电表行业拥有了超过100年的悠久历史，而且在未来必将持续发 展，就部署和使用而言，智能电表在该行业中还处于婴儿期。 对于电力公司而言，电表就是前端的收银机，其精度不容折 扣。无论是电表制造商，还是力图确保精度的电力公司，都必 须遵守很多要求、规范和法规。但实际上，一旦电表通过认证 并完成制造和部署，大多数电表的精度只在最初生产测试时可 知。电表在使用寿命内的现场工作情况，只能通过统计采样测 试了解。

从机械式和电子式电表到智能电表，其主要变化是通讯方式， 现在我们不仅可以远程获取使用的电量，还能实现诊断功能， 可报告电表自身的状态、运行状况和性能。这种全新的可能性 让我们能够在电表现场工作的同时获取各种信息，从而无需人 工干预、断开连接或专用设备。

精度和监控整个信号链是关键

在汽车和工业等其他行业中，关键功能已将安全性概念纳入诊 断要求中，其实质是要求确认功能在整个流程中正常运转。对 于电表行业，电力公司需要定期检查现场工作的电表的精度。 电表行业目前执行现场样本测试，该方法主要依赖现场工作电 表内部元器件的默示精度，但这种方法也存在风险。《Metering International》最近发表的一篇文章讨论了需要现场监控精度的 原因。1重 要的是，精度变化的原因在很大程度上受传感器影 响，传感器很容易受到大电流和高电压以及恶劣环境的影响。 因此，任何诊断功能必须监控整个电力测量信号链，例如传感 器和电子元件。

大数据分析机遇

针对信息系统架构的一个问题是：“如果能够定期获取现场所 有电表的精度数据，您将如何利用这种功能？”首先可以利用这 个功能来排除故障和异常情况，但它还提供了更多的可能，可 以收集现场的所有电表的相关信息，并进行某种形式的大数据 分析。

远程监控现场所有电表的精度不会违反任何法规，而且收集的 大量数据可为您带来优势，具体取决于管理电表的方式。每小 时或每天收集的数据量并不庞大，但带来了无穷的可能性。图 1显示了一种场景，您可以监控所有电表的精度，让这些数据 达到高分辨率，还可以分析所有电表在使用寿命期间的差异。 这样就能够获得电表之间的差异，包括制造批次、供应商、区 域、不同电网拓扑结构。您还可将精度数据与其他指标关联起 来，例如季节性、温度、湿度和耗电量，以便确定是否存在某 些趋势，帮助您推动未来电表的设计及制造规范，提供更加可 重复的现场测量。

此外，了解所有电表的工作情况，可让您洞察监管机构要求的 样本测试的结果。针对所有仪表实施大数据分析，可帮助您更 好地处理电力公司承担的责任风险。

解决方案：mSure

迄今为止，没有任何测试能够包括整个信号链、现场运行并自 检精度。因此，没有任何方法能够识别并报告仪表设备精度的 变化。15年之前，ADI公司率先开发针对电表的集成计量芯片， 全球部署的电表中有近5亿台内置ADI计量芯片，现在又开发出 一种在电表中使用的全新监控技术，称为 mSure.™。该系统能够 在现场持续监控电表精度，提供内置的自我测试功能，用于监 查电表在使用寿命内的性能。

mSure可以测试电表精度，最重要的是，可在仪表工作时运行，且不影响计量功能，因此无需断开接线。下图2显示了采用mSure的电表的前端框图。与传统的计量前端非常相似，由传感器(橙色)和一些电子器件组成，实现电压或电流信号(蓝色)数字化，集成电路(绿色)内部包括参考信号生成器、检测器和移除电路等模块，以实现mSure功能。

在制造过程中，电表供应商通过传感器测量标准的电流和电压，校准传感器和电子元件的精度，使得整个电表符合规范。在剩余工作寿命中，电表要依赖于这些元器件的精度来维持精度。工作寿命中环境出现的任何误差，都会导致传感器和电子元件的后续误差。

mSure系统将已知参考信号注入与输入传感器的负载信号相同路径，持续监控该信号路径的反馈。通过叠加，传感器能够同时感应参考信号和负载信号。这个组合信号通过了相同的路径，并由后端的电子元件将该组合信号的数字化。检测电路将从组合信号中提取参考信号分量，一旦实现这一点，mSure系统就会使用传递函数描述从传感器到数字化的完整信号链。根据叠加理论，该传递函数同样适用于负载信号数字化，从而能够确定精度是否发生变化。为了确保计量精度，mSure信号将从测量及计量计算链路中被移除。

为了得到广泛适用性，mSure系统旨在实现经济、节能，能够在电表很长的使用寿命内保持稳定，耐受所有类型的负载和干扰。它可以适配业内使用的主要类型传感器，包括锰铜分流器、电流互感器、分压采样电路和罗氏线圈。监控功能不会影响计量认证，也不需要更改任何认证流程，同样也不会修改校准参数或精度设置。

保护收益

电表窃电是电力公司收入损失的罪魁祸首。虽然该问题在发展中国家更严重，但在很多发达地区也呈上升趋势。英国天然气与电力市场办公室最近发布的报告中，估计每年窃电导致的收入损失达2亿英镑，另外电力公司还需要花费2500万英镑来调查窃电事件，维修或更换现场被篡改的电表。2虽然mSure本身并不能预防所有类型的窃电方法，但它具有监控传感器和电子元件的独特功能，能够检测到当前的防窃电电表无法识别的篡改企图，例如篡改传感器。即便供电公司只能防止一小部分窃电方法，挽回的收入损失也对赢利状况大有裨益。

摘要

如今的电表在售出和现场安装前会进行认证、校准和出厂前测试，以确保达到不同地区规定的不同标准各种。因此，保证电表的精确是一种行业共识(元器件质量和统计测试)。mSure该项新技术可以充分利用智能电表的现有接线，在现场对电表进行持续非侵入式精度测试。它可以带来诸多优势，例如大数据分析，帮助我们了解所有电表的精度，识别任何窃电企图，有助于电力公司提高业务收入。

未来，mSure方法还将超出计量相关范畴，应用于监控电网设备，特别是资产运转情况、故障位置隔离及供电恢复(FLISR)方面。

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