二比值误差、二次回路电压降误差与电能表计量误差波形相加得到第一目标值，将所述第一相位误差、所述第二相位误差与二次回路电压降误差换算得到的相位偏移误差相加得到第二目标值，再将第二目标值与受试负荷的功率因数角正切值相乘得到附加误差值、与第一目标值相加，实现了对电能计量箱整体综合计量误差数据在多干扰源耦合注入工况下的定量化评价，并能够将电流互感器、电压互感器、电能表及二次回路各自对综合计量误差的贡献量化区分，实现了抗扰薄弱环节的精准定位。