智能表檢定過程中產生時鐘偏差的因素分析

周惠英

摘要：時鐘偏差問題是影響電能表計量精準度的一大問題，只有有效控制時鐘偏差，提高其準確性，才能維護智能表的安全運行，發揮其精準的計量功能。文章分析了智能表檢定過程中時鐘偏差的原因、影響因素及優化方案。

關鍵詞：智能表；檢定過程；時鐘偏差；計量精準度；計量功能 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM933 文章編號：1009-2374（2016）10-0142-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.10.070

智能表是現代智能技術發展的結果，作為智能電網的重要組成部分，發揮著對整個電力系統電量計量的作用，是電力企業抄核收工作的重要依據，智能表的計量精準度會直接影響抄核收工作，其中時鐘偏差屬于較為嚴重的故障問題，會帶來極大的負面影響。明確時鐘偏差產生的原因以及影響因素是十分必要的。

1 智能電能表的功用分析

智能電能表是現代智能技術發展的產物，屬于新型電子式電能計量設備，憑借對相關數據、信息的測算、統計、處理、通訊等，發揮有效的電能計量作用。能夠高效地執行各類費率，客觀、真實、高效地記錄各個用電客戶的用電負荷曲線，發揮用電的科學計量功能，依據計量結果來編制供電計劃。

與普通的電能計量設備相比，智能電能表具有更多非凡的功能和作用，例如：查看電費價格、電費余額警示、智能化扣費、電量測量信息的遠距離傳輸等，這些功能和作用既能方便供電企業自身的電能計量，又能幫助客戶更加及時、客觀地掌握自身的用電情況，從而維護供電企業同客戶間的和諧友好關系。

智能電能表的測量精準度、科學性、客觀性都有所進步，其高精準的電能計量為供電企業與用戶提供了重要的依據。

2 檢定設備執行校時與時段投切操作的原理

2.1 校時操作

參照我國計量檢定與智能電能表技術的相關制度，全檢驗收過程中，各項實驗操作的進行都應該憑借對電能表時間的調整來達到目的。要想提高電能計量設備電費計量的精準度，在相關的檢定操作實現后，就要圍繞電能表實施GPS校時操作。對于智能電能表來說，其校時方法較為特殊，應該利用通訊接口，例如：RS485等實施校時操作，具體的操作包括廣播校時、時間參數設定。前者校正時限應該控制5分鐘以內，超出5分鐘以后，則需要重新進行密碼驗證，在此基礎上來設定時間參數，再開始校時操作。

2.2 日計時誤差

參照相關技術規定，智能電能表的日計時誤差應該控制在0.5s/d，時段投切誤差也要控制在一定時間范圍內，要在5分鐘以內。

3 時鐘偏差的產生與影響

智能表檢定通常選擇以下檢定設備，例如程控功率源、脈沖采樣器、誤差計算器等。這些檢定設備中設有電流回路，作為負載回路，發揮著檢定電能表的作用。具體的檢定過程為：來自于程控功率源的電流，流經掛表架，再返回程控功率源。不同表位都設置了一個通信線路，通過幾路總線進行連接。

上位機選擇RS通信端口同檢定設備連在一起，上位機同被檢測的電能計量設備之間采用并聯、串聯兩大連線方式。具體的通訊線路結構如圖1所示：

圖1 通訊線路架構圖

時段投切過程中，上位機將有效識別被檢定的電能計量設備的相關參數、數據、信息等。選擇統一的通訊線路，來檢測控制所有的電能表。多功能電能計量設備已經形成了一定的通訊協議，其中明確了相關的信息傳輸規范。上位機則負責集中并輸送相關的通訊信息，并收錄、處理來自于電能計量設備的相關數據信息，實現對流程的邏輯控制。

智能電能表有著屬于自己的計時系統，且處于獨立運行狀態，時鐘偏差問題的出現，不會對計量系統的安全運行帶來太大的影響，然而，其中的時段平移問題卻不容忽視，因為這其中存在計時誤差，長期下去會對分時電價制度的公平執行帶來影響。

例如：某城市電力系統峰值時段電價：0.55元/度，峰谷時段電價：0.35元/度。如果用戶的智能電能表出現時鐘偏差問題，偏差時間達到10分鐘，該用戶在此時段大量用電達到10千瓦，那么僅在一天之內就會因為時鐘偏差導致嚴重的用電量誤差，達到1.67千瓦，峰谷時段電價作差，再乘以電量誤差，就會得出一個巨大的電費偏差值。

如果該城市實行的是階梯電價制度，那么電價則與用戶的用電量密切相關，然而電能表中的電量卻又按照時間來不斷累積在一起，時鐘偏差問題雖然不會對用電量、電費等產生影響，卻會影響分時收費環節。

