本发明提供了一种基于时钟同步的电能计量装置在线检测系统及方法。所述电能计量装置远程在线检测系统包括基于北斗/GPS时间的交流同步计量系统和直流同步计量系统、电能在线检测平台；所述在线检测方法以电能在线检测平台为核心，以北斗/GPS时间为同步基准，通过采集交流同步计量系统和直流同步计量系统在相同时刻的电能计量值，并进行误差计算，实现交、直流配电网台区或者交、直流充电站的电能计量在线检测。本发明具备了交、直流电网的精确时间同步电能计量功能，实现了计量装置的远程、在线检测与实时监测功能，解决了电力系统电能计量装置计量误差必须现场检测、无法实时监测的历史难题。
1.一种基于时钟同步的电能计量装置在线检测系统，其特征在于：包括电能在线检测平台、交流同步计量系统和直流同步计量系统；
所述直流同步计量系统包括直流电能表、直流分流器和直流集中器，所述直流分流器采集直流大电流，转换为小电压，与直流电压一起接入直流电能表；所述直流电能表和直流集中器均具有时钟同步计量功能，所述直流电能表配置有北斗/GPS模块，具备高精度秒脉冲同步计量功能，还配置有无线通信模块，用于与直流集中器进行通信；所述直流集中器配置有北斗/GPS模块，具有三相直流电能计量功能，所述直流集中器还包括高精度直流电流互感器，通过所述高精度直流电流互感器实现直流大电流的测量；所述直流集中器通过无线通信方式与直流电能表通信，通过无线通信方式与电能在线检测平台通信，实现电动汽车直流充电设施的电能信息采集与在线检测；
所述交流同步计量系统包括交流电能表和交流集中器，所述交流电能表和交流集中器均具有时钟同步计量功能，所述交流电能表和交流集中器均采用计量模块与通信模块独立的双芯结构设计，所述交流电能表和交流集中器均配置有北斗/GPS模块，具备高精度秒脉冲同步计量功能，所述交流电能表的通信模块与交流集中器的通信模块相互通信，所述交流集中器通过通信模块与电能在线检测平台通信，实现电动汽车交流充电设施的电能信息采集与在线检测；
所述电能在线检测平台的硬件包括通信路由器、采集信息前置机、数据库服务器和WEB服务器，所述电能在线检测平台的功能主要是通过无线通信方式，采集交流集中器与交流电能表，直流集中器与直流电能表输出的同一时段电能值，根据其线路拓扑关系，完成集中器与所属电能表电能计量数据对应关系，以集中器的电能值作为标准，实现在某一时段电能表计量误差计算；
所述电能在线检测平台的软件包含充电设施在线检测模块、充电设施计量数据采集管理模块、采集数据统计分析模块和档案管理模块，所述充电设施在线检测模块主要功能包括在线检测方案制定、在线检测数据采集和在线检测误差计算分析，实现交流电能在线检测、直流电能在线检测、交直流电能比对和直流分流器在线检测；所述充电设施计量数据采集管理模块主要实现充电设施电能计量数据的定时采集管理，包括采集方案制定及执行、数据补召和实时数据采集功能；所述档案管理模块主要包括充电设施计量器具档案管理，其中包括交流集中器、直流集中器、交流电能表、直流电能表和直流分流器档案管理以及对应关系档案管理；所述采集数据统计分析模块主要是对充电设施计量数据的统计分析功能，其中包括充电设施电流、电压、功率、电量和故障数据的分析统计功能，为充电设施的日常运维管理提供数据支撑。
2.根据权利要求1所述的基于时钟同步的电能计量装置在线检测系统，其特征在于：所述直流电能表使每个电能计量值都带有绝对时间，最小电能计量时间间隔为1秒，其计量准确度为1.0级；所述直流集中器的每相电能计量值都带有绝对时间，最小电能计量时间间隔为1秒，其整体计量准确度达到0.2级。
3.根据权利要求1所述的基于时钟同步的电能计量装置在线检测系统，其特征在于：所述交流电能表采用直接接入式结构，交流集中器采用互感器接入式结构，交流电能表准确度为1.0级，交流集中器为0.2级准确度。
