复化newton-cotes积分算法在电能计量中的应用

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1、复化NewtorvCotes积分算法在电能计量中的应用总第47卷第538期2010年第10期Electrical电测与仪表Measurement&InstrumentationV01.47No-5380ct.2010复化Newton—Cotes积分算法在电能计量中的应用易龙强，宋慧娜，陈金玲（威胜集团有限公司，长沙410013）摘要：当前非线性负荷大量应用于电力系统，对电能计量的准确度造成了较大影响。业界普遍通过研究负荷特性、电网建模以及基于Fr11的谐波分析等方法来解决非线性负荷计量的准确度问题，少冇专家针对业界普遍使用的点积算法准确度特性开

2、展研究与分析。本文则针对传统点积计量算法，在分析其算法特性的基础上，指出其在计算非线性负荷条件下算法准确度不足。从而提出通过釆用具有高阶计量精度等级的复化Newton—Cotes积分算法，來提高电能表对现代非线性负荷电能计量的准确度与适应性。通过算法的理论分析，给出了算法设计与实现方法。仿真与实验结果验证表明，高阶复化Newton—Cotes积分算法在电能计量领域应用对提高电表准确度方面是十分有效的。关键词：电能计量；复化牛顿一柯特斯公式；复化辛甫生算法；点积算法屮图分类号：TM933•文献标识码：B文章编号:1—1390(2010)10—00

3、15—06onofCompoundNewtoLong,SONGHui-na,CHENJiChangsha410205,Chresternswergridmodelingandharmonicana1ysisbaseddoresearchstreyedefanacharacteristics.Therefore,thipaperappNewthighandalgorroughhatveryeffective.rnon——1improvetheaccuracymeterareaKeywords：energymeasurement,compoundN

4、ewton—Cotesintegralformu1a,compoundsimpsonformu1a,dotproductalgorithm0引言为有效解决电网谐波对电能计量准确度的彫响，电能计量是发电企业、输变电企业和用电客户之间进行经济结算的基础依据，它的准确性直接影响三者的利益。在现代化工业飞速发展的过程中，电力系统接入了大量非线性负荷，由此产牛的大量谐波电流、谐波电压不但严重影响了电力传输效率，而且对电能计量的准确度产生了严重的影响。各专家学者纷纷展开了对谐波电能计量的研究。文献【1】对电网中一类特定的冲击负荷电能计量理论与方法进行了部分

5、总结与概括；文献【21针对电气化铁路的谐波特点,采用D1ZI”与Hi1bert算法来提高有无功电能计算的准确度;文献f3】通过对非线性或冲激性负荷的电网模型的建模和对现有电能计量方法产生误差的-15—万方数据总第47卷第538期2010年第10期Electrical电测与仪衷Measurement&InstrumentationV01.47No・5380ct.2010成因分析，提出了随机过程下电能计量方法；文献【4】提出一种基于三角自卷积窗的插值FfT11基波与谐波电能计量算法，来减少非同步釆样条件下频率泄漏和栅栏效应对谐波检测和电能计量的影响

6、；文献[5]从矢量的角度对电网信号四象限功率测量原理与方法进行分析，来提高功率测量的准确度和适应性；文献【6】则提岀一种适用于VLSI实现的基波、谐波电能计量算法，对电网能量占90%以上的基波信号进行单独处理，对能量相对较高的几个低频谐波提供计量硬件，并将其投入计量芯片的应用中。以上文献所用方法都是针对电网信号、模型或通过对谐波电量分析等方法与途径，来解决电网在非线性负荷下电能计量准确性、合理性等问题。目前，业界对有、无功电能计量的基础计算方法仍以点积算法为主。却很少涉及对该计量算法特性的分析，和从研究算法准确度的角度提高电表计量准确度，以及对

7、各类负载计量的适应性。本文通过对点积算法运算的特性进行分析，指出其在计量准确度上的不足之处，提出采用更高阶积分运算方法一Ne叭on-Cotes积分算法来提高电能表对有、无功计量的准确度，使得电表能适应于更广泛的非线性负荷计量。1点积算法特性分析1・1计量点数対点积算法准确度的影响目前，业界普遍采用点积运算计算有、无功电量，有、无功功率和电压、电流有效值等参数。具体计算公式如下所示：扩=专胁，dt=专薯f~)at一专薑/X2(tk)—△卩占十薑tt2(k)(1)广=专』夕(t)at=专薑』—i2(t)dr—专蓑i2(tk)?△强一蓉i2(J丨｝)

8、(2)庠专仇)at=专芸胁)at2专；尸(气)•△强F善P(后)(3)月乍J：只f)at=烛；n—i尸(气)△气一蔷P(七)？△r(4)式中尸(£)=