CN104076319A - 一种数字化电能计量装置的在线误差分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字化电能计量装置的在线误差分析系统，属于智能电网设备在线监测领域。本发明通过在变电站各个关键部位安装的传感器，连续在线获取数字化电能计量装置的误差影响因素相关数据及装置本身的运行数据，采用关联分析和相关算法相结合的误差分析方法，分析相关影响因素对电能计量误差的影响程度。本发明包括电流电压传感单元、环境传感单元以及计算机。本发明为数字化电能计量的系统性研究提供实际运行数据，并且更好的掌握数字化电能计量装置的误差变化规律，为数字化电能计量的推广应用奠定理论和实践基础。

Description

一种数字化电能计量装置的在线误差分析系统

技术领域

本发明属于智能电网设备在线监测领域，更具体地，涉及一种数字化电能计量装置的在线误差分析系统。

背景技术

随着科学技术的进步，电力系统朝着数字化和智能化方向不断发展，数字化变电站是智能电网的重要组成部分。在数字化变电站中，电能计量不再采用传统的电能计量装置，而是采用全数字化电能计量装置，典型的三相数字化电能计量装置组成如图1所示。位于高压侧的组合式电子互感器1-3分别为A相组合式电子互感器、B相组合式电子互感器和C相组合式电子互感器，其中，组合式电子互感器包括组装在一起的电子式电流互感器和电子式电压互感器，经同步时钟4同步，分别采集A相母线5、B相母线6以及C相母线7的电流和电压，采集的数据以一定的格式如FT3经光纤发送给低压侧的合并单元8。合并单元8将接收的采样数据再以IEC61850-9-2帧格式发送到数字式电能表9。数字式电能表9采用一定的电能算法计算出电能。数字式电能表9具有RS485或红外接口，用于与其他设备进行通信。

虽然数字化变电站已经有一定运行经验，但总体来说数字化电能计量装置目前还处于不成熟阶段。相比电子式互感器和合并单元已经处于相对成熟阶段，数字式电能表基本还处于研究阶段。一方面，相关标准尚未健全；另一方面，理论研究和实践都还不够充分。在理论方面，数字式电能表从原理上具有比电子式电能表更少的误差环节，但是由于数字式电能表和前端模拟采样割裂开来，反而导致电能算法对实际工况的适应性更差。例如，应对谐波、间谐波和直流等，不同厂家有不同算法，可能直接导致电能计算误差。在实践方面，主要是两大关键设备，即电子式互感器和数字式电能表，在运行过程中存在突出的准确性和可靠性问题。调研数据表明，在运的电子式互感器投运一段时间后，普遍存在准确性和稳定性问题，超差现象普遍，甚至发生故障，由此可能造成关口电能计量存在较大误差甚至错误。

随着光纤技术和光通讯技术的发展，且光纤通信自身拥有优良的抗电磁干扰性能，在数字式电能计量系统中的信息均采用光纤以规定的格式传输。

从以上分析可以看出，数字化电能计量方式与传统的模拟电能计量方式有着明显的区别。因而从信号采集、传输至电能算法，各个环节误差的来源都需要针对数字化变电站电能计量特点进行重新评估和分析，且设备运行环境对计量误差的影响是不容忽视的。

目前对数字化电能计量的研究大部分还处于理论阶段，且误差来源分析存在很大的不足。一般是从物理或数学角度对众所周知的因素引起的误差做理论分析，例如信号采集过程的A/D量化误差和非同步采样误差、典型电能算法误差等。并未涉及定量分析设备运行的环境因素、电磁环境因素及电源环境因素造成的数字化电能计量误差，而且对这方面的误差分析也缺乏科学有效的方法。也就是说，即使准确分析了A/D量化、非同步采样等误差因素，也无法得到实际运行数据的有力支撑。这既不利于科学研究，同时对数字化电能计量装置的推广应用也不能起到很大的作用。综上所述，目前对数字化电能计量装置的综合误差分析既没有相对完整的分析对象，也没有科学有效的分析方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种数字化电能计量装置的在线误差分析系统，包括电流电压传感单元、环境传感单元以及计算机，用于对数字化电能计量装置进行在线误差分析，所述数字化电能计量装置包括组合式电子互感器、合并单元以及数字式电能表，其中，所述组合式电子互感器包括组装在一起的电子电流互感器和电子电压互感器。

电流电压传感单元包括电磁式电流互感器、电磁式电压互感器、第一微处理器，以及为电流电压传感单元内各器件供电的第一直流电源。根据电力设备实际运行环境状况，电磁式电流互感器和电磁式电压互感器能准确测量三条母线上的一次电流和一次电压；第一微处理器实时将测量的一次电压和一次电流以符合IEC61850-9-2的帧格式组帧打包，通过以太网接口传送，并兼具高性能和网络通信能力；第一直流电源满足现场应用要求。

环境传感单元包括温度传感器、湿度传感器、振动传感器、第二微处理器，以及为环境传感单元内各器件供电的第二直流电源。根据电力设备实际运行环境状况，温度传感器的测量范围需要满足-40℃～+85℃；湿度传感器的测量范围需要满足0到100％；振动传感器需要感应到明显的振动事件，例如隔离刀闸开合；第二微处理器兼具一定运算通信能力和低功耗特性；第二直流电源满足现场应用要求。