階梯電價的計量和廣大用電客戶的實際用電量密切相關，電能計量設備中的電量是按照時間來進行逐步累積計算的，任何時間的前置與落后，都不至于導致用電量的上升，也不會導致電費的無故增加，從而可以看出，時鐘偏差最終影響的是分時收費環節，不會從根本上干擾階梯電價。

4 影響智能表檢定中時鐘偏差的因素

4.1 內部時間因素

智能電能表檢定過程中，可能產生時鐘偏差問題。其中內部時間作為關鍵的參數，在很大程度上影響著費率的切換。一般情況下，費率存在差異時，對應的電價也是參差不齊的。由此可見，智能表檢定過程中，時鐘偏差問題會極大地影響到智能表的計量準確性。時間因素是影響時鐘偏差至關重要的因素，特別是內部時鐘作為一個重要的時間參考標準，關系到電價控制、關系到電力企業抄核收工作質量。電力企業應該加大力度重視智能電能計量設備的時鐘偏差問題。

4.2 芯片因素

芯片是時鐘整體結構中非常重要的部件，支持著整個時鐘的運行，如果時間芯片質量不合格、型號不合理等，將直接影響時鐘的準確計時，從而導致偏差問題。各類電能表都有自己的時鐘芯片配置形式，既有獨立運行的芯片，也有同中央處理器同步運行的芯片。對于前者，即使中央處理器出現故障，時間芯片依然可以正常運行；相反，對于后者則要求中央處理器正常運行的前提下，時間芯片才能如此工作運行，當CPU故障時，時鐘將受影響，出現偏差問題。總的說來，應該優選獨立運行的時鐘芯片，能夠控制問題的出現。

由此可見，要想有效防范時鐘偏差問題，維護智能電能表的常規運行，就要保護好時鐘芯片，這其中最關鍵的是要保證電源供應質量，維持電源供應的穩定性、安全性，維持外部電源的持續供電，減少由于不同電源間切換所導致的供電不穩問題，從而維持芯片的安全。

4.3 校時方案因素

檢定設備中，設有一個電路回路，此回路屬于負載回路，發揮主要的電能表檢定功能。檢定過程中涉及到時段的投切、校時操作等，上位機則負責及時讀出電能計量設備中的相關參數、數據等，再利用一條通訊總線來對應調控一切被檢測的電能計量設備，電能計量設備設有相關的通訊協議，其中也對實際的通訊模式、信息傳輸過程等做出了詳實規定。

實際的校時操作中，必然伴隨著設備響應、通訊傳輸等過程中，這其中必然會耗費一定時間，對于一個電能表來說，所耗費的這些時間不會對計量結果的精準度帶來太大影響，然而，如果表位逐漸增多，累計的時間消耗則會延長，對應會出現時間偏差，導致被檢測的智能表的校準時間也會有所偏差。

4.4 時段投切方案因素

時段投切誤差，一般通過兩大方法測試得出：其一，脈沖法；其二，電量改變法。脈沖法的誤差實驗過程中，無論是日計時誤差，還是投切判斷均將在一定程度上對投切結果帶來偏差性影響，然而這一方法相對可取，因為其所產生的偏差不會太大。

電量改變法也會帶來一定的誤差，該誤差的產生是因為電流走字過程中，會發生時間記錄，對應形成偏差。如果是大電流，會很快改變電量，不會對投切誤差結果帶來太大的影響，但是投切誤差中也包括了電量改變的時間，也會對投切誤差結果的精準度帶來影響。

對于時鐘誤差問題可以采用以下優化方案：第一，校時方案優化。先讀出上位機系統中顯示的時間，參照電能表通訊協議的相關規定來組織指令報文，向首個表位發出校時指令，并收到回應信息。經過一系列的優化，能夠控制由于表位過多引起的時間偏差，從而維護了檢定的智能表數據的精準；第二，讀出高峰時段，電能表中的數據，假設電能表時間為峰段時間前s，對應得到此表位設置時間前的系統時間為T1，讓電表帶電流走字運行，并對走字功率做下記錄。接連讀出用電高峰時電表中的電量，并對應分析后面獲得的峰電量同之前峰電量之間的關系，假設前者大于后者，同時其他時段的電量也處于穩定狀態，意味著此電表時段被真實切換，對應做下時間標記。

5 結語

智能表檢定過程中產生的時鐘偏差問題是一個值得關注、重視的大問題，有必要深入分析導致時鐘偏差的因素，并提出科學的優化方案，通過不斷優化時鐘誤差計量方案，能夠全面提升電能計量設備時鐘運行的精準度，從而為階梯電價制度的實施創造條件。

參考文獻

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（責任編輯：周 瓊）