4.一种基于时钟同步的电能计量装置在线检测方法，其特征在于：以电能在线检测平台为核心，以北斗/GPS时间为同步基准，通过采集交流同步计量系统和直流同步计量系统在相同时刻的电能计量值，并进行误差计算，实现交、直流充电设施的电能计量在线检测，包括以下步骤：S1、制定在线检测方案，其中包括检测站点、充电设施编号和检测时长；
S2、充电设施交流集中器、直流集中器分别与交流电能表、直流电能表对时，确保时间标准的准确、统一性；
S3、采集充电设施的充电电流值，判断充电设施状态，确定充电设施是否处于充电状态；
S4、如果充电设施处于充电状态，则可开展实时在线检测，否则开展历史数据在线检测；
①由电能在线检测平台下发检测指令到交流集中器、直流集中器；
②交流集中器、直流集中器采集检测方案规定起始时刻与终止时刻交流电能表、直流电能表的电能值，并上传到电能在线检测平台主站服务器；
③交流集中器、直流集中器读取同一起始时刻与终止时刻的其本体电能计量值，并上传到电能在线检测平台主站服务器；
④电能在线检测平台以统一北斗/GPS时间为基准，对交流集中器、直流集中器分别与交流电能表、直流电能表的计量数据进行误差计算，获得在线检测误差；
①电能在线检测平台在数据库服务器中，查找最近一次抄表间隔，即24小时，交流集中器、直流集中器电能计量数据与对应交、直流充电设施配置的交流电能表、直流电能表数据；
②在最小抄表间隔内，以统一北斗/GPS时间为基准，对比交流集中器、直流集中器计量数据和交流电能表、直流电能表采集数据，计算电能表的计量误差，实现充电设施的在线检测。
基于时钟同步的电能计量装置在线检测系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电力系统电能计量检测技术，尤其涉及电能计量的在线检测系统及其检测方法。
背景技术
[0002] 现有电能计量装置的在线检测方法，是通过在现场接入计量装置的电流和电压，比较标准装置与被检装置的电能脉冲输出，获得被检电能计量装置的误差。
[0003] 由于现有的交、直流电能计量装置的时钟准确性不高，电能计量的远程在线检测无法实现。
[0004] 国网河南省计量中心提出了一种电能计量远程在线检测方法，就是在被检测装置上接入标准电能表设备，通过无线方式获取标准电能表数据，并与被测电能表数据比较，实现了计量装置远程在线检测。但是该方法需要安装新的标准电能表设备，成本高、现场安装及维护困难，基本无法实施。
发明内容
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于时钟同步的电能计量装置在线检测系统及方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明实施方式的一方面提供一种基于时钟同步的电能计量装置在线检测系统，包括电能在线检测平台、交流同步计量系统和直流同步计量系统；
[0007] 所述直流同步计量系统包括直流电能表、直流分流器、直流集中器，所述直流分流器采集直流大电流，转换为小电压，与直流电压一起接入直流电能表；所述直流电能表和直流集中器均具有时钟同步计量功能，所述直流电能表配置有北斗/GPS模块，具备高精度秒脉冲同步计量功能，还配置有无线通信模块，用于与直流集中器进行通信；所述直流集中器配置有北斗/GPS模块，具有三相直流电能计量功能，所述直流集中器还包括高精度直流电流互感器，通过所述高精度直流电流互感器实现直流大电流的测量；所述直流集中器通过无线通信方式与直流电能表通信，通过无线通信方式与电能在线检测平台通信，实现电动汽车直流充电设施的电能信息采集与在线检测。
