智能电能表的计量方法_开题报告

（一）国内研究现状

电能表自诞生以来已有一百多年的历史，作为测量电能的专用仪表，广泛应用于发电、输电、配电和用电各个环节，是电能计量管理现代化的基础，它的性能直接影响了电能计量管理的质量和科学水平。1880年，德国人爱迪生利用电解原理制成了直流电能表，成为世界上最早的电能表。随着交流电的出现和被利用，1889年，德国人布勒泰制作了无单独电流铁心的感应式电能表。1890年，带电流铁心的感应式电能表出现，其制动元件是一个铜环，制动力矩靠交流电磁铁产生。直到19世纪末，才逐步采用永久磁铁产生制动力矩，以降低转动元件旋转速度并增加转矩，铜制的圆转盘由铝圆盘所代替。至此，感应式电能表基本成型。感应式电能表的特点是结构简单、工作可靠。其结构主要由驱动元件、转动元件、制动元件、轴承、计度器、调整装置、防潜动装置、表盖、底座和端纽盒等组成。驱动元件由电压元件和电流元件组成，将交变的电压和电流转变为交变磁场，切割转盘，在转盘中感应出涡流，这个涡流与交流磁通相互作用形成驱动力矩，使转盘转动。转动元件由转轴和转盘组成，能在驱动元件所建立的交变磁场作用下连续转动。转轴上部有蜗杆和计度器的蜗轮衔接，将转盘的转动传递给．计度器，计度器用来计算转盘转数并显示所测定的电能。

随着电能开发及利用的加快，对电能计量管理和电能表性能提出了更高的要求。感应式电能表暴露出准确度低、适用频率范围窄、功能单一等缺点。为使电能计量仪器仪表适应工业现代化和电能计量管理现代化飞速发展的要求，电子式电能表应运而生。早期的电子式电能表是机电脉冲式电能表，由感应式电能表的测量机构和电能脉冲转换模块组成。机电脉冲式电子电能表主要由感应系列测量机构、光电转换器和分频器、计数器三大部分组成。

感应系测量机构的主要能是将电能信号转变为转盘的转数，光电转换器的功能是将正比于电能的转盘系数转换为电脉冲，此脉冲数也正比于被测电能。但由于测量机构来自于感应式电能表，因此，其性能很难再提高。为了替代由感应式测量机构测量交变电能，人们开始研究采用电子电路的方案。由于电能是电功率对时间的积分，所以任何电子电路式电能计量方案的第一步都是确定电功率。因此，使用乘法器是实现测量电功率和电能的电子电路式方案的共同特点。电子表按所依托的乘法器为模拟的还是数字的分为模拟乘法器型和数字乘法器型。

（二）国外研究现状

而目前，国内外大量制作和使用的是配有专用计量芯片的数字乘法器型电子式电能表。其中计量芯片决定了整表的性能、功能和价格，而计量芯片的核心技术是数字乘法算法的实现。当前，数字乘法器与相关运算的实现有以下三种方式：方式一，采用硬件搭建构成内部运算乘法器；方式二，通过外部DSP软件编程实现乘法运算处理；方式三，通过外部DSP芯片实现乘法处理。行业内比较流行的设计方案有两种：①采用ADC+DSP+DSP+计量软件的解决方案；②采用专用计量芯片+高性能DSP的解决方案，即从谐波电能计量出发的谐波电能计量算法和从功率定义角度出发的积分法。积分法简单易实现，现己广泛投入实际电能计量应用，目前的主流电能计量芯片如AD公司的ADE7755，ADE7752，珠海矩力公司的ATT7021，ATT7022等都是采用积分法计算有功功率的。然而积分算法有一个最大的缺点，该算法无法提供各次谐波的功率，也得不到总谐波功率，故无法区分用户是谐波源用户还是非谐波源用户，从而无法合理的计量用户的用电量。为了能够计量各谐波分量的有功功率，这就需要采用谐波分析法。谐波分析法通过分析电压、电流信号的各个谐波分量的幅值从而计算出各个谐波分量的功率，进而能够准确计量出用户实际消耗的电能。为了能够准确计算出电网中的电功率，一般采用适当的谐波分析法进行分析计算，谐波分析法以实现方法区分，大致可以分为频域测量方法和时域测量方法两大类。

二、^范文提纲

1绪论

1.1研究背景

1.2研究意义

2  智能电能表计量概述

2.1智能电能表的概念

2.2智能电能表的原理及特点

2.3电能表的误差特性

3  电能表的结构和计量原理

3.1电能表结构和工作原理

3.2有功电能的计量

4  基于 Pisarenko 的非线性负荷电能计量方法

4.1基于 Pisarenko 的电能计量新算法

4.2电能计量方式的讨论

5  新的电能计量模式和方法的研究

5.1谐波源辨识

5.2合理的计量模式和方法

6 结论

三、参考文献

[1]宗建华，闫华光，史树冬．智能电能表计量方法研究[M]．北京：中国电力出版社，2016：35-41．

[2]林繁涛，杨湘江．电能表的应用现状与展望[J]．电力设备，2017，8(8)：103-105．

[3]龚雷，叶玉峰，付维柱．展望智能电能表的应用前景[C]．安徽省智能电网技术论坛^范文集．2015：122-125．

[4]田春雨，李艳萍．一款基于PIC16F886单相智能电能表的设计[J]．电测与仪表，2016，(S1)：181-184．

[5]郭兴昕，贾军，郭晓艳，纪峰，沈秋英．智能电能表发展历程及应用前景[J]．江苏电机工程，2015(1)：82-84．

[6]蔡周峰．智能电能表的研究与设计[D]．南京理工大学，2015：9-15．

[7]王东升．面向智能电网愿景的企业信息化建设研究[D]．华北电力大学，2015：12-18．

[8]China_LinYang.Software-ControlledCacheArchitectureforEnergyEfficiency[J].IEEETransactiononCircuits&SystemforVideoTechnology,May2015,15(5):634-644.

[9]王黎军，吕宁．多功能电能表与智能电能表的异同[J]．科学之友，2015(1)．

[10]忻龙彪，龙在云．智能电网配电终端的多功能电能表设计[J]．2015(12)：11-13．