基于主成分分析法的電子式電能表計量性能影響研究

李玲華 龐博 鄢烈奇

摘要：隨著我國科學技術的進一步發展，當前各種電子式電能表出現在人們的眼前。然而，由于各種因素的影響，這些電能表在日常使用的過程當中常常會出現計量錯誤的問題，從而對電力企業的信用造成嚴重的影響。本文采用主成因分析法，全面的尋找對電子式電能表計量性能造成影響的一些因素，對電能表展開相應的誤差實驗。

關鍵詞：主成因分析法;電子式電能表;計量性能;影響

0.引言

隨著我國科學技術不斷發展，電子式電能表的研究工作取得了突破性的進展。當前，功能越來越強大的電子式電能表已經廣泛的應用在人們的日常生活當中，為電子計量的相關工作帶來了極大的便利。然而，就目前的實際情況而言，在電子式電能表使用的過程當中，有時會出現計量錯誤的問題，這一問題的出現給電力企業帶來了很大的困擾。為了對電能表計量錯誤的原因進行探究，本文采用主成因分析方法對電表展開了全面的研究。

1主成因分析

1.1? 電子式電能表樣本的選取

電子式電能表對于電力企業來說有著不可替代的作用，通過電子式電能表的合理利用可以大幅度提高電力計量工作的效率以及準確度，使得電力企業的經濟效益得到保證。然而由于電子式電能表在實際使用過程當中所處的環境差別相當大，有些電能表的使用環境還相當的惡劣。電能表在實際使用的過程當中會受到周圍環境溫度、濕度或者是其他一系列因素的影響，而導致計量結果出現誤差。為了保證樣本選取的代表性，本文以將各種運行環境以及運行年限下的電能表隨機取了164只作為樣本對其進行分析。

1.2? 基于主成因權重給定法

該方法在實際使用的過程當中，由于其獨特的優點常常被人們用在研究多變量的課題當中。在正式實驗的過程當中，通過全方位的考慮后將每支電子式電能表的影響因子作為不確定度引入到電子式電能表基本誤差當中。當多個相關的變量在實驗的過程當中其相應的變化都能夠在一定程度上反映出此課題的信息有一定重疊的時候，通過降維思想把多個變量通過科學合理的方式方法使其轉化為更加方便計量的少數幾個變量。轉化工作完成之后，數據中包含的信息將會變得更加豐富。為了使得實驗結果能夠盡可能真實的反映出電子式電能表在使用過程當中的影響因素，這些變量應該盡可能的保持原有的信息。

1.2.1????? 原始數據標準化

在本實驗進行過程當中，假設有ρ 個影響因子，對n個實際采集的樣本進行全方位的分析工作。與此同時，在對這些因數進行數值分析的過程當中，采用正交變換這一科學的數學工具將分量相關的原隨機向量表示為：

2實驗驗證

按照國家相關計量標準，在試驗正式進行的過程當中選用準確度等級為0.05級的電能表作為相應的測量標準樣本。在試驗開始的時候，結合實際情況為其相應的負載點進行全方位的對比實驗。

2.1運行年限

通過對圖一分析后不難發現，當智能電能表使用超過三年之后要比使用期限在三年之內的智能電能表誤差的穩定性表現的更差，并且最終誤差的波動范圍也要大得多。而且在計量過程當中數據的誤差值也明顯的變得更大。因此實驗的進行不難發現，電子式電能表在實際使用過程當中相應的計量誤差會不斷的隨著運行年限的增大。而通過對智能電能表三年以內的用戶以及智能電能表使用大于等于三年的用戶基本誤差差值進行比對的話，通過圖二的（a）（b）不難發現：一些使用年限已經超過三年的智能電能表，在本次實驗正式進行過程當中其結果所表現出來的基本誤差和歷史的基本誤差值要比使用年限未超過三年的智能電能表基本誤差大。根據實驗的最終結果不難得出結論：電子式電能表會不斷的隨著運行年限的增加而導致增長誤差變差加大。

2 不同運行年限單相電子式電能表誤差變差曲線分布圖

2.2 自然環境

通過對實驗數據分析不難發現，對于電子式電能表來說如果所處的環境運行環境當中溫度、濕度變化較大的話，那么相應的運行結果也會有著非常明顯的區別。一般來說處于溫帶大陸性氣候的電能表和在半濕潤半干旱氣候以及暖溫帶大陸性季風氣候相比較而言，在一定的變化范圍內電子式電能表的記錄誤差會不斷的隨著濕度的增加而增加。當濕度保持一致的情況下，電子式電能表的最終計量誤差會和溫度的具體變化情況呈現出反比的關系。

2.3 生產廠家

根據對實驗的最終結果進數據分析表明，實驗過程當中所選取的兩個生產廠家所生產的電子式電能表在實際使用的過程當中，用電負荷的變化情況對于電子式電能表的計量誤差影響并不是很明顯。

3結束語

本篇文章通過主成因分析法這一科學合理的方法，對電子式電能表在實際使用過程當中各種影響因素進行了全面的分析，并且在樣品庫中按照科學合理的方式方法選取出具有代表性的樣品進行相應的誤差實驗。通過誤差實驗的最終數據分析表明，如果電子式電能表在實際使用的過程當中使用的年限太過于久遠將會使得相應的誤差隨著使用年限的增加而增加。與此同時，電子式電能表在實際使用過程當中周邊的環境，例如濕度、溫度等一系列因素也會對電子式電能表的計量功能的正常使用造成較大的影響。

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