时也存在误差： 层的间隔相等，且等于量化单位q。当信号 3.AD存在量化误差： 幅值小于量化单位q/2时，舍去：反之进 4.标度变换时涉及标度变换系数的有效 位。这种量化方法的量化误差为±。也 位数问题，也会起误差： 5.在计算过程中，用复化积分方法计算电 就是说，AD的分辨力为q/2,比q/2更小 压电流的有效值会带来截断误差： 的信号将会被舍去或进位。这就造成了一 6.在采样过程中，由于实际情况是非理想 定的量化误差。当然解决这个问题的办法 的均匀同步采样，还会带来同步误差： 也很简单，那就是增加AD的位数，目前较 7.由于电压电流量的不同时采样还会使 常用的AD为1012位的AD。当N较大时， 得功率的测量产生误差。 量化误差会比较小，此时AD的精度不会低 于之前的模拟量采集环节，因此不会对测 交流采样的误差分析难点在于产生误 量精度产生太大影响。 差的原因很多，每个误差的形成机理又不 另外，由于在被测系统中可能有多个 尽相同，不同误差之间的相互影响也未必 量测量，它们的数值不同，量纲相异，但 是线性叠加关系，因此对于整体误差的理 经过相应的变送器后，变成统一的05V送 论分析会显得较为困难。但是，对于其中 入AD。因此，需要将采样所得值乘以相应 的每一种误差，却可以从理论上进行单独 的标度变换系数，才可以将AD的采样值变 分析，这样的研究也必然可以为从整体上 回实际的工程值。标度变换系数在遥测系 消除误差提供可靠的手段与依据。由于 数区中一般以4个标志位以及812个数据 PTCT以及变送器属于AD转换的前置采集 位存放，如下图所示： 元件，更多地涉及硬件方面而非软件方面 F1 F2 N1 N2 KI1 KI0 K9 KB K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 KD 的误差分析，且其误差的消除国内已有较 图2：标度变换遥测系数区 多文献有过深入研究，因此本文的主要研 K0K11是标度变换系数，每一位会有 究对象定位为后5种误差。本文将对后5 特定的权值。标度变换的系数整定一般以 种误差进行单独的讨论，并为每一种误差 最大值法整定： 的消除或削弱提供有效的解决方案。 K=吕 (3-2) 3.误差分析与削弱方案 式中S表示满量程，D即为AD转换的阶 以下将逐一对产生交流采样误差的各 数21。这样计算出来的K,转换成2进 种原因和误差削弱方法进行讨论，其中消 制后，即放入遥测系数区进行传送。如果$ 除的方法主要为提高硬件的精度和对交流 较小，D较大，那么K值可能会很小，此 采样所造成的误差进行软件补偿。 时转换为2进制后，很可能前面很多位都 3.1AD量化误差与标度变换系数的误差分 为O,有效位数减少很多，这样将会使AD 析及降低方法 采样值在转换为实际值时由于有效位数问 在电力系统的RTU电参数遥测测量当 题而使精度大大下降。因此需要合理设置 中，常采用逐次逼近电压反馈式AD转换器 标志位F1F2及N1N2的值，以使得标度变 进行模数转换。AD转换器有不同的位数N, 换系数的有效位数最多。F1F2表示的是标 其量化单位q等于满量程测量值Us与2-1 度变换系数按十进制放大的倍数，即小数 的比值： 点位置，从0011分别表示放大了1倍、 UFSR 10倍、100倍、1000倍，而N1N2表示的 q=2N-1 3 是标度变换系数按2进制放大的倍数，从 -1) 0011分别表示放大了1倍、2倍、4倍、8 量化的方法可以采用“有舍有入”的 倍。合理设置标志位后，K的最高有效位 量化方法，即将信号幅值分为若干层，各 为1，有效位数最多，这样K精度达到最时也存在误差； 3． AD存在量化误差； 4． 