基于Lagrange插值频率估计的数字电能计量算法

传统电能计量系统中电网电压/电流波形信号的采集由电子式电能表完成,电能表内部设计了频率跟踪电路,在电网频率出现波动的情况下能同步采样,电能计量误差小。在数字电能计量系统中电网波形的采集由电子式互感器或合并单元的A/D采样模块完成,由于电子式互感器或合并单元采集后到的电网波形信号需要组帧传输给后续不同的数字化设备使用,其采用固定的采样频率,所以,在电网频率出现波动的情况下,不能实时跟踪电网频率而改变采样频率实现同步采样,电能计量误差大,因此,为减小在频率波动条件下的电能计量误差,提出一种数字电能计量新算法,该方法利用三次拉格朗日(Lagrange)插值算法提取出电网基波频率,并利用离散傅里叶变换(DFT)算法的栅栏效应进行波形成分提取,实现电能计算,该方法实现简单,通过实验仿真验证了其电能计量误差小,具有实用价值。     

数字电能计量的误差来源探讨

随着智能电网和智能变电站技术的发展和相关工程建设的开展,基于IEC 61850的数字电能计量系统也得到了大范围的部署.相比传统计量系统,数字电能计量系统有着全新的结构和特性,其误差来源也发生了很大的改变.从数字电能计量的总体出发,对可能引入计量误差的各个环节进行了探讨,对各个环节的误差特性进行了简要分析.探讨的环节包括电子式互感器、合并单元、通信环节、数字电能表以及非同步采样等.     

相位伏安法检查电能计量装置接线

相位伏安法是利用相位伏安表及相序表对现场运行中的电能计量装置接线进行检查，并根据所测得的电流、电压相量以及他们之间的相位关系来判断接线是否正确的一种方法。本文以10kV供电系统中普遍采用的高压三相三线电能计量装置为例。以正确接线和相量分析为基础。简单介绍运用相位伏安法检查接线正确与否的步聚.     

实验室间电能计量标准比对的方法与数据处理

文中介绍了电能计量标准实验室间标准比对的过程、方法,通过实例给出比对结果,分析试验数据并进行数据处理,得出比对试验的结论,真实地反映参加比对工作的实验室电能计量的综合技术水平。     

基于DSP的谐波电能计量算法研究

分析了已有FFT算法在谐波电能计量应用中产生的缺陷,提出了加窗FFT谐波电能计量算法,并给出了基于加窗FFT谐波电能计量算法的基本电能计量参数计算公式。运用Matlab进行了算法仿真,构建了谐波电能计量算法的DSP实验系统,编写了浮点型DSP芯片TMS320F28335主程序流程图及电能计量算法子程序流程图,对本文算法进行了实验验证。结果证明,本文的谐波电能计量算法具有很高的准确度,兼具可行性和实用性。     

电能计量装置的计量误差分析方法

提出了电能计量装置的计量误差以一定的置信概率落在一定的区间内的描述方法，这种方法简单、直观、基本有效，并举例说明了该方法的应用过程。     

基于改进Simpson积分算法的电能计量方法

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化Simpson积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。     

基于改进Simpson积分算法的电能计量方法

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化Simpson积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。     

降低电能计量装置综合误差的方法

对电能计量装置中,综合误差产生的原因进行了分析。提出了降低电能计量装置综合误差应采取的方法及防范措施。     

基于LMS自适应滤波的电能计量箱数据采集与处理方法研究*

为了解决电能计量箱多传感器数据同步采集,并降低数据噪声的问题,文章研究设计了电能计量箱多特征量采集系统。该方法采用STM32F7和STM32F1单片机作为主-辅处理器,设计了多传感器数据滤波和扩展IO资源采集系统;设计并采用了标准化的通信协议使传感器数据实现同步采集;最后,采用基于最小均方(LMS)自适应滤波的方法对采集的数据进行降噪处理和分析。文章以温度传感器ADT7320为例做了数据采集与滤波处理实验,通过数据降噪处理后,基本消除了频率在1 Hz以上的噪声且小于1 Hz的噪声幅值也减少为原来的50%～90%。通过与传统的低通滤波器相比,文中方法能根据噪声频率进行自适应滤波,从而得到较为纯净准确的传感器数据。     

基于高压电能表的计量装置在线校验技术

在分析了传统的高压电能计量装置在线校验方法的优、缺点后,提出将高压电能表作为电能计量装置的"整体标准",用它做在线校验运行中的比对标准.电能计量在线校验系统由高压电能表和低压校验终端共同组成.高压电能表在高压侧直接采集高压电量信息并计算出电能量;低压校验终端读取被校计量装置的电能误差数据,并负责比对、存储、显示和通信.通过在线校验运行案例的结果表明,校验误差结果与理论计算的综合误差一致,所设计的装置可用于计量装置在线校验,也可在计量装置损坏或故障时,作为副表追补电量.     

