CN104483654B - 一种智能电能表测量正负偏差的综合评价方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智能电能表测量正负偏差的综合评价方法及其系统，该方法包括步骤：S1、选取智能电能表的6个负载点，功率因子分别为1.0、1.0、1.0、0.5L、0.5L、0.5L；而负载电流则依据直接接入型电能表或经互感器接入型电能而有所不同；S2、利用公式得出智能电能表的加权平均值误差，其中e1、e2、e3、e4、e5、e6表示各负载点的相对示值误差；S3、将该加权平均值误差与预设的计量误差评价区进行对比，判断智能电能表的计量是属于正差、负差或零差。本发明充分反映电能表在实际应用中误差的综合计量性能，也为智能电能表生产、电力、能源监测带来准确有益的电能计量数据。

Description

一种智能电能表测量正负偏差的综合评价方法及其系统
技术领域
本发明涉及电子式电能表计量技术领域，尤其涉及一种智能电能表测量正负偏差的综合评价方法及其系统。
背景技术
随着我国经济的飞速发展，各行各业对电的需求越来越大，不同时间用电量不均衡的现象也日益严重。为缓解我国日趋尖锐的电力供需矛盾，调节负荷曲线，改善用电量不均衡的现象，全面实行峰、平、谷分时电价制度，“削峰填谷”，提高全国的用电效率，合理利用电力资源，国内部分省市的电力部门已开始逐步推出了多费率电能表，对用户的用电量分时计费，实行一户一表的居民用电区，实行峰谷电价，以提高电能利用率，提高居民的用电质量。
但电能表会由于负载电流的变化，当功率因数发生改变时，产生误差的变化。具体的，当负载电流在额定电流的5％～30％的情况下，误差就会沿正反方向产生较大的变化，其中当负载电流较小时，误差沿正方向产生变化；当负载电流和标定电流一致时，误差最小；当负载电流为额定电流的50％～100％时，误差不是很明显；当负载电流由额定电流的30％逐渐加到100％时，负载特性曲线则沿向正方向变化；当负载电流超过额定电流时，就会产生较大负误差。此外，在功率因子为0.5时，相较于功率因子为1.0时，负载特性曲线的正值更大。
目前的电能表误差统计方法只计算当电能表的负载电流为额定电流，功率因子为0.5时的误差，无法充分反映电能表在实际应用中误差的综合计量性能。而对于以区域作为计算单位(如：一个居民小区内)的批量电能表的评价方法，目前更是还没有定义。
发明内容
本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。
为克服现有技术的问题，本发明提供一种智能电能表测量正负偏差的综合评价方法及其系统，采用6个负载点的相对示值误差计算出智能电能表的加权平均值误差，更据此判断该智能电能表的计量是属于正差、负差或零差，从而实现对电能表在不同的使用电流下的计量性能进行综合评价。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供一种智能电能表测量正负偏差的综合评价方法，其特征在于，包括步骤：
S1、负载点选取单元，用于选取智能电能表的6个负载点，对于直接接入型电能表，第一负载点的负载电流为0.1Ib，功率因子为1.0；第二负载点的负载电流为Ib，功率因子为1.0；第三负载点的负载电流为0.5Imax，功率因子为1.0；第四负载点的负载电流为0.2Ib，功率因子为0.5L；第五负载点的负载电流为Ib，功率因子为0.5L；第六负载点的负载电流为0.5Imax，功率因子为0.5L；对于经互感器接入型电能表，第一负载点电流为0.05In，功率因子为1.0；第二负载点电流为In，功率因子为1.0；第三负载点经电流为Imax，功率因子为1.0；第四负载点电流为0.1In，功率因子为0.5L；第五负载点电流为In，功率因子为0.5L；第六负载点电流为Imax，功率因子为0.5L；