标度变换时涉及标度变换系数的有效 位数问题，也会引起误差； 5． 在计算过程中，用复化积分方法计算电 压电流的有效值会带来截断误差； 6. 在采样过程中，由于实际情况是非理想 的均匀同步采样，还会带来同步误差； 7. 由于电压电流量的不同时采样还会使 得功率的测量产生误差。 交流采样的误差分析难点在于产生误 差的原因很多，每个误差的形成机理又不 尽相同，不同误差之间的相互影响也未必 是线性叠加关系，因此对于整体误差的理 论分析会显得较为困难。但是，对于其中 的每一种误差，却可以从理论上进行单独 分析，这样的研究也必然可以为从整体上 消除误差提供可靠的手段与依据。由于 PTCT 以及变送器属于 AD 转换的前置采集 元件，更多地涉及硬件方面而非软件方面 的误差分析，且其误差的消除国内已有较 多文献有过深入研究，因此本文的主要研 究对象定位为后 5 种误差。本文将对后 5 种误差进行单独的讨论，并为每一种误差 的消除或削弱提供有效的解决方案。 3．误差分析与削弱方案 以下将逐一对产生交流采样误差的各 种原因和误差削弱方法进行讨论，其中消 除的方法主要为提高硬件的精度和对交流 采样所造成的误差进行软件补偿。 3.1 AD 量化误差与标度变换系数的误差分 析及降低方法 在电力系统的 RTU 电参数遥测测量当 中，常采用逐次逼近电压反馈式 AD 转换器 进行模数转换。AD 转换器有不同的位数N， 其量化单位q 等于满量程测量值UFSR与2 N -1 的比值： q = UFSR 2N − 1 (3 − 1) 量化的方法可以采用“有舍有入”的 量化方法，即将信号幅值分为若干层，各 层的间隔相等，且等于量化单位 q。当信号 幅值小于量化单位 q/2 时，舍去；反之进 位。这种量化方法的量化误差为± q 2 。也 就是说，AD 的分辨力为 q/2，比 q/2 更小 的信号将会被舍去或进位。这就造成了一 定的量化误差。当然解决这个问题的办法 也很简单，那就是增加 AD 的位数，目前较 常用的 AD 为 10~12 位的 AD。当 N 较大时， 量化误差会比较小，此时 AD 的精度不会低 于之前的模拟量采集环节，因此不会对测 量精度产生太大影响。 另外，由于在被测系统中可能有多个 量测量，它们的数值不同，量纲相异，但 经过相应的变送器后，变成统一的 0~5V 送 入 AD。因此，需要将采样所得值乘以相应 的标度变换系数，才可以将 AD 的采样值变 回实际的工程值。标度变换系数在遥测系 数区中一般以 4 个标志位以及 8~12 个数据 位存放，如下图所示： 图 2：标度变换遥测系数区 K0~K11 是标度变换系数，每一位会有 特定的权值。标度变换的系数整定一般以 最大值法整定： K = S D (3 − 2) 式中 S 表示满量程，D 即为 AD 转换的阶 数 2N-1。这样计算出来的 K，转换成 2 进 制后，即放入遥测系数区进行传送。如果 S 较小，D 较大，那么 K 值可能会很小，此 时转换为 2 进制后，很可能前面很多位都 为 0，有效位数减少很多，这样将会使 AD 采样值在转换为实际值时由于有效位数问 题而使精度大大下降。因此需要合理设置 标志位 F1F2 及 N1N2 的值，以使得标度变 换系数的有效位数最多。F1F2 表示的是标 度变换系数按十进制放大的倍数，即小数 点位置，从 00~11 分别表示放大了 1 倍、 10 倍、100 倍、1000 倍，而 N1N2 表示的 是标度变换系数按 2 进制放大的倍数，从 00~11 分别表示放大了 1 倍、2 倍、4 倍、8 倍。合理设置标志位后，K 的最高有效位 为 1，有效位数最多，这样 K 精度达到最