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電能質(zhì)量計(jì)算方式：
1. 瞬時(shí)有效值：
刷新時(shí)間1s。
(1) 分相電壓、電流、頻率的有效值
獲得電壓有效值的基本測(cè)量時(shí)間窗口應(yīng)為10周波。
① 電壓計(jì)算公式：
相電壓有效值 ，式中的 是電壓離散采樣的序列值（ 為A、B、C相）。
② 電流計(jì)算公式：
相電流有效值 ，式中的 是電流離散采樣的序列值（ 為A、B、C相）。
③ 頻率計(jì)算：
測(cè)量電網(wǎng)基波頻率，每次取1s、3s或10s間隔內(nèi)計(jì)到得整數(shù)周期與整數(shù)周期累計(jì)時(shí)間之比(和1s、3s或10s時(shí)鐘重疊的單個(gè)周期應(yīng)丟棄)。測(cè)量時(shí)間間隔不能重疊，每1s、3s或10s間隔應(yīng)在1s、3s或10s時(shí)鐘開始時(shí)計(jì)。
(2) 有功功率、無(wú)功功率、視在功率（分相及合相）
有功功率 ：功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值叫做有功功率，它是指在電路中電阻部分所消耗的功率，以字母P表示，單位瓦特(W)。
計(jì)算公式：
相平均有功功率記為 ，式中 和 分別是電壓電流離散采樣的序列值（ 為A、B、C相）。
多相電路中的有功功率：各單相電路中有功功率之和 。
相視在功率
單相電路的視在功率：電壓有效值與電流有效值的乘積，單位伏安(VA)或千伏安(kVA)。
多相電路中的視在功率：各單相電路中視在功率之和 。
相功率因數(shù)
電壓與電流之間的相位差(Φ)的余弦叫做功率因數(shù)，用符號(hào)cosΦ表示，在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S
計(jì)算公式：
多相電路中的功率因數(shù)：多相的有功功率與視在功率的比值。
無(wú)功功率 ：單相電路中任一頻率下正弦波的無(wú)功功率定義為電流和電壓均方根值和其相位角正弦的乘積，單位乏(Var)。（標(biāo)準(zhǔn)中的頻率指基波頻率）
計(jì)算公式：
多相電路中的無(wú)功功率：各單相電路中無(wú)功功率之和 。
(3) 電壓電流不平衡率(不平衡度)
不平衡度：指三相電力系統(tǒng)中三相不平衡的程度。用電壓、電流負(fù)序基波分量或零序基波分量與正序基波分量的方均根百分比表示。電壓、電流的負(fù)序不平衡度和零序不平衡度分別用 、 和 、 表示。
首先根據(jù)零序分量的計(jì)算公式 計(jì)算出零序分量，如果不含有零序分量，則按照不含零序分量的三相系統(tǒng)求電壓電流不平衡度。如果含有零序分量，則按照含有零序分量的三相系統(tǒng)求電壓電流不平衡度。含有零序分量要求出正序分量和負(fù)序分量，通過FFT求出工頻信號(hào)的幅值和相位，然后參照文中正序分量和負(fù)序分量的求法，求出正序分量和負(fù)序分量，再根據(jù)含有零序分量不平衡度的計(jì)算公式求出電壓和電流不平衡度。要求計(jì)算電壓不平衡合格率（計(jì)算公式標(biāo)準(zhǔn)中沒有給出）。
(4) 電壓電流相角
在交流電路中，電壓與電流之間的相位差(Φ)就是功率因數(shù)角。功率因數(shù)角的余弦叫做功率因數(shù)，用符號(hào)cosΦ表示，在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S。
(5) 線電壓有效值
計(jì)算公式：
線電壓有效值 （ ， 為A、B、C相）（電流分量可仿照電壓算法求出）
(6) 頻率
測(cè)量電網(wǎng)基波頻率，每次取1s、3s或10s間隔內(nèi)計(jì)到得整數(shù)周期與整數(shù)周期累計(jì)時(shí)間之比(和1s、3s或10s時(shí)鐘重疊的單個(gè)周期應(yīng)丟棄)。
2. 能量
基本概念：
有功電能：有功功率對(duì)時(shí)間的累積稱為有功電能，單位是Wh或kWh。