计算机一方面获取各传感单元的测量数据，另一方面获取数字式电能表的电能量数据和合并单元的采样数据，即组合式电子互感器测得的三条母线上的实测一次电流和实测一次电压。计算机运行集成的监测分析软件作为数据分析平台，采用关联分析和相关算法相结合的误差分析方法，首先通过关联分析从大量数据中挖掘出数字式电能计量误差的影响因素，再使用相关算法分析相关因素对计量误差的影响程度，从而提取出数字化电能计量装置的计量误差特征量。

进一步地，还包括电磁环境传感单元，包括电场传感器、磁场传感器、第三微处理器，以及为电磁环境传感单元内各器件供电的第三直流电源。根据电力设备实际运行环境状况，电场传感器和磁场传感器需要能检测到50Hz到300MHz频带的电磁干扰；第三微处理器兼具一定运算通信能力和低功耗特性；第三直流电源满足现场应用要求。

更近一步地，还包括电源传感单元，包括电流传感器、电压传感器、第四微处理器，以及为电源传感单元内各器件供电的第四直流电源。根据电力设备实际运行环境状况，电流传感器测量合并单元和数字式电能表的电源的差模电流和共模电流；电压传感器测量合并单元和数字式电能表的电源电压波动量，对电源的测量主要是为了识别通过电源线耦合的干扰，例如浪涌等；第四微处理器兼具一定运算通信能力和低功耗特性；第四直流电源满足现场应用要求。

进一步地，所述计算机对获取的多个测量数据进行误差分析，所述计算机包括下列模块：

计算电能计量误差模块，首先计算所述标准电能，所述标准电能＝(准确一次电流×准确一次电压)对时间的积分，然后计算所述电能计量误差，所述电能计量误差＝电能量数据－标准电能；

提取关联量模块，获取多个数据，所述多个数据包括所述温度、湿度、振动频率、振动幅度、实测一次电流、实测一次电压、电场强度和磁场强度，将所述多个数据作为关联分析的多个关联输入量，将所述电能计量误差作为被关联输入量，采用关联分析计算所述多个数据中每个数据和所述电能计量误差的关联度，分别判断所述关联输入量是否为关联量；

计算影响程度模块，判断所述提取关联量模块中提取的所述关联量是否为所述电能计量误差的直接影响量，若所述提取关联量模块中提取的所述关联量是对所述电能计量误差的直接影响量，则所述关联量和所述电能计量误差的所述关联度即为对所述电能计量误差的影响程度，其中，所述直接影响量包括所述实测一次电流和实测一次电压，若所述提取关联量模块中提取的所述关联量是对所述电能计量误差的间接影响量，则计算所述间接影响量与其相关联的直接影响量之间的相关系数，再根据所述相关系数计算所述间接影响量对所述电能计量误差的加权影响程度，其中，所述间接影响量包括所述温度、湿度、振动频率、振动幅度、电场强度和磁场强度；

存储模块，存储所述计算影响程度模块中得出的多个误差分析结果作为数据样本，建立专家系统。

总体而言，本发明提供的数字化电能计量装置的在线误差分析系统与现有技术相比，通过在变电站各个关键部位安装的传感器，能长期连续在线获取数字化电能计量装置的误差影响因素相关数据及装置本身的运行数据，并采用关联分析和相关算法相结合的误差分析方法，首先通过关联分析从大量数据中挖掘出数字化电能计量误差的影响因素，再使用相关算法分析这些因素对误差的影响程度。从而实现对数字化电能计量装置误差特性的影响因素及机理进行分析，为数字化电能计量的误差特性研究提供理论和实践依据。

附图说明

图1所示为现有技术中典型的数字化电能计量装置结构示意图；

图2所示为本发明数字化电能计量装置的在线误差分析系统组成框图；

图3所示为本发明数字化电能计量装置的在线误差分析系统的计算机进行在线误差分析的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供的数字化电能计量装置的在线误差分析系统通过在变电站各个关键部位安装的传感器，连续在线获取数字化电能计量装置的误差影响因素相关数据及装置本身的运行数据，包括三条母线5-7准确的电流和电压以及组合式电子互感器测得的三条母线5-7的实测电流和电压、组合式电子互感器1-3的振动、电场强度、磁场强度及数字式电能计量装置的电能量等。采用关联分析和相关算法相结合的误差分析方法，首先通过关联分析从大量数据中挖掘出数字式电能计量误差的影响因素，再使用相关算法分析相关影响因素对电能计量误差的影响程度。从而为数字化电能计量的系统性研究提供实际运行数据，并且更好的掌握数字化电能计量装置的误差变化规律，为数字化电能计量的推广应用奠定理论和实践基础。

图2所示为本发明实施例的数字化电能计量装置的在线误差分析系统组成框图。图2将结合图1进行描述，图2与图1中标号相同的部件具有相同或相似的功能。如图2所示，数字化电能计量装置的在线误差分析系统包括环境传感单元10、电磁环境传感单元11、电源传感单元12、电流电压传感单元13和计算机14。

