全相位数据处理下的数字电能计量研究

温家慧

摘要：数字电能计量属于目前最常用的一种计量方式，但是在具体应用过程中会因为各种人工操作不当，网络环境较差、自身适应性低等多方因素导致计量过程中易出现各种误差、超差，降低了计量结果的准确性。在不断探索中提出一种基于全相位数据处理下数字电能计量法，具有较强的适应性，能够满足在复杂情况下更好地提升计量的准确性和有效性。因此，本文对全相位数据处理下的数字电能计量进行深入研究。

关键词：全相位数据处理；数字电能计量；计量误差

为了能够更好地适应智能变电站的运行情况，各种数字电能计量表得到了广泛的应用与推广。数字电能计量表属于目前新型的一种计量方式，计量结果具有准确性和时效性的特点，这也是保障电能计量表正常运行的基础和前提。与传统电能表相比，数字化的电能计量表的结构更加简单、易操作，因为内部结构中不设有A/D模块，所以计算起来更加方便、准确，而且它与计算器的运行原理非常相似，误差发生率极低，但是也不能保障不会出现，所以在使用过程中通过分析并掌握出现误差的原因，提出有效的解决措施，以此来降低误差的发生率，保障计量结果的准确性。

1数字电能算法误差影响因素

变电站运行过程中的负荷会存在异常性波动，对数字化电能表计量的准确性造成了严重的影响，本文针对导致数字电能算法出现误差的影响因素进行分析，发现传统数字电能算法中存在的误差，并提出解决其影响因素的有效措施，提升全相位数据处理的数字电能计量法的适应性。

1.1采样值报文丢失误差

在新电站网络环境下，变电站整体的环境非常复杂，数字电能计量表在这种环境下所接受大量的采样值报文，但是各种外界因素的影响下，数字电能计量表所接受到的采样值报文就会出现严重丢失的现象，易增加误差的发生几率。当数字电能计量表在自我检测的时候，发现采样值报文有丢失的现象，系统自动就会将这种情况判断为运行故障，这种情况下分析电表的计量误差就会导致结果不准确，甚至不存在任何有意义的结果。

1.2非同步采样误差

电网设备运行中如果频率的波动非常大，数字电能计量在操作过程中就会导致电能系统运行中的频谱严重泄露，易出现计量误差，对数字电能计量结果的准确性和有效性造成了严重的影响，通常这种误差都是因为非同步情况采样所致^[1]。非同步采样误差通常也被称作为非整周期采样误差；采样频率与采样过程中所产生的信号频率之间存在着密切的联系，如果发现采样的频率超过信号频率几倍，并且频率水平也高于相对应的奈奎斯特频率，这样环境下所对应的信号精度就可以保持在一个非常高水平的状态。

2全相位数据处理下的数字电能计量

2.1全相位数据处理方法

过去所采用的电能计量为了获取电网运行过程中相对应的采样值序列，需要将采集好的数据截断，再将截断后的采样数值进行分析即可获得。在这种情况下，电网频率会出现严重的波动，一旦波动幅度较大就会导致电网周期延后，采样数值就会在相关地方发生一定的变化，这就是数据截断。传统的计量方式在相对应的环节中所出现的泄露事物为频谱泄露。为了能够有效解决该问题，确保电网安全、稳定的运行，可以在信息技术迅速发展的背景下，正确引入全相位数据处理方法，满足目前智能化电网运行的具体需求和标准^[2]。全相位数据处理方法原理如下：分割与其相对应并且较为离散的数据，得到相关数据段后，根据实际情况位移数据段，并将其全部移至中心位置，再叠加相关数据段，即可得到最终长度的数据段，这种数据段属于延续性的数据段，通过对其进行计量，能够有效提高计量结果的准确性和有效性，可以有效降低电网运行过程中频谱泄露的发生几率，实现电网安全、稳定的运行的目的。

2.2电能计算方法

全相位数据处理的数字电能计量是在实际应用过程中给予传统能量计量优化和改进的一种新型的剂量方式。相位数据处理的数字电能计量方式在实际应用过程中，可以根据电网频率的实际变化情况进行和合理化的调节，这样可以在很大程度上提高电网整体运行的适应性，可以使电能计量得到经过数据处理后的采样点数^[3]。随着智能化技术水平的不断提升，全相位数据处理的数字电能计量在具体运用过程中仍然不可避免各种问题的产生，利于对于信号波动的适应性比较差，这样就会导致数字电能计量的准确性逐渐降低，不利于电力设备的稳定运行，也会降低用户的实用度和体验度^[4]。为了能够更好地提升数字电能计量的效果，需要将该技术与插值算法进行有效的结合，这样就可以很好地弥补单一使用数字电能计量中适应能力较差的不足，因为插值算法需要先对目前电网运行的频率进行准确的计算，获得准确结果，利用全相位数据处理的采样点数对采样值数据段进行处理和计算，最后在采用DFT进行计算，可以准确获取基波和各个层次谐波的具体幅值和具体相位，得到具体的电能量，有效保障了计算结果的准确性

^[5]。具体算法的流程图见图1。

图1算法流程图

结束语

综上所述，随着智能化技术水平的逐渐提升，智能化变电站在逐渐取代传统的变电站，为了能够满足智能化变电站运行的需求，需要探索并采用安全有效的数字电能计量表。基于此，本文提出全相位数据处理方法数字电能计量算法，在对数据处理的过程中能够有效抑制DFT算法的频谱泄露，提高计量结果的准确性和实效性。而且智能化的数字电能计量算法具有非常强的适应能力，可以在负荷极为复杂的条件下准确计量电能的数值，可以为电网的安全、稳定的运行提供重要数据。

参考文献

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