S2、利用公式得出该智能电能表的加权平均值误差，其中e1表示该第一负载点的相对示值误差，e2表示该第二负载点的相对示值误差，e3表示该第三负载点的相对示值误差，e4表示该第四负载点的相对示值误差，e5表示该第五负载点的相对示值误差，e6表示该第六负载点的相对示值误差；
S3、将该加权平均值误差γ与预设的计量误差评价区进行对比，判断该智能电能表的计量是属于正差、负差或零差。
根据本发明的一个实施例，在该步骤S3中，依据该智能电能表的误差最小分辨力M或等级所对应的准确度K设定该计量误差评价区。
根据本发明的一个实施例，该智能电能表的误差最小分辨力M＝K×0.1，其中K代表该智能电能表等级所对应的准确度。
根据本发明的一个实施例，该计量误差评价区分为零差区、正差区与负差区，以该智能电能表的误差最小分辨力M或等级所对应的准确度K表示；当以该智能电能表的误差最小分辨力M表示时，该零差区的数值范围为[-0.2M,0.2M]，该正差区的数值范围为(0.2M,10M]，该零负差区的数值范围为[-10M,-0.2M)；当以智能电能表的等级所对应的准确度K表示时，该零差区的数值范围为[-0.02K,0.02K]，该正差区的数值范围为(0.02K,K]，该零负差区的数值范围为[-K,-0.02K)。。
根据本发明的一个实施例，还包括步骤S4，通过步骤S1至S3获取多台智能电能表的计量信息，并据此计算正差率、负差率或零差率。
根据本发明的另一个方面，提供一种智能电能表测量正负偏差的综合评价系统，其特征在于，包括：
负载点选取单元，用于选取智能电能表的6个负载点，其中，对于直接接入型电能表，第一负载点的负载电流为0.1Ib，功率因子为1.0；第二负载点的负载电流为Ib，功率因子为1.0；第三负载点的负载电流为0.5Imax，功率因子为1.0；第四负载点的负载电流为0.2Ib，功率因子为0.5L；第五负载点的负载电流为Ib，功率因子为0.5L；第六负载点的负载电流为0.5Imax，功率因子为0.5L；对于经互感器接入型电能表，第一负载点电流为0.05In，功率因子为1.0；第二负载点电流为In，功率因子为1.0；第三负载点经电流为Imax，功率因子为1.0；第四负载点电流为0.1In，功率因子为0.5L；第五负载点电流为In，功率因子为0.5L；第六负载点电流为Imax，功率因子为0.5L；
加权平均值误差计算单元，用于利用公式得出该智能电能表的加权平均值误差，其中e1表示该第一负载点的相对示值误差，e2表示该第二负载点的相对示值误差，e3表示该第三负载点的相对示值误差，e4表示该第四负载点的相对示值误差，e5表示该第五负载点的相对示值误差，e6表示该第六负载点的相对示值误差；
判断单元，用于将该加权平均值误差γ与预设的计量误差评价区进行对比，判断该智能电能表的计量是属于正差、负差或零差。
根据本发明的一个实施例，还包括计量误差区设定单元，用于依据该智能电能表的误差最小分辨力M或等级所对应的准确度K设定该计量误差评价区。
根据本发明的一个实施例，该计量误差区设定单元，用于获取该智能电能表等级所对应的准确度K，并据此计算该智能电能表的误差最小分辨力M＝(K×0.1)。
根据本发明的一个实施例，该计量误差区设定单元还用于将该计量误差评价区分为零差区、正差区与负差区，并以该智能电能表的误差最小分辨力M或等级所对应的准确度K表示；当以该智能电能表的误差最小分辨力M表示时，该零差区的数值范围为[-0.2M,0.2M]，该正差区的数值范围为(0.2M,10M]，该零负差区的数值范围为[-10M,-0.2M)；当以该智能电能表的等级所对应的准确度K表示时，该零差区的数值范围为[-0.02K,0.02K]，该正差区的数值范围为(0.02K,K]，该零负差区的数值范围为[-K,-0.02K)。
根据本发明的一个实施例，还包括合格率计算单元，用于获取多台智能电能表的计量信息，并据此计算正差率、负差率或零差率。