环境传感单元10包括温度传感器101、湿度传感器102、振动传感器103、第一微处理器104，以及为环境传感单元10内各器件供电的第一直流电源105。在本发明实施例中，温度传感器101可以选用数字测温芯片DS18B20；湿度传感器102可以选用STTS751；震动传感器103可以选用AD100-1A；第一微处理器104选用TI公司的MPS430F149低功耗单片机；第一直流电源105选用SD6-S05A1单元电源。

电磁环境传感单元11包括电场传感器111、磁场传感器112、第二微处理器113，以及为电磁环境传感单元11内各器件供电的第二直流电源114。在本发明实施例中，电场传感器111可以选用HI-6053/HI-6153全向电场探头；磁场传感器112可以选用HMC1002双轴磁场传感器；第二微处理器113选用TI公司的MPS430149低功耗单片机；第二直流电源114选用SD6-S05A1单元电源。

电源传感单元12包括电流传感器121、电压传感器122、第三微处理器123，以及为电源传感单元12内各器件供电的第三直流电源124。在本发明实施例中，电流传感器121可以选用CTSR1-P闭环电流传感器；电压传感器122可以选用LV25-P霍尔电压传感器测量电源电压；第三微处理器123选用TI公司的MPS430F149低功耗系列单片机；第一直流电源124选用SD6-S05A1单元电源。

电流电压传感单元13包括电流互感器131、电压互感器132、第四微处理器133，以及为电流电压传感单元13内各器件供电的第四直流电源134。在本发明实施例中，电流互感器131和电压互感器132根据测量准确度要求选用符合准确度等级要求的电磁式电压互感器和电磁式电流互感器，其测量值可以作为标准一次电压和一次电流；第四微处理器133可以选用PowerPC架构的微处理器MPC860；第四直流电源134选用SD25-S12D1单元电源。

计算机14一方面获取各传感模块10-13的测量数据，另一方面获取数字式电能表9的电能数据和合并单元8的采样值。计算机14包括计算电能计量误差模块、提取关联量模块、计算影响程度模块和存储模块，采用关联分析和相关算法相结合的误差分析方法，首先通过关联分析从大量数据中挖掘出数字式电能计量误差的影响因素，再使用相关算法分析相关因素对误差的影响程度，从而提取出数字化电能计量装置的误差特征量。目前的微型计算机硬件配置高，其处理器运算速度快，硬盘容量大，一般能满足运算及存储要求。在本发明实施例中，计算机14选用惠普HP PavilionP6-1480CN微型计算机。

数字化电能计量装置的在线误差分析系统获取的数据包括数字化电能计量装置误差影响因素的相关数据和数字化电能计量装置本身的运行数据。环境传感单元10、电磁环境传感单元11、电源传感单元12、电流电压传感单元13构成传感监测系统，连续在线获取数字化电能计量装置误差影响因素的相关数据，包括：三条母线5-7准确的电流和电压以及组合式电子互感器测得的三条母线5-7上的实测电流和电压、环境的温度和湿度、组合式电子互感器1-3的振动、电场强度和磁场强度等。计算机14通过网口和RS485直接获取装置本身的运行数据，包括合并单元8的采样数据和数字式电能表9的电能量数据。

下面具体说明各传感单元安装方式及6组数据的获取方法。

1、环境传感数据：将三个同样的环境传感单元10分别安装在组合式电子互感器1-3的基座处，用于获取组合式电子互感器1-3运行环境的温度、湿度、振动频率及振动幅度，通过RS485总线传送至计算机14。

2、电磁环境传感数据：将三个同样的电磁环境传感单元11也分别安装在组合式电子互感器1-3的基座处，用于获取组合式电子互感器1-3运行环境的电场强度和磁场强度，通过RS485总线传送至计算机14。

3、电源环境传感数据：将两个同样的电源传感单元12分别安装于合并单元8和数字式电能表9的供电电源进线处，用于监测合并单元8及数字式电能表9的供电电源的电流电压波动量和干扰，通过RS485总线传送至计算机14。

4、准确的一次电流电压传感数据：将三个同样的电流电压传感单元13安装于三条母线5-7上，用于获取三条母线5-7的准确一次电流和准确一次电压，通过网口传送至计算机14。

5、合并单元采样数据：计算机14通过网口与合并单元8通信，获取采样数据，即组合式电子互感器测量的三条母线5-7的实测一次电流和实测一次电压。

6、数字式电能表电能量数据：计算机14通过RS485与数字式电能表9通信，获取数字式电能计量装置累积的电能量数据。

图3所示为本发明实施例的计算机14进行误差分析的流程图。计算机14用关联分析的方法分析电能计量误差的直接影响因素及其关联度，用相关算法计算电能计量误差的间接影响因素的影响度。具体的，在本发明实施例中，属于电能计量误差的直接影响量为合并单元8的电源电压波动量、数字式电能表9的电源电压波动量、合并单元8的电源电流波动量、数字式电能表9的电源电流波动量、ECT测量误差、EVT测量误差等；属于电能计量误差间接影响量的有环境温度、湿度、电场强度、磁场强度、隔离刀闸开合引起的振动等。首先通过关联分析提取数字化电能计量装置的误差影响因素，再采用相关算法分析其影响程度。

