RU2658548C2 - Automated commercial electricity metering system - Google Patents
Automated commercial electricity metering system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658548C2 RU2658548C2 RU2016106872A RU2016106872A RU2658548C2 RU 2658548 C2 RU2658548 C2 RU 2658548C2 RU 2016106872 A RU2016106872 A RU 2016106872A RU 2016106872 A RU2016106872 A RU 2016106872A RU 2658548 C2 RU2658548 C2 RU 2658548C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- correction
- printer
- personal computer
- data
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R17/00—Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
- G01R17/02—Arrangements in which the value to be measured is automatically compared with a reference value
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
- G01R21/06—Arrangements for measuring electric power or power factor by measuring current and voltage
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electric Clocks (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и может быть использовано при модернизации действующих систем учета электрической энергии и при проектировании новых в системе тягового электроснабжения с коррекцией погрешности.The invention relates to the field of information-measuring equipment and can be used when upgrading existing metering systems for electric energy and when designing new ones in a traction power supply system with error correction.
Известна информационно-измерительная система для контроля качества электрической энергии, содержащая последовательно соединенные аналоговый блок, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер и интерфейсный блок, связанный с локальной вычислительной сетью, а также подключенные к входу микроконтроллера клавиатуру, часы и Flash-память и подключенный к выходу микроконтроллера индикатор, при этом на измерительные входы аналогового блока подаются измеряемые сигналы, а его управляющий вход соединен с управляющим выходом микроконтроллера, отличающаяся тем, что программное обеспечение функции определения спектральных составляющих входного сигнала выполнено таким образом, что входные отсчеты по времени умножаются на оцифрованную оконную функцию, которая вычисляется предварительно и сохраняется в памяти микроконтроллера, а частоты, амплитуды, фазы гармоник определяются по сохраненному в памяти микроконтроллера набору эталонных частотных характеристик оконной функции, каждая из которых сдвинута по частоте относительно друг друга на величину, определяемую необходимой точностью измерения спектральных составляющих сигнала, [патент РФ №88157, МПК G01R 17/02, опубл. 27.10.2009, автор(ы): Чижма С.Н. и др. «Информационно-измерительная система для контроля качества электрической энергии»].Known information-measuring system for controlling the quality of electric energy, containing a series-connected analog block, an analog-to-digital converter, a microcontroller and an interface unit connected to a local area network, as well as a keyboard, clock and Flash memory connected to the input of the microcontroller and connected to the output microcontroller indicator, while the measured inputs of the analog block are measured signals, and its control input is connected to the control output of the microcontroller An event characterized in that the software for determining the spectral components of the input signal is designed in such a way that the input time samples are multiplied by a digitized window function, which is preliminarily calculated and stored in the microcontroller’s memory, and the frequencies, amplitudes, and phases of the harmonics are determined by the stored in memory microcontroller to a set of reference frequency characteristics of the window function, each of which is shifted in frequency relative to each other by an amount determined by the required th measurement accuracy of the spectral components of the signal, [RF patent №88157 IPC G01R 17/02, publ. 10.27.2009, author (s): Chizhma S.N. and others. "Information-measuring system for controlling the quality of electric energy"].
Недостатком данной системы является отсутствие возможности учета потерь электроэнергии и коррекции погрешности.The disadvantage of this system is the inability to account for energy losses and error correction.
Автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии и мощности, состоящая из электрических счетчиков - микроконтроллеров, мультиплексоров - распределителей каналов, модемов, персонального компьютера и принтера, отличающаяся тем, что в систему, между компьютером и принтером, встроен электронный блок автоматической программной корректировки времени персонального компьютера, настроенный на радиосигналы станции точного времени, снабженный кварцевыми часами и блоком программной автоматической корректировки и сдвига поясного, зимнего и летнего текущего времени [полезная модель РФ №13431, МПК G01R 21/00, опубл. 10.04.2000, автор(ы): Лебедев В.И. и др. «Автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии и мощности»].An automated system for commercial metering of electricity and power, consisting of electric meters - microcontrollers, multiplexers - channel allocators, modems, a personal computer and a printer, characterized in that an electronic unit for automatically adjusting the time of a personal computer is integrated in the system between the computer and the printer, configured to radio signals of a time station equipped with a quartz watch and a block of programmed automatic correction and shift of the zone , winter and summer current time [utility model of the Russian Federation No. 13431, IPC G01R 21/00, publ. 04/10/2000, author (s): Lebedev V.I. and others. "Automated system of commercial accounting of electricity and capacity"].
