分析智能电能表检定过程中产生时钟偏差的因素

分析智能电能表检定过程中产生时钟偏差的因素

张知李倩安思达朱环潘优

（国网河北省电力有限公司电力科学研究院河北石家庄050000）

摘要：智能表是现代智能技术发展的结果，作为智能电网的重要组成部分，发挥着对整个电力系统电量计量的作用，是电力企业抄核收工作的重要依据，智能表的计量精准度会直接影响抄核收工作，其中时钟偏差属于较为严重的故障问题，会带来极大的负面影响。明确时钟偏差产生的原因以及影响因素是十分必要的。

关键词：智能电表；鉴定过程；时钟偏差；因素

1智能电能表的功用分析

智能电能表是现代智能技术发展的产物，属于新型电子式电能计量设备，凭借对相关数据、信息的测算、统计、处理、通讯等，发挥有效的电能计量作用。能够高效地执行各类费率，客观、真实、高效地记录各个用电客户的用电负荷曲线，发挥用电的科学计量功能，依据计量结果来编制供电计划。

与普通的电能计量设备相比，智能电能表具有更多非凡的功能和作用，例如：查看电费价格、电费余额警示、智能化扣费、电量测量信息的远距离传输等，这些功能和作用既能方便供电企业自身的电能计量，又能帮助客户更加及时、客观地掌握自身的用电情况，从而维护供电企业同客户间的和谐友好关系。

智能电能表的测量精准度、科学性、客观性都有所进步，其高精准的电能计量为供电企业与用户提供了重要的依据。

2检定设备执行校时与时段投切操作的原理

2.1校时操作

参照我国计量检定与智能电能表技术的相关制度，全检验收过程中，各项实验操作的进行都应该凭借对电能表时间的调整来达到目的。要想提高电能计量设备电费计量的精准度，在相关的检定操作实现后，就要围绕电能表实施GPS校时操作。对于智能电能表来说，其校时方法较为特殊，应该利用通讯接口，例如：RS485等实施校时操作，具体的操作包括广播校时、时间参数设定。前者校正时限应该控制5分钟以内，超出5分钟以后，则需要重新进行密码验证，在此基础上来设定时间参数，再开始校时操作。

2.2日计时误差

参照相关技术规定，智能电能表的日计时误差应该控制在0.5s/d，时段投切误差也要控制在一定时间范围内，要在5分钟以内。

3时钟偏差的产生与影响

智能表检定通常选择以下检定设备，例如程控功率源、脉冲采样器、误差计算器等。这些检定设备中设有电流回路，作为负载回路，发挥着检定电能表的作用。具体的检定过程为：来自于程控功率源的电流，流经挂表架，再返回程控功率源。不同表位都设置了一个通信线路，通过几路总线进行连接。

上位机选择RS通信端口同检定设备连在一起，上位机同被检测的电能计量设备之间采用并联、串联两大连线方式。时段投切过程中，上位机将有效识别被检定的电能计量设备的相关参数、数据、信息等。选择统一的通讯线路，来检测控制所有的电能表。多功能电能计量设备已经形成了一定的通讯协议，其中明确了相关的信息传输规范。上位机则负责集中并输送相关的通讯信息，并收录、处理来自于电能计量设备的相关数据信息，实现对流程的逻辑控制。

智能电能表有着属于自己的计时系统，且处于独立运行状态，时钟偏差问题的出现，不会对计量系统的安全运行带来太大的影响，然而，其中的时段平移问题却不容忽视，因为这其中存在计时误差，长期下去会对分时电价制度的公平执行带来影响。

例如：某城市电力系统峰值时段电价：0.55元/度，峰谷时段电价：0.35元/度。如果用户的智能电能表出现时钟偏差问题，偏差时间达到10分钟，该用户在此时段大量用电达到10千瓦，那么仅在一天之内就会因为时钟偏差导致严重的用电量误差，达到1.67千瓦，峰谷时段电价作差，再乘以电量误差，就会得出一个巨大的电费偏差值。

如果该城市实行的是阶梯电价制度，那么电价则与用户的用电量密切相关，然而电能表中的电量却又按照时间来不断累积在一起，时钟偏差问题虽然不会对用电量、电费等产生影响，却会影响分时收费环节。

阶梯电价的计量和广大用电客户的实际用电量密切相关，电能计量设备中的电量是按照时间来进行逐步累积计算的，任何时间的前置与落后，都不至于导致用电量的上升，也不会导致电费的无故增加，从而可以看出，时钟偏差最终影响的是分时收费环节，不会从根本上干扰阶梯电价。

4产生时钟偏差的因素分析

4.1时钟偏差的芯片原因

时间芯片是时钟的一个关键部件，因此一旦提供时间的芯片不可靠，那一定会对最后的结果产生直接影响，引起时钟偏差也是非常正常的。对于具有独立时钟芯片的电能表，它可以独立于CPU而进行运行的，因此在CPU不出现误操作影响其运行，那么是可以进行准确运行的，对于CPU自带时钟，时钟的运行是要建立在CPU能够正常运行的基础上，一旦CPU出现错误，那么时钟很有可能会受其影响而发生偏差。因此相对来讲，独立的时钟芯片的可靠性会高一些，出现问题的几率也相对较低。

要使电能表正常运行，要处于一个正常的运行环境中，也就是说外部电源在正常的运行周期中要保持正常工作状态。如果时钟芯片电源供应的电源是处于外部电源与电池相互切换的情况，时钟芯片很可能会由于供电环境的变化而受到影响。外部电源供电不稳定或电量不足都可能使时钟芯片发生不稳定。

4.2校时方案的选择引起的偏差

智能电能表的检定装置内部，存在着一条电流回路，主要是起到检定中负载回路的作用。在进行时段的投切以及校时操作中，上位机会对电能表的参数信息进行读取和设置，以此通过一条总线来控制所有的被检表。在电能表通讯协议中，规定了具体的通讯方式和数据传输方式。在进行校时过程中，设备响应、命令处理以及通讯传输等一些时间对结果的影响比较小。但是随着表位的增多，累积的延时也会随之变长，这就使得被检电能表的校准时间出现比较大的偏差。另一种方案中可以对时间偏差的累积进行考虑，但校准的时间顺延是一个源自经验估计的值，这样产生的校时结果也是不够精确的，这样由于校时失败需要重新收发指令，又产生了新的延时因素。

4.3时段投切方案的影响

时段投切误差的测试主要有脉冲法和电量改变法两种方式。脉冲法误差试验中，日计时误差以及投切判断都会使结果产生一定的偏差，但是此种方法的偏差相对比较小。对于电量改变法，投切的结果误差主要来自于对电流走字进行时间记录的偏差，对于电流比较大的情况，电量的改变也比较快，因此对投切误差结果的影响相对较小，而电量改变的时间也要计算在投切误差中，因此投切误差的结果也是不够准确的。

结束语

随着国家智能电网的发展，智能电能表的应用也越来越广泛，这对智能电能表也提出了越来越高的要求，对于其检定装置的检定水平以及检定的准确性都有了更高的要求。对于智能电能表的检定装置也随之不断优化、进步。对智能电能表检定装置的优化方案可以有效提高检定的准确性与可靠性，有效减少时钟的偏差，这对电能表更准确有效的运行带来了一定的便利，同时为推行阶梯电价、分时电价提供了一定的技术保障，有着非常重要的意义，可以推进阶梯电价和分时电价的广泛应用，进而有利于鼓励节约用电，促进我国资源节约型、环境友好型社会的建立。

参考文献：

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