如图3所示，计算电能计量误差模块根据准确的一次电流电压传感数据作为标准计算准确电能，将数字式电能表的电能量数据减去计算出的准确电能，得到数字式电能表的电能量误差；以准确的一次电流电压传感数据作为标准，将合并单元采样数据即组合式电子互感器测得的电流和电压数据与标准电流和电压作对比，计算出电子式电流互感器(ECT)和电子式电压互感器(EVT)的测量误差。

提取关联量模块将获取的环境传感数据(具体为环境的温度、湿度和振动)、电磁环境传感数据(具体为电场强度和磁场强度)、电源传感数据(具体为合并单元和数字式电能表电源的电流和电压波动量)、准确的一次电流电压传感数据、合并单元采样数据和数字式电能表的电能量数据存储在本地硬盘，以及通过计算电能计量误差模块计算出来的ECT测量误差和EVT测量误差作为关联分析的关联输入量，将计算电能计量误差模块中计算的数字式电能表的电能量误差作为被关联输入量，采用关联分析计算出合并单元8的电源电压波动量、数字式电能表9的电源电压波动量、合并单元8的电源电流波动量、数字式电能表9的电源电流波动量、ECT测量误差及EVT测量误差此6个量与数字式电能表的电能量误差的关联度，提取有关联的影响量。若所计算的关联度大于等于关联阈值，则该关联输入量是关联量，即所分析量对数字式电能计量误差有影响；若所计算的关联度小于关联阈值，则该关联输入量不是关联量，即所分析量对数字式电能计量误差没有影响或者影响不明显。

计算影响程度模块采用相关算法计算提取关联量模块中提取的关联量中的间接影响量与其相关联的直接影响量的相关系数，再结合提取关联量模块中得到的关联度获得该间接影响量对电能计量误差的加权影响程度。

例如，数字式电能表的电源干扰对电能计量误差的影响是直接的，那么其与电能计量误差的关联度即为其对电能计量误差的影响程度。而温度对电能计量误差的影响是通过影响ECT误差和EVT误差而间接产生的，假设ECT误差对电能计量误差的影响程度为γ_t(0≤γ_t≤1)，温度与ECT误差的相关度为ρ_t(0≤ρ_t≤1)，则温度对电能计量误差的影响程度为γ_t×ρ_t。

存储模块将分析结果存储在计算机中作为数据样本并打印显示，为以后建立专家系统做数据准备。

以下以环境中的温度因素对数字式电能计量装置的电能计量误差影响分析为例，详细说明提取关联量模块以及计算影响程度模块具体包括的子模块及执行的具体操作。环境温度主要是通过影响电子式互感器误差而影响电能计量误差，包括电子式电压互感器和电子式电流互感器，因此是数字式电能计量误差的间接影响量，以下以电子式电压互感器(EVT)为例进行说明。对电磁式电压互感器而言，温度对其误差的影响很小以至可以忽略，因此电流电压传感单元测量的一次电流电压传感数据可以作为相对真值，用该一次电流电压传感数据计算的电能可以作为电能计量的相对真值。

提取关联量模块具体包括下述子模块：

获取数据子模块，获取多个数据，将合并单元采样数据中的EVT数据和一次电流电压传感数据中电磁式电压互感器的数据做比对，得出EVT误差序列x_j，其中，x_j＝{x_j(1),x_j(2),...,x_j(n)}；

计算关联度子模块，首先将计算的电能计量相对真值与数字式电能表的电能做比对，得出数字式电能表的电能计量误差序列x₀，其中，x₀＝{x₀(1),x₀(2),...,x₀(n)}，n为所取的误差序列点数，n越大越能反映出x₀与x_j的关联度；但是n越大，则需要采集更长时间的数据，一般n取20左右。

以电能计量误差序列x₀为参考序列，EVT误差序列x_j为关联序列，对电能计量误差序列x₀和EVT误差序列x_j做关联度分析，计算关联系数和关联度，判断EVT误差与电能计量误差是否有关联。

计算EVT误差序列x_j和电能计量误差序列x₀的关联系数ζ_j(k)为：

${\mathrm{\ζ}}_j\left(k\right)=\frac{\underset{j}{\min }\underset{k}{\min }|x_0\left(k\right)-x_j\left(k\right)|+\mathrm{\ρ}\underset{j}{\min }\underset{k}{\min }|x_0\left(k\right)-x_j\left(k\right)|}{|x_0\left(k\right)-x_j\left(k\right)|+\underset{j}{\max }\underset{k}{\max }|x_0\left(k\right)-x_j\left(k\right)|}$

其中，ρ为分辨系数，ζ_j(k)为点k在EVT误差序列x_j对电能计量误差序列x₀的关联系数，1≤k≤n。

计算EVT误差序列x_j对电能计量误差序列x₀的关联度γ_j为：

${\mathrm{\γ}}_j=\frac{1}{n}\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ζ}}_j\left(k\right)$