[0008] 所述交流同步计量系统包括交流电能表、交流集中器，所述交流电能表和交流集中器均具有时钟同步计量功能，所述交流电能表和交流集中器均采用计量模块与通信模块独立的双芯结构设计，所述交流电能表、交流集中器均配置有北斗/GPS模块，具备高精度秒脉冲同步计量功能，所述交流电能表的通信模块与交流集中器的通信模块相互通信，所述交流集中器通过通信模块与电能在线检测平台通信，实现电动汽车交流充电设施的电能信息采集与在线检测。
[0009] 所述电能在线检测平台硬件包括交流集中器、直流集中器、通信路由器、采集信息前置机、数据库服务器、WEB服务器构成，所述电能在线检测平台功能主要是通过无线通信方式，采集交流集中器与交流电能表，直流集中器与直流电能表输出的同一时段电能值，根据其线路拓扑关系，完成集中器与所属电能表电能计量数据对应关系，以集中器的电能值作为标准，实现在某一时段电能表计量误差计算。
[0010] 所述电能在线检测平台软件包含充电站在线检测模块、充电站计量数据采集管理模块、采集数据统计分析模块、档案管理模块，所述充电站在线检测模块主要功能包括在线检测方案制定、在线检测数据采集、在线检测误差计算分析，实现交流电能在线检测、直流电能在线检测、交直流电能比对、分流器在线检测；所述充电站计量数据采集管理模块主要实现充电站充电桩电能计量数据的定时、定期采集管理，包括采集方案制定及执行、数据补召、实时数据采集功能；所述档案管理模块主要包括充电站计量器具档案管理，其中包括交流集中器、直流集中器、交流电能表、直流电能表、直流分流器档案管理、对应关系管理；所述采集数据统计分析模块主要是对充电站充电桩计量数据的统计、分析功能，其中包括充电站电流、电压、功率、电量、故障数据的分析统计功能，为充电站的日常运维管理提供数据支撑。
[0011] 进一步地，所述直流电能表使每个电能计量值都带有绝对时间，最小电能计量时间间隔为1秒，其计量准确度为1.0级；所述直流集中器的每相电能计量值都带有绝对时间，最小电能计量时间间隔为1秒，其整体计量准确度达到0.2级。
[0012] 进一步地，所述交流电能表采用直接接入式结构，交流集中器采用互感器接入式结构，交流电能表准确度为1.0级，交流集中器为0.2级准确度。
[0013] 本发明实施方式的另一方面还提供一种基于时钟同步的电能计量装置在线检测方法，以电能在线检测平台为核心，以北斗/GPS时间为同步基准，通过采集交流同步计量系统和直流同步计量系统在相同时刻的电能计量值，并进行误差计算，实现交、直流配电网台区或者交、直流充电站的电能计量在线检测，包括以下步骤：
[0014] S1、制定在线检测方案，其中包括检测站点、充电桩编号、检测时长；
[0015] S2、充电站桩交流集中器、直流集中器与交流电能表、直流电能表对时，确保时间标准的准确、统一性；
[0016] S3、采集充电站的充电电流值，判断充电站充电桩状态，确定充电桩是否处于充电状态；
[0017] S4、如果充电桩处于充电状态，则可开展实时在线检测，否则开展历史数据在线检测；
[0018] S5、开展实时在线检测，执行以下检测流程：
[0019] ①由在线检测平台下发检测指令到交、直流集中器；
[0020] ②交、直流集中器采集检测方案规定起始时刻与终止时刻直流电能表、交流电能表的电能值，并上传到在线检测平台主站服务器；
[0021] ③交流集中器、直流集中器读取同一起始时刻与终止时刻的其本体电能计量值，并上传到在线检测平台主站服务器；
[0022] ④在线检测平台以统一北斗/GPS时间为基准，对交流集中器、直流集中器与交流电能表、直流电能表的计量数据进行误差计算，获得在线检测误差；
[0023] S6、进行历史数据在线检测时，执行以下检测流程：
[0024] ①在线检测平台在数据库服务器中，查找最近一次抄表间隔，即24小时，交流集中器、直流集中器电能计量数据与对应交直流充电桩配置的交直流电能表数据；
[0025] ②在最小抄表间隔内，以统一北斗/GPS时间为基准，对比交流集中器、直流集中器计量数据和交流电能表、直流电能表采集数据，计算电能表的计量误差，实现充电桩的在线检测。