Недостатком данной системы является низкая точность измерений и отсутствие расчета коммерческих потерь электроэнергии.The disadvantage of this system is the low accuracy of measurements and the lack of calculation of commercial electricity losses.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.This technical solution is selected by the authors as a prototype.
Техническим результатом является повышение точности измерения электроэнергии за счет уменьшения токовой, угловой и других составляющих погрешности.The technical result is to increase the accuracy of measuring electricity by reducing current, angular and other components of the error.
Технический результат достигается тем, что в автоматизированную систему коммерческого учета электроэнергии, состоящую из электрических счетчиков, персонального компьютера и принтера, между компьютером и принтером, встроен электронный блок автоматической программной корректировки времени персонального компьютера, настроенный на радиосигналы станции точного времени, снабженный кварцевыми часами и блоком программной автоматической корректировки и сдвига поясного, зимнего и летнего текущего времени, в автоматизированную систему дополнительно введены блок приема и передачи данных, блок хранения данных, блок расчета данных, N электрических счетчиков с блоками времязадающими и N трансформаторов тока с блоками коррекции с поправкой по значению, причем N трансформаторов тока с блоками коррекции соединены с входами N электрических счетчиков, выходы которых соединены с входом блока приема и передачи данных, который последовательно соединен с блоком хранения данных и блоком расчета данных, а выход блока расчета данных последовательно соединен с персональным компьютером и принтером.The technical result is achieved by the fact that in the automated system of commercial electricity metering, consisting of electric meters, a personal computer and a printer, between the computer and the printer, an electronic unit for automatic programmatic adjustment of the time of the personal computer is tuned in, tuned to the radio signals of the time station equipped with a quartz clock and a unit software automatic adjustment and shift of zone, winter and summer current time, into an automated system of additional A data reception and transmission unit, a data storage unit, a data calculation unit, N electric meters with time-setting blocks and N current transformers with correction units with a value correction were introduced, and N current transformers with correction units are connected to the inputs of N electric meters, the outputs of which connected to the input of the data reception and transmission unit, which is connected in series with the data storage unit and the data calculation unit, and the output of the data calculation unit is connected in series with the personal computer and a printer.
В трансформаторах тока блок коррекции погрешности измерений с поправкой по значению повышает точность измерений за счет уменьшения токовой, угловой и других составляющих погрешности. Входной сигнал трансформатора преобразуется в нескольких каналах с гальванической развязкой так, что в одном из них формируется основная часть выходного сигнала, а в других каналах формируются сигнал поправки к нему, позволяющий компенсировать ошибки. Блок расчета выполняет функции сервера, т.е. в нем производятся все необходимые расчеты, в том числе расчет коммерческих потерь.In current transformers, the unit of correction of measurement error, corrected by value, increases the accuracy of measurements by reducing the current, angular and other components of the error. The input signal of the transformer is converted in several channels with galvanic isolation so that the main part of the output signal is formed in one of them, and in the other channels a correction signal is formed to compensate for errors. The calculation unit performs the functions of a server, i.e. it makes all the necessary calculations, including the calculation of commercial losses.