典型电能计量算法数值仿真及性能比较研究

在梳理较为成熟的五种典型电能计量算法的原理和特点基础上,分别在非同步采样和同步采样条件下运用这五种算法进行数值仿真分析,考察它们测算总电能、基波电能和谐波电能的准确性和实时性。研究发现,Nuttall窗双谱线插值FFT算法、Rife-Vincent窗双谱线插值FFT算法、小波包分解和重构算法测算总电能和基波电能的相对误差较小;而小波包分解和重构算法、Prony算法和准同步采样FFT算法测算谐波电能的相对误差较大;再者,Rife-Vincent窗双谱线插值FFT算法和Nuttall窗双谱线插值FFT算法的实时性均明显优于其他算法。这些结论可为实际应用提供参考。     

电能计量差错预警模式探讨

分析现场核查、计费电能表与计量自动化终端比对、在变压器低压侧加装低压计量装置等方式进行电能计量差错预警的特点及缺陷,提出在低压计量装置上增加支持需求侧响应功能这一新模式,搭建了涵盖所有影响电能计量准确性因素的预警系统,实现负荷控制及与安装在高压侧的计量装置进行计量差错比对预警,完善了电能计量比对模式。     

基于混合窗的改进全相位谐波相位检测算法

在实际谐波检测过程中,传统傅里叶算法只能做到非同步采样,这样就无法避免栏栅效应和频谱泄露的存在,导致谐波检测中相位检测精度相对较低。针对此问题,提出hanning窗和4项5阶nuttall窗的二阶混合卷积窗,用其在相位检测中做预处理,并以此提出基于混合卷积窗的改进全相位傅里叶算法,该算法在谐波相位检测中能有效提高谐波相位检测精度。分别在白噪声和频率波动的影响下做仿真验证,并与传统的加窗插值算法作对比分析。仿真结果表明,文中优化算法在谐波相位检测中具有较大优势,提高4个数量级的精确度,且具有较强抗白噪声和频率波动能力。     

功率因数对电能计量的影响

为了确定用电设备导致的低功率因数对电能计量装置产生的影响,文章从理论角度分析了功率因数降低对电能质量的影响,并通过实验验证了电能表在相同视在功率不同功率因数情况下的计量性能。实验结果表明,用电设备功率因数越低,产生的无功功率越大,线路的损耗越多,使得电能计量装置误差也越大。     

一种新型三相多功能电能测量系统设计

在介绍ADE7758多功能芯片特性的基础上,提出一种新型三相多功能电能测量系统设计方案。该方案以ADE7758为计量芯片进行硬件电路设计,以P89C51RD2单片机作为系统处理器,设计了相应的测量系统软件及PC机应用软件,并对ADE7758实现谐波分析的特性进行了分析。用标准的测试设备对系统的测量精度进行了实验论证,实验结果表明:当电流在0.1-6.0 A时测量误差小于±0.5%,电压在150.57-260.18 V时测量误差小于±0.2%,具有较高的测量精度,可以满足电能测量的精度要求以及电力设备实时监控方面的要求。     

电能计量系统发展综述

基于互感器、电能表和二次接口等方面回顾了电能计量装置的发展历程和原理,对21世纪现代电能计量装置的发展趋势进行了展望,指出数字化、智能化、标准化、系统化和网络化是现代电能计量系统发展的必然趋势。另外,还介绍了几个新型互感器（Rogowski光电式电流互感器、法拉第磁光效应互感器和光学电压互感器）,特殊功用的新型电能表（单相电子式复费率电能表、三相预付费电表和数字式电能表）和几种常用电能计量芯片。     

电能计量算法在双向计量频繁切换下的性能分析和改进

随着光伏发电等分布式能源的普及应用,电能表在现场运行中可能会频繁遇到电能双向变化的情况,而在当前电能表的标准体系中,涉及双向电能计量的要求只规定了正向或者反向下电能表的电能计量准确度,并未对双向切换时的电能计量准确度做出明确要求.文中提出了电能表双向计量的试验模型,基于该模型分析出现有电能计量算法的缺陷,并提出了改进算...