本发明提供的智能电能表测量正负偏差的综合评价方法及其系统，根据居民用电负荷随季节、昼夜、气温等环境条件变化，取多个负载点误差的算术平均值进行加权运算，能更好体现居民用电情况，更准确反映智能表在不同适用领域的计量性能。
通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。
附图说明
下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：
图1为本发明实施例的智能电能表测量正负偏差的综合评价方法的流程示意图。
图2为本发明实施例的智能电能表测量正负偏差的综合评价系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种智能电能表测量正负偏差的综合评价方法，其特征在于，包括步骤：
S1、负载点选取单元，用于选取智能电能表的6个负载点，对于直接接入型电能表，第一负载点的负载电流为0.1Ib，功率因子为1.0；第二负载点的负载电流为Ib，功率因子为1.0；第三负载点的负载电流为0.5Imax，功率因子为1.0；第四负载点的负载电流为0.2Ib，功率因子为0.5L；第五负载点的负载电流为Ib，功率因子为0.5L；第六负载点的负载电流为0.5Imax，功率因子为0.5L；对于经互感器接入型电能表，第一负载点电流为0.05In，功率因子为1.0；第二负载点电流为In，功率因子为1.0；第三负载点经电流为Imax，功率因子为1.0；第四负载点电流为0.1In，功率因子为0.5L；第五负载点电流为In，功率因子为0.5L；第六负载点电流为Imax，功率因子为0.5L；
S2、利用公式得出该智能电能表的加权平均值误差，其中e1表示该第一负载点的相对示值误差，e2表示该第二负载点的相对示值误差，e3表示该第三负载点的相对示值误差，e4表示该第四负载点的相对示值误差，e5表示该第五负载点的相对示值误差，e6表示该第六负载点的相对示值误差；
S3、将该加权平均值误差γ与预设的计量误差评价区进行对比，判断该智能电能表的计量是属于正差、负差或零差。
在步骤S1中被选择的6个负载点的具体特征如下表1所示：
相对示值误差 直接接入 经互感接入 功率因子
第一负载点 e1 0.1Ib 0.05In 1.0
第二负载点 e2 Ib In 1.0
第三负载点 e3 0.5Imax Imax 1.0
第四负载点 e4 0.2Ib 0.1In 0.5L
第五负载点 e5 Ib In 0.5L
第六负载点 e6 0.5Imax Imax 0.5L
表1
步骤S2中的智能电能表的加权平均值误差代表居民实际用电情况，它是多个用电负载点误差加权运算得出的数值。居民用电负荷随季节、昼夜、气温等环境条件变化，取多个负载点误差的算术平均值进行加权运算，能更好体现居民用电情况，更准确反映智能表计量性能。依据《民用建筑电气设计规范》(JGJ-16-2008)，房屋面积(70～100)平方米，夏季，19:00～22:00时的用电情况，可以选择步骤S1中的6个负载点为用电特征负载点，计算出智能电能表的加权平均值误差。
在步骤S3中的计量误差评价区可以依据智能电能表的误差最小分辨力M或等级所对应的准确度K设定。在本实施例中，智能电能表的误差最小分辨力M＝K×0.1，其中K代表该智能电能表等级所对应的准确度；根据上述智能电能表的误差最小分辨力M的1/5将计量误差评价区分为零差区、正差区与负差区，其中该零差区的数值范围为[-0.2M,0.2M]，正差区的数值范围为(0.2M,10M]，零负差区的数值范围为[-10M,-0.2M)。
此外，还能根据上述智能电能表的等级所对应的准确度K的1/50将计量误差评价区分为零差区、正差区与负差区，此时，零差区的数值范围为[-0.02K,0.02K]，正差区的数值范围为[0.02K,K]，零负差区的数值范围为[-K,-0.02K]。若步骤S2中得出的加权平均值误差γ落在零差区的数值范围内，则该智能电能表的计量为零差；若该加权平均值误差γ落在正差区的数值范围内，则智能电能表的计量为正差；若该加权平均值误差γ落在负差区的数值范围内，则智能电能表的计量为负差。