γ_j值越大，则EVT误差序列x_j与电能计量误差序列x₀的变化态势越接近，说明其关联度越大，即表明EVT误差影响电能计量误差的程度越大。

判断关联量子模块，分别判断多个关联输入量的关联度是否大于等于关联阈值，是则所对应的关联输入量是关联量，否则所对应的关联输入量不是关联量。假设关联阈值设为0.5，若计算出γ_j≥0.5，则认为EVT误差和电能计量误差有关联，则进一步分析EVT误差对电能计量误差的影响程度。若计算出γ_j＜0.5，则认为EVT误差和电能计量误差没有关联。关联阈值可根据经验设定，也可根据实验数据设定。

计算影响程度模块具体包括下述子模块：

判断影响量子模块，判断上述提取关联量模块中提取的关联量是否为电能计量误差的直接影响量，是则关联量和电能计量误差的关联度即为对电能计量误差的影响程度，否则由计算加权影响程度子模块进行处理。

计算加权影响程度子模块，温度对电能计量误差的影响实际上是通过EVT作用的，温度对EVT误差的影响程度越大，则对电能计量误差的间接影响越大。设获取的温度序列为t_i,EVT误差序列为x_j，计算出温度序列t_i和EVT误差序列x_j的相关系数，在本发明实施例中仅考虑线性相关度，计算相关系数ρ为：

$\mathrm{\ρ}(t_i,x_j)=\frac{\mathrm{Cov}(t_i,x_j)}{\sqrt{D\left(t_i\right)}\sqrt{D\left(x_j\right)}}$

其中，ρ(t_i,x_j)为相关系数，Cov(t_i,x_j)为互协方差，D(t_i)和D(x_j)为自协方差。若计算出的相关系数越大，则表明温度对EVT误差的影响程度越大，那么温度对电能计量误差的间接影响程度越大。

温度通过影响EVT误差从而影响数字式电能计量误差，若求出所有直接影响数字式电能计量误差的因素其关联度分别为γ₁、γ₂…γ_N，其中EVT误差与电能计量误差的关联度为γ；温度与EVT的线性相关系数为ρ，计算温度对数字式电能计量误差总的加权影响程度η为：

$\mathrm{\η}=\mathrm{\ρ}\×\frac{\mathrm{\γ}}{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\γ}}_i}.$

上述所有直接或间接影响电能计量误差的因素均可采用上述分析方法、步骤和各子模块具体操作予以分析其总的影响程度。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种数字化电能计量装置的在线误差分析系统，包括电流电压传感单元、环境传感单元以及计算机，用于对数字化电能计量装置进行在线误差分析，所述数字化电能计量装置包括组合式电子互感器、合并单元以及数字式电能表，其中，所述组合式电子互感器包括组装在一起的电子式电流互感器和电子式电压互感器，其特征在于：

所述电流电压传感单元包括电磁式电流互感器、电磁式电压互感器、第一微处理器和第一直流电源，其中，所述第一直流电源为所述第一微处理器供电，所述电磁式电流互感器、所述电磁式电压互感器均安装于母线上，分别获取所述母线的准确一次电流和准确一次电压，通过所述第一微处理器将所获取的所述准确一次电流和准确一次电压传送至所述计算机；

所述环境传感单元包括温度传感器、湿度传感器、振动传感器、第二微处理器和第二直流电源，其中，所述第二直流电源为所述第二微处理器供电，所述温度传感器、所述湿度传感器和所述振动传感器均安装于所述组合式电子互感器的基座处，分别获取所述组合式电子互感器运行环境的温度、湿度、振动频率及振动幅度，通过所述第二微处理器将所获取的所述温度、湿度、振动频率及振动幅度传送至所述计算机；

所述计算机通过所述合并单元获取所述组合式电子互感器测得的母线实测一次电流和实测一次电压，所述计算机还获取所述数字式电能表的电能量数据；

所述计算机计算标准电能和所述数字式电能表的电能计量误差，并分别计算所述温度、湿度、振动频率、振动幅度、母线实测一次电流和实测一次电压对所述电能计量误差的影响程度。

2.如权利要求1所述的数字化电能计量装置的在线误差分析系统，其特征在于，还包括电磁环境传感单元，所述电磁环境传感单元包括电场传感器、磁场传感器、第三微处理器和第三直流电源，其中，所述第三直流电源为所述第三微处理器供电，所述电场传感器、所述磁场传感器均安装于所述组合式电子互感器的基座处，分别获取所述组合式电子互感器运行环境的电场强度和磁场强度，通过所述第三微处理器将所获取的所述电场强度和磁场强度传送至所述计算机。

3.如权利要求2所述的数字化电能计量装置的在线误差分析系统，其特征在于，所述计算机包括下述模块：

计算电能计量误差模块，首先计算所述标准电能，所述标准电能＝(准确一次电流×准确一次电压)对时间的积分，然后计算所述电能计量误差，所述电能计量误差＝电能量数据－标准电能；

提取关联量模块，获取多个数据，所述多个数据包括所述温度、湿度、振动频率、振动幅度、实测一次电流、实测一次电压、电场强度和磁场强度，将所述多个数据作为关联分析的多个关联输入量，将所述电能计量误差作为被关联输入量，采用关联分析计算所述多个数据中每个数据和所述电能计量误差的关联度，分别判断所述关联输入量是否为关联量；

