数字化电能表校准项目和误差成因分析

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1、数字化电能表校准项目和误差成因分析诸侃伟李莹（国网浙江杭州市余杭区供电公司311100）摘要：随着数字化电能表越来越广泛用于智能变电站电能计量系统，研究一套完备的校准规范变得日趋重要，国内外已先后研宄出一些针对数字化电能表检验的方法。针对数字化电能表校准项目和误差成因进行分析。关键词：数字化；电能表；校准；误差1、引言随着基于DL/T860规约建设的智能变电站的不断完善和发展，新一代电子式互感器+数字信号接入合并单元及电磁式互感器+模拟信号接入合并单元的系统架构逐渐取代传统模拟计量方式。2、数字化电能表研究背景数字化电能表在这种环境下应运而生，

2、相对于模拟电能表而言，它不包括模拟采样部分，其计量误差主要取决于接收采样值报文能力和电参量计量等因素,计量准确度较之模拟电能表有很大程度提升。为了保证电能计量的准确性和可靠性以及适应智能变电站整站实施的要求，有必要在新技术条件的基础上建立一套符合智能变电站特点的电能计量系统和检测系统。国内一些厂商及研宄机构对数字化电能表检验方法进行了大量研究，研宄产品主要钮括现场数字化电能表校验仪和实验室数字化电能表校验仪，现场校验仪可实现数字化电能表在现场合并单元网络报文状态下计量准确度检验。实验室校验仪研究方法主要毡括基于数字化功率源和标准数字化电能表法、

3、基于模拟功率源和模拟标准电能表法等，可测试项目包括基木误差、标准偏差估计、频率影响量、相位影响量、谐波影响量、起动、潜动、走字试验等。但总体来说，目前行业内对于数字化电能表检验还尚未形成统一的标准。木文通过分析数字化电能误差产生的原因，阐述了基于数字化功率源和标准数字化电能表法的检验装置的实现原理，并在采样值网络异常状况下进行数字化电能表的计量准确度检验。3、智能变电站计量系统分析数字化变电站计量系统由前端电磁或电子式互感器采集一次模拟电压、电流后输入合并单元，其中包括保护、测量用电压电流，多路之间通过冋步吋钟保持信号同步采样，保证采样信号的实

4、时性。合并单元将模拟量或者FT3格式数字量信号转换成符合DL/T860.92数据报文帧格式并输出给后端设备。数字化电能表作为变电站中的计量器具，它采集合并单元的输出信号按照DL/T860.92协议帧格式解析报文进行电能量计量，同吋根据当前累加电能输出相应检测脉冲。数字化电能表还具有事件记录和主动上传报告功能，它是按DL/T860.92格式将报告上报给主站设备，以供主站设备通过以太网进行远程控制。报告上报包括事件上报和电参量上报。数字化电能表支持文件服务功能，如査询删除等。主站还可通过下发报文设置数字化电能表吋区吋段。4、数字化电能表校准项S及汁

5、量误差分析4.1数字化电能表校准项B由于0前行业内没有统一的数字化电能表校准项0标准，考虑到数字化电能表应能兼容各地区不同变电站使用环境，冇必要形成统一校准规范，达到校准一致性的0的以验证数字化电能表功能完备性。缺少某些测试项0可能导致返厂维修频繁，不利于数字化电能表的维护和智能变电站计量系统稳定。结合数字化电能表S前在各地应用所出现的问题，经研究发现数字化电能表现场检验项0除基本要求的校准项0外，还应包括以下几个方面：准确度方面：（1）数字化电能表在多合并单元数据报文下的计量准确度；（2）在不同采样率情况下计量准确度。（3）报文丢失率在0.0

6、1%情况下的计量准确度。（4）改变一次电压电流规格，数字化电能表仍然具有同等级计量准确度。功能方面：（1）数字化电能表的最大通道映射能力；（2）最大支持ASDU数；（3）是否支持GMRP组网VLAN设置功能；（4）支持数字化电能表日计吋误差检测；（5）多合并单元现场应用环境中，数字化电能表能支持在一路合并单元电流处于检修状态下正常计量；（6）不接光纤线缆情况下有报警输出；（7）可根据现场实际环境设置一次侧电压电流值进行检测；（8）对于支持MMS服务的数字化电能表应对以下三个功能进行检测：主动上报符合MMS报文规范的事件或电参量报告，支持文件服务

7、功能，可通过主站下发报文设置数字化电能表吋区吋段。4.2数字化电能表误差分析数字化电能表接收合并单元输出数字报文，由于模拟采样部分己前移至前端电子式互感器，故不存在模拟采样误差。数字化电能表本身只进行纯数字量计算，理论上说误差应为零，但实际上却存在误差，具体包括以下几个方面：（1）高吞吐率下采样数据帧接收效率数字化电能表在接收采样值数据帧吋,因网络环境异常或端U流量过大而发生报文丢失或不连续的现象，而导致数据帧接收效率降低。在这种状态下，若把丢失数据帧当做零处理，将对后续计量产生误差，造成的误差与丢包发生吋候的采样值相位和每个周波的采样点数N以

8、及参与计算的采样周期数n奋关。（2）电能计量算法误差数字化电能表解析采样数据帧得到每周波采样瞬吋值后，将计算频率、冇功、无功电能等参量。对于有功电能计