基于计量误差自适应检测的电能计量计费系统工作实验分析

基于计量误差自适应检测的电能计量计费系统工作实验分析

李祺

国网山西省电力公司太原供电公司 山西省太原市 030200

摘要：本文将自适应检测技术应用于电能计量计费系统中，根据观测异常和抑制状态来估计误差，实时对动态数据进行处理，对误差进行准确定位，进一步提高系统准确度，文中阐述了电能计量计费系统计量误差自适应检测技术的工作流程，通过实验验证了电能计量计费系统计量误差自适应检测技术的可行性。

关键词：电能计量计费；计量误差；电能计量系统；电力计费系统；自适应检测技术

前言

随着计算机的普及和人们对电力工程建设的质量愈加重视，整个电力市场体系发生了深化改革，电力系统逐步成为了高科技知识产物，硬件设施逐步上升为软件系统 。电力系统市场运行机制将成为电网经营的基础，以公平、公正、公开的原则，实现对发电厂上网电量和电网间电量交换进行精密计算，这是实现电网商业化的先决条件。但是，电力系统在正常运过程中，电能的计量工作易受到外界环境的影响，出现相关的问题。而电能计量是电力生产和经营过程中的重要组成部分，发电、输电、配电、销售电力和使用电能都离不开电能的计量。

随着电网规模的不断扩大、供电负荷不断增加，电网的点对网交易、网对网交易的主体和类型愈加复杂，对电能计量计费系统的灵活性和开放性提出了更高要求。在电力系统运行过程中，电能计量是否准确关系着电费的回收准确度，电能计量误差的分析，有利于减少电能的消耗，帮助电力企业对电能资源消耗进行管理，从而维护电力企业和用电用户的利益，这不仅是经济问题，还是技术问题。精确地进行电能计量、计费也是电能计量、计费管理技术水平的重要体现。

1.电能计量计费系统自适应检测技术基本结构

电能计量计费系统主要工作是完成对电能数据的采集、传输、处理和储存等工作，再根据其相对应统计结算模型，对不同用户、时段、费率实现对电能统计和电费结算。这需要利用多种计算机技术来提升该系统数据处理和辅助决策功能。电能计量计费系统包括计量表计、数据传输网络、主站系统，如图1。

图1 电能计量计费系统基本结构

如图1所示，在用户层中，主要用于数据采集。在电力系统中，对电力使用情况统计和能源消耗情况一般通过电表实现。YU164型智能电表在电表中嵌入网卡芯片和单片机系统，以完成对峰期、谷期、平期不同分时计能，然后将采集到的数据进行加工处理、分类存储，电表通过网络接口接入Internet网络，通过互联网将数据传送至电力公司系统主站，并接受从主站发布的控制命令。

当功率因数出现过低或过高现象时，电表会启动其报警系统，则可以及时派人在现场检查电表情况。

图2 电能计量计费系统前置数据采集子系统

如图2所示，智能电表中使用的网卡芯片是由丹麦以利亚有限公司生产的JR5021型网卡芯片，该接口为USB接口，具有兼容性和稳定性。

图3 电能计量计费系统主站数据处理子系统

图3为电能计量计费系统主站数据处理子系统，主站具有很强的电量分类、统计、处理功能。如图3所示，将智能电表采集的电能数据通过远传编码器进行编码外传后，由外部接口传递至主站，在主站中，通过调制解码器将数据进行解码，传递至主机。主机是主站数据处理子系统核心，其中主要包括数据库服务器、数据备份设备和通讯工作站3个部分。

2电能计量计费系统工作流程设计

稳态和暂态是电力系统运行时常见两种状态，当电力系统处于稳态时，它的运行参数保持不变或者是变化很小，而当电力系统处于暂态时，运行参数受到外界干扰，发生很大变化，目前暂态过程主要有电磁暂态和机电暂态两种。以电压为例，图4是电力系统暂态状况对电压影响，如图4所示，当电力系统运行出现暂态状态时，电压会发生骤降现象，电压波动较大时可能会导致电网出现大规模过电流、过电压等问题，这不仅损害用户利益，还会对整个电力系统安全造成较大威胁。

图4 电力系统暂态状况对电压的影响

图5为将自适应检测技术应用于电能计量计费系统中的软件设计。如图5所示，电能计量计费系统软件工作是一个较为复杂的过程。

图5 电能计量计费系统软件工作流程设计

首先，系统接收到采集命令后，智能电表里的网卡芯片开始采集电能数据，随后单片机系统将数据进行预处理，计算相关的功率因数α、β、γ，当智能电表正常工作时，功率因数数值会在0.6-1之间，当功率因数数值不符合要求时，报警系统将自动启动。当功率因数数值符合要求时，再根据已知的电流、电压和功率值来判断电力系统是否处于稳态状态，只有当系统处于稳态时，系统才能正常工作，否则报警系统将会自动启动。

3结束语

将误差自适应检测技术应用于电能计量计费系统中，能在保持原有误差检测信号精度基础上，将误差信号采集时间进行进一步改进，缩小采集相间隔时间，保持采集点数和检测长度严格一致，从而使测量结果更加可靠、准确。本文研究的应用电能计量计费系统计量误差自适应检测技术来优化电能计量计费系统虽具备一系列优点，但是仍然缺少一定实践操作基础，在之后的实际操作中可能还会存在潜在问题，仍需要进一步进行探讨研究。

参考文献

[1] 万忠兵，谢智，王韬. 基于本征时间尺度分解和时间序列分析的电能计量误差预测方法[J]. 电气应用，2017，13（2）:77-84.

[2] 冯海清，于振. 电力系统计量中互感器误差的现场测试技术探究[J]. 工程建设与设计，2017，22（18）:56-57.

[3] 裴茂林，刘强，黄洋界，等. 智能化变电站二次侧电能计量系统计量误差分析及现场检测方法[J].电测与仪表，2017，54（16）:75-82.

[4] 陈缨，岳长喜，杨勇波，等. 配网高压电能计量装置整体校准技术研究[J]. 电测与仪表，2017，54（9）:35-39.

[5] 姜阳，曹志远. 谐波背景下电能计量系统的计量误差分析[J]. 信息记录材料，2017，18（7）:65-66.

[6] 杨智勇，刘瑞敏，李波，等. 基于RFID的电能计量设备电子封印管理系统的设计与实现[J]. 软件，2017，38（7）:83-88.

[7] 武鑫烨，弋胜男，王晓兵. 浅析电能信息采集相关技术在电力系统中的应用[J]. 工程技术:全文版，2017，22（1）:227.

[8] 赵元哲. 基于智能电能表的远程费控执行流程优化策略探究[J]. 科技创新与应用，2017，22（10）:216.

[9] 石海峰，王淑芬. 电力营销远程抄表技术现状及解决策略[J]. 通讯世界，2017，18（13）:140-141.