计算影响程度模块，判断所述提取关联量模块中提取的所述关联量是否为所述电能计量误差的直接影响量，若所述提取关联量模块中提取的所述关联量是对所述电能计量误差的直接影响量，则所述关联量和所述电能计量误差的所述关联度即为对所述电能计量误差的影响程度，其中，所述直接影响量包括所述实测一次电流和实测一次电压，若所述提取关联量模块中提取的所述关联量是对所述电能计量误差的间接影响量，则计算所述间接影响量与其相关联的直接影响量之间的相关系数，再根据所述相关系数计算所述间接影响量对所述电能计量误差的加权影响程度，其中，所述间接影响量包括所述温度、湿度、振动频率、振动幅度、电场强度和磁场强度；

存储模块，存储所述计算影响程度模块中得出的多个误差分析结果作为数据样本，建立专家系统。

4.如权利要求3所述的数字化电能计量装置的在线误差分析系统，其特征在于，所述提取关联量模块包括下述子模块：

获取数据子模块，获取多个数据，所述多个数据包括所述实测一次电流、实测一次电压、温度、湿度、振动频率、振动幅度、电场强度和磁场强度，所述实测一次电流、实测一次电压的采样序列分别为序列x_j＝{x_j(1),x_j(2),...,x_j(n)}，j＝1、2；所述温度、湿度、振动频率、振动幅度、电场强度和磁场强度的采样序列分别为序列t_i＝{t_i(1),t_i(2),...,t_i(n)}，i＝1、2…6；

计算关联度子模块，首先将所述标准电能与所述数字式电能表的所述电能量数据做比对，得出所述数字式电能表的电能计量误差序列为x₀＝{x₀(1),x₀(2),...,x₀(n)}，n为所取的序列点数，然后计算所述序列x_j和所述电能计量误差序列x₀的关联系数ζ_j(k)为：

${\mathrm{\ζ}}_j\left(k\right)=\frac{\underset{j}{\min }\underset{k}{\min }|x_0\left(k\right)-x_j\left(k\right)|+\mathrm{\ρ}\underset{j}{\min }\underset{k}{\min }|x_0\left(k\right)-x_j\left(k\right)|}{|x_0\left(k\right)-x_j\left(k\right)|+\underset{j}{\max }\underset{k}{\max }|x_0\left(k\right)-x_j\left(k\right)|}$

其中，ρ为分辨系数，ζ_j(k)为点k在所述序列x_j对所述电能计量误差序列x₀的关联系数，1≤k≤n，最后，计算所述序列x_j对所述电能计量误差序列x₀的关联度γ_j为：

${\mathrm{\γ}}_j=\frac{1}{n}\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ζ}}_j\left(k\right)$

计算所述序列t_i与所述电能计量误差序列x₀的关联系数ζ_i(k)及关联度γ_i的公式与计算所述序列x_j的相同；

判断关联量子模块，分别判断所述多个关联输入量的所述关联度是否大于等于关联阈值，是则所对应的关联输入量是关联量，否则所对应的关联输入量不是关联量。

5.如权利要求3或4所述的数字化电能计量装置的在线误差分析系统，其特征在于，所述计算影响程度模块包括下述子模块：

判断影响量子模块，判断所述提取关联量模块中提取的所述关联量是否为所述电能计量误差的直接影响量，是则所述关联量和所述电能计量误差的所述关联度即为对所述电能计量误差的影响程度，否则由计算加权影响程度子模块进行处理；

计算加权影响程度子模块，首先获取所述间接影响量的序列t_i，其相关联的直接影响量的序列x_j，计算所述序列t_i和所述序列x_j的相关系数ρ为：

$\mathrm{\ρ}(t_i,x_j)=\frac{\mathrm{Cov}(t_i,x_j)}{\sqrt{D\left(t_i\right)}\sqrt{D\left(x_j\right)}}$

其中，ρ(t_i,x_j)为相关系数，Cov(t_i,x_j)为互协方差，D(t_i)和D(x_j)为自协方差，若所有所述直接影响量与所述电能计量误差的所述关联度分别为γ₁…γ_j，其中与所述间接影响量相关联的直接影响量与所述电能计量误差的关联度为γ，所述间接影响量与其相关联的所述直接影响量的线性相关系数为ρ，计算所述间接影响量对所述电能计量误差总的加权影响程度η为：

$\mathrm{\η}=\mathrm{\ρ}\×\frac{\mathrm{\γ}}{\underset{i=1}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\γ}}_i}.$

6.如权利要求1或2所述的数字化电能计量装置的在线误差分析系统，其特征在于，还包括电源传感单元，所述电源传感单元包括电流传感器、电压传感器、第四微处理器和第四直流电源，其中，所述第四直流电源为所述第四微处理器供电，所述电流传感器、所述电压传感器均分别安装于所述合并单元和所述数字式电能表的供电电源进线处，分别获取所述合并单元及所述数字式电能表的供电电源波动量及干扰，通过所述第四微处理器将所获取的所述供电电源波动量及干扰传送至所述计算机。