下面辅以具体的实例说明上述步骤S1至S3：
检定一台2级单相直接接入型电能表，其中，第一负载点的相对示值误差e1为-0.3％，第二负载点的相对示值误差e2为0.4％，第三负载点的相对示值误差e3为-0.2％，第四负载点的相对示值误差e4为-0.2％，第五负载点的相对示值误差e5为0.4％，第六负载点的相对示值误差e6为-0.1％，则该电能表的加权平均误差γ为：
γ＝[(-0.3％)+3×0.4％+(-0.2％)+(-0.2％)+3×0.4％+(-0.1％)/10＝0.22％
由于该电能表的等级为2级,其所对应的准确度K＝2％，因此其最小分辨力M＝0.2％，最小分辨力的1/5为0.04％；而γ＝0.22％落在正差区的数值范围(0.04％,2％]内，因此该电能表的计量性能属于正差。此外，通过负载电流为Ib，功率因子为1.0的第二负载点的相对示值误差e2为0.4％>0.04％，能进一步确定为该电能表在负载电流为Ib，功率因子为1.0的负载点的相对示值误差属于正差。
采用本发明提供的智能电能表测量正负偏差的综合评价方法还能对一批智能电能表进行检定，具体来说，还包括步骤S4，通过步骤S1至S3获取多台智能电能表的计量信息，并据此计算正差率、负差率或零差率，上述计量信息即通过步骤S1至S3得到智能电能表的计量是属于正差、负差或零差的信息，若该批智能电能表共有N台，其中有N1台智能电能表的计量属于正差，N2台智能电能表的计量属于负差，N3台智能电能表的计量属于零差，则该批智能电能表的正差率为N1/N×100％，负差率为N2/N×100％，零差率N3/N×100％。
举例来说，对一批某厂生产的1536台直接接入型单相智能电能表进行检定，经过计算，得出各台智能电能表的加权平均值误差，通过分析，得出本批智能电能表正差281台，负差347台，零差908台，则其对应的正差率为18.3％，负差率为22.6％，零差率率59.1％，合格率为100％。另外，针对年度智能电能表安装量，可以计算出年合格率；不同厂家生产的智能电能表，具有不同的计量性能，可以通过数学模型对各厂家智能电能表的合格率进行分析、比对。
如图2所示，本发明还提供一种智能电能表测量正负偏差的综合评价系统，其特征在于，包括：
负载点选取单元10，用于选取智能电能表的6个负载点，对于直接接入型电能表，第一负载点的负载电流为0.1Ib，功率因子为1.0；第二负载点的负载电流为Ib，功率因子为1.0；第三负载点的负载电流为0.5Imax，功率因子为1.0；第四负载点的负载电流为0.2Ib，功率因子为0.5L；第五负载点的负载电流为Ib，功率因子为0.5L；第一负载点的负载电流为0.5Imax，功率因子为0.5L；对于经互感器接入型电能表，第一负载点电流为0.05In，功率因子为1.0；第二负载点电流为In，功率因子为1.0；第三负载点经电流为Imax，功率因子为1.0；第四负载点电流为0.1In，功率因子为0.5L；第五负载点电流为In，功率因子为0.5L；第六负载点电流为Imax，功率因子为0.5L；
加权平均值误差计算单元20，与负载点选取单元10相连，
用于利用公式得出该智能电能表的加权平均值误差，其中e1表示该第一负载点的相对示值误差，e2表示该第二负载点的相对示值误差，e3表示该第三负载点的相对示值误差，e4表示该第四负载点的相对示值误差，e5表示该第五负载点的相对示值误差，e6表示该第六负载点的相对示值误差；
判断单元30，与加权平均值误差计算单元20相连，用于将该加权平均值误差γ与预设的计量误差评价区进行对比，判断该智能电能表的计量是属于正差、负差或零差。
