第2章 數字化電能計量核心技術重點與難點

2.1 數字化電能計量核心技術重點

1.數字化計量（測量）儀器的溯源和量傳體系的研究及建立

研究統一的、符合國家計量法規和智能電網需求的數字式電能表及其他新型數字化儀器的溯源和量傳方法，形成不間斷的溯源和量傳鏈路。

1）研究數字化計量（測量）溯源和量傳鏈路的實現方法及標準裝置配置。

2）研究和分析數字化量傳體系的特性及其與模擬量量傳體系的差異。

3）研究標準數字表到國家電能基準同步溯源法。

4）研究數字化計量（測量）體系在量傳過程中的可靠性。

5）進行數字化計量（測量）溯源和量傳體系各環節的不確定度分析和研究，形成不確定度分析報告。

6）研究和編寫標準數字式電能表及新型數字化儀表的校準方案或規范。

7）研究直流比例變換技術。

2.數字化計量（測量）儀器及其溯源方法的相關理論分析、模型建立和算法設計仿真

1）綜合分析和研究數字化計量（測量）體系的各影響量，以及這些影響因素對整體計量（測量）準確性的影響。

2）研究標準數字表采用不同算法之間的差異性。

3）研究標準數字表異常處理技術機制。

4）進行數字化量傳體系在時域上的變化對整個計量（測量）體系影響的理論分析和研究。

5）進行不同離散時域對計量（測量）準確性影響的理論分析和軟件仿真。

6）研究數據高采樣率到低采樣率過程中的最優數據抽取算法，并分析和驗證過程中的計量精度損失。

7）研究電子式互感器的頻率特性、穩態特性、暫態特性、數據同步等特性，分析其對智能變電站間隔層設備的影響。

8）建立電子式互感器及智能變電站間隔層設備的應用分析仿真系統，研究電子式互感器特性及其對智能變電站間隔層設備的影響性能綜合評價方法。

3.開展IEC61850MMS協議的應用及其測試研究

1）獨立電能計量儀器、包含電能計量功能的裝置IEC61850模型的建立規則。

2）獨立測控裝置、包含測控功能裝置的IEC61850模型的建立規則。

3）IEC61850電能計量儀器的校驗內容與新的校驗特性研究。

4）IEC61850電能計量儀器的校驗技術研究與校驗規范建立。

5）基于IEC61850MMS協議的電能計量儀器時間比較法抄表技術研究。

4.數字量到模擬量的溯源裝置的研究和開發

研究和開發出數字量到模擬量的溯源裝置，不確定度優于0.02%。

1）研究高速高精度模-數轉換技術。

2）研究高速采樣數字信號的調理與傳輸技術。

3）研究電能量脈沖的高頻輸出以及高頻電能量脈沖的測試技術。

4）研究基于光脈沖傳遞技術以提高高頻脈沖的傳遞與測試精度。

5）研究溯源裝置的工藝實現技術。

5.高等級數字標準表和標準數字源的研究和開發

研究和開發出高準確度級的標準數字表和高準確度級的標準數字源，不確定度均優于0.005%。

1）研制在不同采樣速率間可配置輸入的高等級標準數字表。

2）研究三相三線、三相四線以及3/2接線方式對數字標準表的影響。

3）研究標準數字源的以太網數字信號多模式發送，并對發送報文進行功能控制，如延時發送、時域離散、丟幀、同步丟失、報文標志異常等。

4）研究標準數字源以太網數字信號的模擬量轉換和高頻電能量光脈沖輸出技術。

5）研究標準數字源的時域可控技術，按照同步脈沖節拍實現其數字信號的延時配置。

6）研究數字儀表的校驗條件（如校驗接口要求等）。

6.相關技術的研究

研究基于精確時間控制的離散報文重構技術和基于高速采樣與數字低通的高精度數字源技術，研究實現電子式互感器校驗儀溯源的方法，并研究開發基于Agilent3458數字多用表的電子式互感器校驗儀溯源系統。

7.開展直流電子式互感器校驗技術研究

研究直流電壓量與直流電流量的精確測量技術及直流電子式互感器的時間特性、諧波特性與階躍特性的測試技術，開發直流電子式互感器校驗系統。

8.數字化計量（測量）的仿真和測試平臺的研究和建設

1）研究電網運行狀態下基于電子式互感器、數字式電能表等數字儀表的數字化計量（測量）體系與模擬量計量（測量）體系的仿真測試比對平臺。

2）建立起數字量輸入合并單元、模擬量輸入合并單元、合并單元及數字式電能表、合并單元及保護測控裝置測試系統，完成對電壓、電流、相位、功率、電能等電參量的準確性測試以及通信協議測試。

3）研究基于SV報文數字仿真傳輸的系統級計量測試技術，并開發基于SV報文數字仿真的數字化計量系統級測試系統，將合并單元、數字化繼電保護、測控裝置、數字化計量設備納入到整體測試范疇，完成整套測試。

9.研究和建立數字化計量（測量）儀器溯源和量傳的應用示范

開展數字式電能表及新型數字化儀表的檢測和校準試點工作，為進一步全面推廣數字式電能表及新型數字化儀表量值傳遞工作積累實際應用經驗和技術支持。開展溯源測試應用示范，研究數字式電能表及新型數字化儀表的檢測技術條件、檢測項目、測試方法以及評價指標，并形成一系列的技術規范、檢測規范及評價方案等。