基于改进Simpson积分算法的电能计量方法.pdf

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1、第40卷第13期电力系统保护与控制V01．40No．132012年7月1日PowerSystemProtectionandControljuly1，2012基于改进Simpson积分算法的电能计量方法吴振军，冯为民，胡智宏，崔光照(郑州轻工业学院，河南省信息化电器重点实验室，河南郑州450002)摘要：非同步采样的泄露是电能计量出现较大误差的原因。提出一种固定采样频率条件下的电能计量方法，该方法基于复化simpson积分算法，在系统频率发生偏移时充分考虑非同步采样的泄露误差，能够得到较精确的电能计量结果。推导了改进复化simpson积分

2、公式，并利用该方法对理想及实际电力系统电能进行了仿真，和其它计量算法进行了对比。仿真结果表明使用改进的复4~SimpsonfTA,分算法能显著提高计量精度，且计算量增加较少，具有很好的使用价值。关键词：电能计量；计量误差；非同步采样；改进复化simpson积分MethodofelectricenergymeasurementbasedonmodifiedSimpsonintegralalgorithmwUZhen-jun，FENGWei—min，HUZhi-hung，CUIGuang—zhao(HenanKeyLabInform~ion

3、-basedElectricalAppliances，ZhengzhouUniversityofLightIndustry,Zhengzhou450002，China)Abstract：Theasynchronoussamplingleakcauseserrorsinelectricenergymeasurement．Anewelectricenergymeasurementmethodisproposedbyfixingthesamplingfrequency,andthismethodisbasedonSimpsonintegral

4、method，andittakesaccountoftheenergyleakinasynchronoussamplingwhensystemfrequencyshifts，thusitcan．achieveanaccurateresult．ThemodifiedSimpsonintegralformulaisgiven．Theidealpowersystemelectricenergyandtherealonearesimulatedbythealgorithm，andarecomparedwithothermethods．Thesi

5、mulationresuRsillustratethatthenewalgorithmcanreducethemeasurementerrorsdramaticallyandcomputationalcomplexityhaslittleincreased．SothemodifiedSimpsonintegralmethodhasgoodpracticalvalue．Keywords：electricenergymeasurement；meteringeror；asynchronoussampling；modifiedSimpsonin

6、tegral中图分类号：TM93文献标识码：A章编号：1674—3415(2012)13．0014．04些文献采用软件算法补偿来降低非同步采样带来的0引言泄露误差[10-111。现代电力系统中的非线性负荷日益增多，由此本文通过对非同步采样和数字积分算法特性产生的大量谐波对电能计量精度产生了严重的影进行分析，找出非同步采样时电能计量误差的原因，响【jJ。文献[2】基于电流分解的新功率理论解决冲击并采用改进Simpson算法来降低泄露误差，通过仿负荷电能计量问题；文献【3】基于小波包分解与重构真实验验证该算法可以提高电能表对非线性负荷电算法

7、实现复杂工业现场电能准确计量；文献『4】基于能计量的准确度与适应性。基波功率因数和等值功率因数相结合实现合理的电1非同步采样误差分析能计量；文献[5】采用复化Newton．Cotes积分算法，实现对非线性负荷电能准确计量。若信号中最高次谐波频率为．厂m由奈奎斯特目前电能计量精度主要依赖同步采样准确度。采样定理，采样频率应满足>2。当信号频率但硬件同步采样电路相对较复杂且易受干扰[，而波动时，以固定频率(>2厂m从)对信号厂(f)进软件同步算法复杂不利于实时测量[17]且存在较大误行采样，采样周期为Ts=1／，则有T=(N+A)差。所谓同

8、步采样仍会存在一定的非同步泄露【8。9]，(0≤△<1)，A为非同步采样的采样余数。给电能计量带来误差。非同步采样电路简单，有一分析固定频率采样时信号一个周期情况，如图1所示，(0)和(Ⅳ)分别是该周期采样