Коммерческие потери - это фактический небаланс электроэнергии в электрической сети, который в абсолютных единицах вычисляется по формуле:Commercial losses are the actual imbalance of electricity in the electric network, which in absolute units is calculated by the formula:
где WOC - отпуск электроэнергии в сеть, определяемый по разности показаний счетчиков, учитывающих электроэнергию, поступившую в электрическую сеть от смежных энергосистем и счетчиков, учитывающих электроэнергию, переданную в электрические сети смежных энергосистем;where W OC is the supply of electricity to the network, determined by the difference in the readings of counters that take into account the electricity supplied to the electric network from adjacent power systems and meters that take into account the electricity transferred to the electric networks of adjacent power systems;
WПО - полезный отпуск электроэнергии потребителям, определяемый для промышленных, строительных и приравненных к ним потребителей, бюджетных и других организаций также по показаниям электросчетчиков. Для бытовых потребителей полезный отпуск определяется по платежам ПБ через сберкассы и средневзвешенному расчетному тарифу ТБ на электроэнергию:W ON - useful supply of electricity to consumers, determined for industrial, construction and equivalent consumers, budget and other organizations, also according to the readings of electric meters. For domestic consumers, useful leave is determined by payments P B through savings banks and the average weighted estimated tariff T B for electricity:
ΔWТ - технические потери электроэнергии, рассчитываемые в соответствии с нормативными документами.ΔW T - technical losses of electricity calculated in accordance with regulatory documents.
В идеальном случае небаланс электроэнергии в электрической сети, определяемые по формуле (1), должен быть равен нулю. В реальных условиях отпуск в сеть, полезный отпуск и технические потери определяются с погрешностями. Разности этих погрешностей фактически и являются структурными составляющими коммерческих потерь. Они должны быть по возможности сведены к минимуму.In the ideal case, the imbalance of electricity in the electrical network, determined by the formula (1), should be zero. In real conditions, network holidays, productive holidays and technical losses are determined with errors. The differences of these errors are actually the structural components of commercial losses. They should be kept to the minimum possible.
Допустимый небаланс определяется по формуле:Permissible unbalance is determined by the formula:
Где δni(δoi) - суммарная относительная погрешность i-го измерительного комплекса, состоящего из трансформатора напряжения (ТН), трансформатора тока (ТТ) и счетчика, учитывающего поступившую (отпущенную) электроэнергию, %;Where δ ni (δ oi ) is the total relative error of the i-th measuring complex, consisting of a voltage transformer (VT), a current transformer (CT) and a meter that takes into account the incoming (released) electricity,%;
dni (doi) - доля электроэнергии, поступившей (отпущенной) через i-й измерительный комплекс;d ni (d oi ) - the share of electricity received (supplied) through the i-th measuring complex;
m - количество измерительных комплексов, учитывающих электроэнергию, поступившую в сеть;m is the number of measuring complexes that take into account the electricity received in the network;
n - количество измерительных комплексов, учитывающих отпущенную электроэнергию.n is the number of measuring systems that take into account the supplied electricity.
Отсутствие в информационно-измерительных системах контроля и учета электроэнергии технического устройства, позволяющих учитывать погрешности и вносить поправки, снижает точность системы, что приводит к недостоверной оценке потребляемой электроэнергии.The absence of a technical device in the information and measuring systems for monitoring and metering electricity that allows for errors and corrections to be taken into account reduces the accuracy of the system, which leads to an unreliable estimate of the electricity consumed.
Более универсален структурный метод коррекции погрешности с поправкой по значению, позволяющий в значительной степени уменьшить токовую, угловую и другие составляющие погрешности.A more universal structural method of error correction with correction by value, which allows to significantly reduce the current, angular and other components of the error.
Сущность структурного метода состоит в том, что входной сигнал преобразуют в нескольких каналах с гальванической развязкой, в одном из них формируют основную часть выходного сигнала, а в оставшихся формируют сигналы поправки к основному сигналу, которые позволяют в значительной мере компенсировать ошибки.The essence of the structural method is that the input signal is converted in several channels with galvanic isolation, the main part of the output signal is formed in one of them, and the corrections to the main signal are formed in the remaining ones, which can significantly compensate for errors.
На фигуре приведена блок-схема автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии.The figure shows a block diagram of an automated system for commercial accounting of electricity.
Автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии состоит: от 1 до N - трансформаторы тока с блоком коррекции; от 2 до N - счетчики с времязадающими блоками; 3 - блок приема и передачи данных; 4 - блок хранения данных; 5 - блок расчета; 6 - персональный компьютер; 7 - блок автоматической программной корректировки времени персонального компьютера; 8 - принтер.An automated system for commercial accounting of electricity consists of: from 1 to N - current transformers with a correction unit; from 2 to N - counters with time-setting blocks; 3 - block receiving and transmitting data; 4 - data storage unit; 5 - calculation unit; 6 - personal computer; 7 - block automatic software time adjustment of a personal computer; 8 - printer.
Система работает следующим образом. Благодаря блокам коррекции на трансформаторах тока от 1 до N точность измеряемого сигнала возрастает на порядок за счет уменьшения токовой, угловой и других составляющих погрешности, благодаря тому, что входной сигнал преобразуют в нескольких каналах с гальванической развязкой так, что в одном из них формируют основную часть выходного сигнала, а в других - сигналы поправки к нему, позволяющие в значительной мере компенсировать появляющиеся ошибки. Работа системы рассматривается на примере сети напряжением до 400 В, поэтому трансформатор напряжения не требуется, тем самым не вносятся дополнительные погрешности. Счетчики с времязадающими блоками от 2 до N фиксируют отчет о потреблении электроэнергии, и он поступает через блок приема и передачи данных 3 в блок хранения данных 4. Блок расчета 5 выполняет роль сервера для автоматизированной системы с коррекцией погрешности. Данная система на основе более точных данных рассчитывает небаланс электроэнергии на участке трансформаторов тока от 1 до N. Персональный компьютер 6 выполняет функцию получения сводной информации о небалансе и выводит информацию на принтер 8. Блок автоматической программной корректировки времени персонального компьютера 7, настроенный на радиосигналы станции точного времени, снабжен кварцевыми часами и блоком 7 автоматической программной корректировки времени персонального компьютера и сдвига поясного, зимнего и летнего текущего времени. Все расчеты производятся на блоке 5.The system operates as follows. Thanks to the correction blocks on current transformers from 1 to N, the accuracy of the measured signal increases by an order of magnitude by reducing the current, angular and other components of the error, due to the fact that the input signal is converted in several channels with galvanic isolation so that the main part is formed in one of them output signal, and in others - correction signals to it, which can significantly compensate for errors that appear. The operation of the system is considered on the example of a network with voltage up to 400 V, therefore a voltage transformer is not required, thereby additional errors are not introduced. Counters with time-setting blocks from 2 to N record a report on electricity consumption, and it enters through data receiving and transmitting
Предлагаемая автоматизированная система позволяет уменьшить погрешности системы на порядок, что позволяет улучшить метрологические характеристики, расширяет диапазон рабочих токов и частот, а также позволяет снизить влияние внешних факторов на точность измерений в 4 раза.The proposed automated system can reduce system errors by an order of magnitude, which improves metrological characteristics, extends the range of operating currents and frequencies, and also reduces the influence of external factors on the measurement accuracy by 4 times.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016106872A RU2658548C2 (en) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | Automated commercial electricity metering system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016106872A RU2658548C2 (en) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | Automated commercial electricity metering system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016106872A RU2016106872A (en) | 2017-08-30 |
RU2658548C2 true RU2658548C2 (en) | 2018-06-21 |
Family
ID=59798519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016106872A RU2658548C2 (en) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | Automated commercial electricity metering system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2658548C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2327173C2 (en) * | 2005-06-22 | 2008-06-20 | Николай Павлович Юраков | Electric power consumption control device |