[0026] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0027] 本发明具备了交、直流电网的精确时间同步电能计量功能，实现了计量装置的远程、在线检测与实时监测功能，解决了电力系统电能计量装置计量误差必须现场检测、无法实时监测的历史难题。
附图说明
[0028] 图1为本发明直流同步计量系统示意图；
[0029] 图2为本发明交流同步计量系统示意图；
[0030] 图3为本发明电能在线检测平台示意图。
具体实施方式
[0031] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明技术方案，并不限于本发明。
[0032] 本发明实施方式的一方面提供一种基于时钟同步的电能计量装置在线检测系统，包括电能在线检测平台、交流同步计量系统和直流同步计量系统。
[0033] 如图1所示，直流同步计量系统：
[0034] 直流同步计量系统包括直流电能表、直流分流器、直流集中器，直流分流器采集直流大电流，转换为小电压，与直流电压一起接入直流电能表；直流电能表和直流集中器均具有时钟同步计量功能，直流电能表配置了北斗/GPS模块，具备了高精度秒脉冲同步计量功能，即最小电能计量时间间隔为1秒，且每个电能计量值都带有绝对时间，其计量准确度为1.0级，直流电能表配置了无线通信模块，与直流集中器进行通信。
[0035] 直流集中器配置了北斗/GPS模块，具有三相直流电能计量功能，可对每相电能计量值都带有绝对时间，最小电能计量时间间隔为1秒，其整体计量准确度达到了0.2级；直流集中器通过高精度直流电流互感器实现直流大电流的测量；直流集中器通过无线通信方式与直流电能表通信，通过无线通信方式与电能在线检测平台通信，实现电动汽车直流充电设施的电能信息采集与在线检测。
[0036] 如图2所示，交流同步计量系统：
[0037] 交流同步计量系统包括交流电能表、交流集中器；交流电能表和交流集中器均具有时钟同步计量功能，交流电能表、交流集中器均采用了计量模块与通信模块独立的双芯结构设计，有效确保了计量的准确性与溯源可靠性；交流电能表、交流集中器都配置了北斗/GPS模块，具备了高精度秒脉冲同步计量功能，即最小电能计量时间间隔为1秒，且每个电能计量值都带有绝对时间。由于交流充电桩功率不大，交流电能表采用直接接入式结构，交流集中器采用互感器接入式结构，交流电能表准确度为1.0级，交流集中器为0.2级准确度。
[0038] 如图3所示，电能在线检测平台：
[0039] 电能在线检测平台硬件包括交流集中器、直流集中器、通信路由器、采集信息前置机、数据库服务器、WEB服务器构成，电能在线检测平台功能主要是通过无线通信方式，采集交流集中器与交流电能表，直流集中器与直流电能表输出的同一时段电能值，根据其线路拓扑关系，完成集中器与所属电能表电能计量数据对应关系，由于交直流集中器计量准确度为0.5级，交直流电能表计量准确度为2级，以集中器的电能值作为标准，即可实现在某一时段电能表计量误差计算。
[0040] 电能在线检测平台软件包含充电站在线检测模块、充电站计量数据采集管理模块、采集数据统计分析模块、档案管理模块，充电站在线检测模块主要功能包括在线检测方案制定、在线检测数据采集、在线检测误差计算分析，实现交流电能在线检测、直流电能在线检测、交直流电能比对、分流器在线检测；充电站计量数据采集管理模块主要实现充电站充电桩电能计量数据的定时、定期采集管理，包括采集方案制定及执行、数据补召、实时数据采集等功能；档案管理模块主要包括充电站计量器具档案管理，其中包括交流集中器、直流集中器、交流电能表、直流电能表、直流分流器档案管理、对应关系管理；采集数据统计分析模块主要是对充电站充电桩计量数据的统计、分析功能，其中包括充电站电流、电压、功率、电量、故障数据的分析统计功能，为充电站的日常运维管理提供数据支撑。