7.如权利要求6所述的数字化电能计量装置的在线误差分析系统，其特征在于，所述计算机包括下述模块：

计算电能计量误差模块，首先计算所述标准电能，所述标准电能＝(准确一次电流×准确一次电压)对时间的积分，然后计算所述电能计量误差，所述电能计量误差＝电能量数据－标准电能；

提取关联量模块，获取多个数据，所述多个数据包括所述温度、湿度、振动频率、振动幅度、实测一次电流、实测一次电压、电场强度、磁场强度、供电电源波动量和干扰，将所述多个数据作为关联分析的多个关联输入量，将所述电能计量误差作为被关联输入量，采用关联分析计算所述多个数据中每个数据和所述电能计量误差的关联度，分别判断所述关联输入量是否为关联量；

计算影响程度模块，判断所述提取关联量模块中提取的所述关联量是否为所述电能计量误差的直接影响量，若所述提取关联量模块中提取的所述关联量是对所述电能计量误差的直接影响量，则所述关联量和所述电能计量误差的所述关联度即为对所述电能计量误差的影响程度，其中，所述直接影响量包括所述实测一次电流、实测一次电压、供电电源波动量和干扰，若所述提取关联量模块中提取的所述关联量是对所述电能计量误差的间接影响量，则计算所述间接影响量与其相关联的直接影响量之间的相关系数，再根据所述相关系数计算所述间接影响量对所述电能计量误差的加权影响程度，其中，所述间接影响量包括所述温度、湿度、振动频率、振动幅度、电场强度和磁场强度；

存储模块，存储所述计算影响程度模块中得出的多个误差分析结果作为数据样本，建立专家系统。

8.如权利要求7所述的数字化电能计量装置的在线误差分析系统，其特征在于，所述提取关联量模块包括下述子模块：

获取数据子模块，获取多个数据，所述多个数据包括所述实测一次电流、实测一次电压、供电电源波动量、干扰、温度、湿度、振动频率、振动幅度、电场强度和磁场强度，所述实测一次电流、实测一次电压、供电电源波动量、干扰的采样序列分别为序列x_j＝{x_j(1),x_j(2),...,x_j(n)}，j＝1、2、…4，所述温度、湿度、振动频率、振动幅度、电场强度和磁场强度的采样序列分别为序列t_i＝{t_i(1),t_i(2),...,t_i(n)}，i＝1、2…6；

计算关联度子模块，首先将所述标准电能与所述数字式电能表的所述电能量数据做比对，得出所述数字式电能表的电能计量误差序列为x₀＝{x₀(1),x₀(2),...,x₀(n)}，n为所取的序列点数，然后计算所述序列xj和所述电能计量误差序列x₀的关联系数ζ_j(k)为：

${\mathrm{\ζ}}_j\left(k\right)=\frac{\underset{j}{\min }\underset{k}{\min }|x_0\left(k\right)-x_j\left(k\right)|+\mathrm{\ρ}\underset{j}{\min }\underset{k}{\min }|x_0\left(k\right)-x_j\left(k\right)|}{|x_0\left(k\right)-x_j\left(k\right)|+\underset{j}{\max }\underset{k}{\max }|x_0\left(k\right)-x_j\left(k\right)|}$

其中，ρ为分辨系数，ζ_j(k)为点k在所述序列x_j对所述电能计量误差序列x₀的关联系数，1≤k≤n，最后，计算所述序列x_j对所述电能计量误差序列x₀的关联度为：

${\mathrm{\γ}}_j=\frac{1}{n}\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ζ}}_j\left(k\right)$

计算所述序列t_i与所述电能计量误差序列x₀的关联系数ζ_i(k)及关联度γ_i的公式与计算所述序列x_j的相同；

判断关联量子模块，分别判断所述多个关联输入量的所述关联度是否大于等于关联阈值，是则所对应的关联输入量是关联量，否则所对应的关联输入量不是关联量。

9.如权利要求7或8所述的数字化电能计量装置的在线误差分析系统，其特征在于，所述计算影响程度模块包括下述子模块：

判断影响量子模块，判断所述提取关联量模块中提取的所述关联量是否为所述电能计量误差的直接影响量，是则所述关联量和所述电能计量误差的所述关联度即为对所述电能计量误差的影响程度，否则由计算加权影响程度子模块进行处理；

计算加权影响程度子模块，首先获取所述间接影响量的序列t_i，其相关联的直接影响量的序列x_j，计算所述序列t_i和所述序列x_j的相关系数ρ为：

$\mathrm{\ρ}(t_i,x_j)=\frac{\mathrm{Cov}(t_i,x_j)}{\sqrt{D\left(t_i\right)}\sqrt{D\left(x_j\right)}}$

其中，ρ(t_i,x_j)为相关系数，Cov(t_i,x_j)为互协方差，D(t_i)和D(x_j)为自协方差，若所有所述直接影响量与所述电能计量误差的所述关联度分别为γ₁…γ_j，其中与所述间接影响量相关联的直接影响量与所述电能计量误差的关联度为γ，所述间接影响量与其相关联的所述直接影响量的线性相关系数为ρ，计算所述间接影响量对所述电能计量误差总的加权影响程度η为：

$\mathrm{\η}=\mathrm{\ρ}\×\frac{\mathrm{\γ}}{\underset{i=1}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\γ}}_i}.$