还包括计量误差区设定单元40，与判断单元30相连，用于依据该智能电能表的误差最小分辨力M或等级所对应的准确度K设定计量误差评价区。具体地，该计量误差区设定单元40，用于获取该智能电能表等级所对应的准确度K，并据此计算该智能电能表的误差最小分辨力M＝K×0.1；该计量误差区设定单元40还用于根据智能电能表的误差最小分辨力M或等级所对应的准确度K将该计量误差评价区分为零差区、正差区与负差区，当以该智能电能表的误差最小分辨力M表示时，该零差区的数值范围为[-0.2M,0.2M]，该正差区的数值范围为(0.2M,10M]，该零负差区的数值范围为[-10M,-0.2M)；当以该智能电能表的等级所对应的准确度K表示时，该零差区的数值范围为[-0.02K,0.02K]，该正差区的数值范围为(0.02K,K]，该零负差区的数值范围为[-K,-0.02K)。
当智能电能表的加权平均值误差γ在正差区时，智能电能表的计量属于正差；当智能电能表的加权平均值误差γ在负差区时，智能电能表的计量属于负差；当智能电能表的加权平均值误差γ在零差区时，智能电能表的计量属于零差。
此外，还设有合格率计算单元50，与判断单元30相连，用于获取多台智能电能表的计量信息，并据此计算正差率、负差率或零差率。具体的，若用于计算N台智能电能表的正差率、负差率或零差率时，获取该N台智能电能表的计量信息，即该智能电能表的计量是属于正差、负差还是零差，当有N1台智能电能表的计量属于正差，N2台智能电能表的计量属于负差，N3台智能电能表的计量属于零差时，该批智能电能表的正差率为N1/N×100％，负差率为N2/N×100％，零差率N3/N×100％。另外，针对年度智能电能表安装量，可以计算出年合格率；不同厂家生产的智能电能表，具有不同的计量性能，可以通过数学模型对各厂家智能电能表的合格率进行分析、比对。
本发明提供的智能电能表测量正负偏差的综合评价方法及其系统，针对智能电能表各负载点的误差进行分析，通过数学模型计算出电能表整体的正差、负差，继而对电能表在不同的使用电流下的计量性能进行综合评价。给智能电能表使者用量化的说明、给相关部门提供质量监管数据，同时也为智能电能表生产、电力、能源监测带来准确有益的电能计量数据。
该些电能计量数据能有效推进居民对智能电能表的应用理解，减少居民对智能电能表的误解，增强居民对电力部门、质检部门的信任，对抵制谣言、维护社会和谐具有积极作用。同时，使质检管理精细化、信息化，提高了质检部门监管智能电能表首检工作的力度，保证了智能电能表首检工作质量，为给国家、能源管理部门提供准确可靠的电能源数据奠定了基础。
以上参照附图说明了本发明的优选实施例，本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (4)

1.一种智能电能表测量正负偏差的综合评价方法，其特征在于，包括步骤：
S1、选取电能表的6个负载点，对于直接接入型智能电能表，第一负载点的负载电流为0.1Ib，功率因子为1.0；第二负载点的负载电流为Ib，功率因子为1.0；第三负载点的负载电流为0.5Imax，功率因子为1.0；第四负载点的负载电流为0.2Ib，功率因子为0.5L；第五负载点的负载电流为Ib，功率因子为0.5L；第六负载点的负载电流为0.5Imax，功率因子为0.5L；对于经互感器接入型电能表，第一负载点电流为0.05In，功率因子为1.0；第二负载点电流为In，功率因子为1.0；第三负载点经电流为Imax，功率因子为1.0；第四负载点电流为0.1In，功率因子为0.5L；第五负载点电流为In，功率因子为0.5L；第六负载点电流为Imax，功率因子为0.5L；
S2、利用公式得出所述智能电能表的加权平均值误差，其中e1表示所述第一负载点的相对示值误差，e2表示所述第二负载点的相对示值误差，e3表示所述第三负载点的相对示值误差，e4表示所述第四负载点的相对示值误差，e5表示所述第五负载点的相对示值误差，e6表示所述第六负载点的相对示值误差；