[0041] 本发明系统在线检测原理为：
[0042] (1)根据电动汽车充电站类型以及充电设施数量，在交流充电站配置一个以上交流集中器，在直流充电站，每两个直流充电桩配置一个直流集中器；
[0043] (2)通过远程采集电能表电流值，判断充电桩是否处于充电状态；
[0044] (3)如果充电桩处于充电状态，便可以开展实时在线检测；
[0045] (4)在线检测平台通过无线通信方式，下发在线检测指令到指定充电站的交、直流充电桩；
[0046] (5)交流集中器、直流集中器根据在线检测指令，采集同一起始时刻与终止时刻直流电能表、交流电能表的电能值，并上传到在线检测平台主站服务器；
[0047] (6)与此同时，交流集中器、直流集中器读取同一起始时刻与终止时刻的其本体电能计量值，并上传到在线检测平台主站服务器；
[0048] (7)在线检测平台以统一北斗/GPS时间为基准，交流集中器、直流集中器计量数据为标准，与同时刻的交流电能表、直流电能表进行比对，计算电能表的计量误差，实现充电桩的在线检测；
[0049] (8)历史数据在线检测：交流集中器、直流集中器；
[0050] (9)如果充电桩处于待机状态，可以根据历史充电数据，开展在线检测；
[0051] (10)在线检测平台在数据库服务器中，查找最近一次抄表间隔，即24小时，交流集中器、直流集中器电能计量数据与对应交直流充电桩配置的交直流电能表数据；
[0052] (11)在最小抄表间隔内，以统一北斗/GPS时间为基准，对比交流集中器、直流集中器计量数据和交流电能表、直流电能表采集数据，计算电能表的计量误差，实现充电桩的在线检测。
[0053] 本发明实施方式的另一方面还提供一种基于时钟同步的电能计量装置在线检测方法，该方法以电能在线检测平台为核心，以北斗/GPS时间为同步基准，通过采集交流同步计量系统和直流同步计量系统在相同时刻的电能计量值，并进行误差计算，实现交、直流配电网台区或者交、直流充电站的电能计量在线检测。
[0054] 该方法包括以下步骤：
[0055] S1、制定在线检测方案，其中包括检测站点、充电桩编号、检测时长；
[0056] S2、充电站桩交流集中器、直流集中器与交流电能表、直流电能表对时，确保时间标准的准确、统一性；
[0057] S3、采集充电站的充电电流值，判断充电站充电桩状态，确定充电桩是否处于充电状态；
[0058] S4、如果充电桩处于充电状态，则可开展实时在线检测，否则开展历史数据在线检测；
[0059] S5、开展实时在线检测，执行以下检测流程：
[0060] ①由在线检测平台下发检测指令到交、直流集中器；
[0061] ②交、直流集中器采集检测方案规定起始时刻与终止时刻直流电能表、交流电能表的电能值，并上传到在线检测平台主站服务器；
[0062] ③交流集中器、直流集中器读取同一起始时刻与终止时刻的其本体电能计量值，并上传到在线检测平台主站服务器；
[0063] ④在线检测平台以统一北斗/GPS时间为基准，对交流集中器、直流集中器与交流电能表、直流电能表的计量数据进行误差计算，获得在线检测误差；
[0064] S6、进行历史数据在线检测时，执行以下检测流程：
[0065] ①在线检测平台在数据库服务器中，查找最近一次抄表间隔，即24小时，交流集中器、直流集中器电能计量数据与对应交直流充电桩配置的交直流电能表数据；
[0066] ②在最小抄表间隔内，以统一北斗/GPS时间为基准，对比交流集中器、直流集中器计量数据和交流电能表、直流电能表采集数据，计算电能表的计量误差，实现充电桩的在线检测。
[0067] 以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