10.如权利要求1所述的数字化电能计量装置的在线误差分析系统，其特征在于，所述计算机包括下述模块：

计算电能计量误差模块，首先计算所述标准电能，所述标准电能＝(准确一次电流×准确一次电压)对时间的积分，然后计算所述电能计量误差，所述电能计量误差＝电能量数据－标准电能；

提取关联量模块，获取多个数据，所述多个数据包括所述温度、湿度、振动频率、振动幅度、实测一次电流和实测一次电压，将所述多个数据作为关联分析的多个关联输入量，将所述电能计量误差作为被关联输入量，采用关联分析计算所述多个数据中每个数据和所述电能计量误差的关联度，分别判断所述关联输入量是否为关联量；

计算影响程度模块，判断所述提取关联量模块中提取的所述关联量是否为所述电能计量误差的直接影响量，若所述提取关联量模块中提取的所述关联量是对所述电能计量误差的直接影响量，则所述关联量和所述电能计量误差的所述关联度即为对所述电能计量误差的影响程度，其中，所述直接影响量包括所述实测一次电流和实测一次电压，若所述提取关联量模块中提取的所述关联量是对所述电能计量误差的间接影响量，则计算所述间接影响量与其相关联的直接影响量之间的相关系数，再根据所述相关系数计算所述间接影响量对所述电能计量误差的加权影响程度，其中，所述间接影响量包括所述温度、湿度、振动频率及振动幅度；

存储模块，存储所述计算影响程度模块中得出的多个误差分析结果作为数据样本，建立专家系统。

11.如权利要求10所述的数字化电能计量装置的在线误差分析系统，其特征在于，所述提取关联量模块包括下述子模块：

获取数据子模块，获取多个数据，所述多个数据包括所述实测一次电流、实测一次电压、温度、湿度、振动频率和振动幅度，所述实测一次电流、实测一次电压的采样序列分别为序列x_j＝{x_j(1),x_j(2),...,x_j(n)}，j＝1、2；所述温度、湿度、振动频率和振动幅度的采样序列分别为序列t_i＝{t_i(1),t_i(2),...,t_i(n)}，i＝1、2…4；

计算关联度子模块，首先将所述标准电能与所述数字式电能表的所述电能量数据做比对，得出所述数字式电能表的电能计量误差序列为x₀＝{x₀(1),x₀(2),...,x₀(n)}，n为所取的序列点数，然后计算所述序列x_j和所述电能计量误差序列x₀的关联系数ζ_j(k)为：

${\mathrm{\ζ}}_j\left(k\right)=\frac{\underset{j}{\min }\underset{k}{\min }|x_0\left(k\right)-x_j\left(k\right)|+\mathrm{\ρ}\underset{j}{\min }\underset{k}{\min }|x_0\left(k\right)-x_j\left(k\right)|}{|x_0\left(k\right)-x_j\left(k\right)|+\underset{j}{\max }\underset{k}{\max }|x_0\left(k\right)-x_j\left(k\right)|}$

其中，ρ为分辨系数，ζ_j(k)为点k在所述序列x_j对所述电能计量误差序列x₀的关联系数，1≤k≤n，最后，计算所述序列x_j对所述电能计量误差序列x₀的关联度为：

${\mathrm{\γ}}_j=\frac{1}{n}\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ζ}}_j\left(k\right)$

计算所述序列t_i与所述电能计量误差序列x₀的关联系数ζ_i(k)及关联度γ_i的公式与计算所述序列x_j的相同；

判断关联量子模块，分别判断所述多个关联输入量的所述关联度是否大于等于关联阈值，是则所对应的关联输入量是关联量，否则所对应的关联输入量不是关联量。

12.如权利要求10或11所述的数字化电能计量装置的在线误差分析系统，其特征在于，所述计算影响程度模块包括下述子模块：

判断影响量子模块，判断所述提取关联量模块中提取的所述关联量是否为所述电能计量误差的直接影响量，是则所述关联量和所述电能计量误差的所述关联度即为对所述电能计量误差的影响程度，否则由计算加权影响程度子模块进行处理；

计算加权影响程度子模块，首先获取所述间接影响量的序列ti，其相关联的直接影响量的序列x_j，计算所述序列t_i和所述序列x_j的相关系数ρ为：

$\mathrm{\ρ}(t_i,x_j)=\frac{\mathrm{Cov}(t_i,x_j)}{\sqrt{D\left(t_i\right)}\sqrt{D\left(x_j\right)}}$

其中，ρ(t_i,x_j)为相关系数，Cov(t_i,x_j)为互协方差，D(t_i)和D(x_j)为自协方差，若所有所述直接影响量与所述电能计量误差的所述关联度分别为γ₁…γ_j，其中与所述间接影响量相关联的直接影响量与所述电能计量误差的关联度为γ，所述间接影响量与其相关联的所述直接影响量的线性相关系数为ρ，计算所述间接影响量对所述电能计量误差总的加权影响程度η为：

$\mathrm{\η}=\mathrm{\ρ}\×\frac{\mathrm{\γ}}{\underset{i=1}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\γ}}_i}.$