RU80600U1 (en) * | 2008-06-16 | 2009-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | AUTOMATED SYSTEM OF COMMERCIAL AND TECHNICAL METERING OF ELECTRIC POWER |
EP1780860B1 (en) * | 2005-10-31 | 2010-03-31 | General Electric Company | System and method for controlling power flow of electric power generation system |
RU112441U1 (en) * | 2011-09-28 | 2012-01-10 | Закрытое акционерное общество "Инженерно-технический центр "Континуум" | ELECTRIC ENERGY QUALITY MONITORING SYSTEM BASED ON SYNCHRONOUS MEASUREMENTS OF ELECTRIC ENERGY QUALITY INDICATORS |
RU2458445C1 (en) * | 2011-04-01 | 2012-08-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" | Device to monitor efficiency of power usage in consumer power systems |
-
2016
- 2016-02-25 RU RU2016106872A patent/RU2658548C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2327173C2 (en) * | 2005-06-22 | 2008-06-20 | Николай Павлович Юраков | Electric power consumption control device |
EP1780860B1 (en) * | 2005-10-31 | 2010-03-31 | General Electric Company | System and method for controlling power flow of electric power generation system |
RU80600U1 (en) * | 2008-06-16 | 2009-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | AUTOMATED SYSTEM OF COMMERCIAL AND TECHNICAL METERING OF ELECTRIC POWER |
RU2458445C1 (en) * | 2011-04-01 | 2012-08-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" | Device to monitor efficiency of power usage in consumer power systems |
RU112441U1 (en) * | 2011-09-28 | 2012-01-10 | Закрытое акционерное общество "Инженерно-технический центр "Континуум" | ELECTRIC ENERGY QUALITY MONITORING SYSTEM BASED ON SYNCHRONOUS MEASUREMENTS OF ELECTRIC ENERGY QUALITY INDICATORS |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Руководство по эксплуатации САНТ.411711.003 РЭ " Системы информационно-измерительные контроля и учета энергопотребления "Энергомера"", 2013. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016106872A (en) | 2017-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7305310B2 (en) | System and method for compensating for potential and current transformers in energy meters | |
US10598736B2 (en) | Method for identifying a system anomaly in a power distribution system | |
EP3400451B1 (en) | Apparatus for and method of providing measurements of uncertainty in respect of a transfer function | |
EP0014038A1 (en) | Kilowatt-hour meters | |
CN105934679B (en) | Current-flow test set and its control method and power measurement device | |
CN102411090A (en) | Self-checking electronic energy meter and self-checking method thereof | |
KR20200095069A (en) | Portable error corection apparatuse for Internet of Things meter | |
US11846534B2 (en) | Consumption meter, a calibration system and a method of calibration | |
US7259547B1 (en) | System and method to use dynamic feedback of analog to digital converter sample rate to adaptively lock the sample rate to input frequency | |
RU2658548C2 (en) | Automated commercial electricity metering system | |
CN110007144A (en) | A kind of frequency measurement method and associated component of input signal | |
CN102640008B (en) | Method and device for determining an input voltage on a local network station of a power network | |
Jebroni et al. | Gain correction and phase compensation of a smart electrical energy meter | |
Handhal et al. | Design and building a single-phase smart energy meter using Arduino and RF communication system | |
CN210982602U (en) | High-accuracy three-phase standard electric energy meter with harmonic measurement function | |
EP3125396B1 (en) | Power loss measuring system for measuring power loss at harmonic filter included in high voltage direct current (hvdc) transmission system, and power loss measuring method thereof | |
CN202421328U (en) | Self-testing electronic electricity meter | |
Cetina et al. | Low-cost power systems metrology laboratory based on raspberry Pi | |
Amicone et al. | A smart add-on device for the remote calibration of electrical energy meters | |
CN109298376B (en) | Electric energy value transmission method and system based on standard electric energy meter group | |
WO2020198041A1 (en) | Validating fundamental-only energy measurement | |
Yadav et al. | Design and development of a bidirectional DC net meter for vehicle to grid technology at TRL-9 level | |
Haynes et al. | Timekeeping issues in ultra-quality metering systems | |
CN220933181U (en) | Remote calibration system for electric quantity metering chip of charging pile | |
O'Connell et al. | Digital energy metering for electrical system management |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200226 |