S3、将所述加权平均值误差γ与预设的计量误差评价区进行对比，判断所述智能电能表的计量是属于正差、负差或零差；
在所述步骤S3中，依据所述智能电能表的误差最小分辨力M或等级所对应的准确度K设定所述计量误差评价区；
所述智能电能表的误差最小分辨力M＝K×0.1，其中K代表所述智能电能表的等级所对应的准确度；
所述计量误差评价区分为零差区、正差区与负差区，以所述智能电能表的误差最小分辨力M或等级所对应的准确度K表示；当以所述智能电能表的误差最小分辨力M表示时，所述零差区的数值范围为[-0.2M,0.2M]，所述正差区的数值范围为(0.2M,10M]，所述负差区的数值范围为[-10M,-0.2M)；当以所述智能电能表的等级所对应的准确度K表示时，所述零差区的数值范围为[-0.02K,0.02K]，所述正差区的数值范围为(0.02K,K]，所述负差区的数值范围为[-K,-0.02K)。
2.根据权利要求1所述智能电能表测量正负偏差的综合评价方法，其特征在于，还包括步骤S4，通过步骤S1至S3获取多台智能电能表的计量信息，并据此计算正差率、负差率或零差率。
3.一种智能电能表测量正负偏差的综合评价系统，其特征在于，包括：
负载点选取单元，用于选取智能电能表的6个负载点，对于直接接入型电能表，第一负载点的负载电流为0.1Ib，功率因子为1.0；第二负载点的负载电流为Ib，功率因子为1.0；第三负载点的负载电流为0.5Imax，功率因子为1.0；第四负载点的负载电流为0.2Ib，功率因子为0.5L；第五负载点的负载电流为Ib，功率因子为0.5L；第六负载点的负载电流为0.5Imax，功率因子为0.5L；对于经互感器接入型电能表，第一负载点电流为0.05In，功率因子为1.0；第二负载点电流为In，功率因子为1.0；第三负载点经电流为Imax，功率因子为1.0；第四负载点电流为0.1In，功率因子为0.5L；第五负载点电流为In，功率因子为0.5L；第六负载点电流为Imax，功率因子为0.5L；
加权平均值误差计算单元，用于利用公式得出所述智能电能表的加权平均值误差，其中e1表示所述第一负载点的相对示值误差，e2表示所述第二负载点的相对示值误差，e3表示所述第三负载点的相对示值误差，e4表示所述第四负载点的相对示值误差，e5表示所述第五负载点的相对示值误差，e6表示所述第六负载点的相对示值误差；
判断单元，用于将所述加权平均值误差γ与预设的计量误差评价区进行对比，判断所述智能电能表的计量是属于正差、负差或零差；
还包括计量误差区设定单元，用于依据所述智能电能表的误差最小分辨力M或等级所对应的准确度K设定所述计量误差评价区；
所述计量误差区设定单元，用获取的所述智能电能表等级所对应的准确度K，并据此计算所述智能电能表的误差最小分辨力M＝K×0.1；
所述计量误差区设定单元还用于将所述计量误差评价区分为零差区、正差区与负差区，并以所述智能电能表的误差最小分辨力M或等级所对应的准确度K表示；当以所述智能电能表的误差最小分辨力M表示时，所述零差区的数值范围为[-0.2M,0.2M]，所述正差区的数值范围为(0.2M,10M]，所述负差区的数值范围为[-10M,-0.2M)；当以所述智能电能表的等级所对应的准确度K表示时，所述零差区的数值范围为[-0.02K,0.02K]，所述正差区的数值范围为(0.02K,K]，所述负差区的数值范围为[-K,-0.02K)。
4.根据权利要求3所述智能电能表测量正负偏差的综合评价系统，其特征在于，还包括合格率计算单元，用于获取多台智能电能表的计量信息，并据此计算正差率、负差率或零差率。
CN201510007339.9A 2015-01-07 2015-01-07 一种智能电能表测量正负偏差的综合评价方法及其系统 Active CN104483654B (zh)

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