無(wú)功電能（乏—小時(shí)）：
單相電路中無(wú)功電能定義的無(wú)功功率對(duì)時(shí)間的積分，單位kVar。
三相電路中無(wú)功電能各項(xiàng)無(wú)功電能的代數(shù)和。
視在電能：視在功率對(duì)時(shí)間的累積稱為視在電能，單位是kVAh。
基波電能：基波功率對(duì)時(shí)間的累積稱為基波電能，單位是kWh。
諧波電能：周期性交流量中基波電能以外的電能總和，單位是kWh。
正向有功：輸入有功一般也叫做正向有功，指電流從輸入端子到輸出端子的方向。
反向有功：輸出有功叫做反向有功，電流方向與正向相反。
輸入無(wú)功：輸入無(wú)功指電流滯后于電壓時(shí)，線路所具有的無(wú)功。
輸出無(wú)功：指電流超前于電壓時(shí)所具有的無(wú)功。
組合有功電能：對(duì)正向、反向有功電能進(jìn)行加、減組合運(yùn)算得出的有功電能，單位是kWh。
有功組合方式特征字（在電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 645-2007 多功能電表通信協(xié)議附錄C中有相關(guān)說(shuō)明）：
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Bit7 |
Bit6 |
Bit5 |
Bit4 |
Bit3 |
Bit2 |
Bit1 |
Bit0 |
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保留 |
保留 |
保留 |
保留 |
反向有功 （0不減，1加） |
反向有功 （0不加，1加） |
正向有功 （0不減，1減） |
正向有功 （0不加，1加） |
此有功電能包括基波電能和諧波電能。
組合無(wú)功電能：對(duì)無(wú)功任意四象限電能進(jìn)行加、減組合運(yùn)算得出的無(wú)功電能，單位是kvarh。
包括：
組合無(wú)功1總電能；
組合無(wú)功2總電能。
無(wú)功組合方式1、2特征字：
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Bit7 |
Bit6 |
Bit5 |
Bit4 |
Bit3 |
Bit2 |
Bit1 |
Bit0 |
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四象限 （0不減，1減） |
四象限 （0不加，1加） |
三象限 （0不減，1減） |
三象限 （0不加，1加） |
二象限 （0不減，1減） |
二象限 （0不加，1加） |
一象限 （0不減，1減） |
一象限 （0不加，1加） |
四象限無(wú)功總電能
包括：
第一象限無(wú)功總電能；
第二象限無(wú)功總電能；
第三象限無(wú)功總電能；
第四象限無(wú)功總電能。
正反向視在總電能
正向視在總電能是與正向有功電能相對(duì)應(yīng)的視在電能，即位于一、四象限；
反向視在總電能是與反向有功電能相對(duì)應(yīng)的視在電能，即位于二、三象限。
（當(dāng)前）關(guān)聯(lián)總電能
對(duì)于一個(gè)電路元件，當(dāng)它的電壓和電流的參考方向選為一致時(shí)，通常稱為關(guān)聯(lián)參考方向。
諧波潮流方向與基波同向，關(guān)聯(lián)電能為基波電能減諧波電能；
諧波潮流方向與基波反向，關(guān)聯(lián)電能為基波電能加諧波電能。
諧波的潮流方向就是諧波的方向，諧波電壓和電流關(guān)聯(lián)參考方向，諧波潮流為正向，非關(guān)聯(lián)參考方向，諧波潮流為反向。
通過變壓器系數(shù)可以對(duì)變壓器的損耗進(jìn)行計(jì)算，為實(shí)施變壓器損耗補(bǔ)償提供必要的依據(jù)。將離線計(jì)算所得的變壓器系數(shù) 、 、 、 12個(gè)參數(shù)輸入表計(jì)。在實(shí)際使用中，當(dāng)表計(jì)實(shí)測(cè)回路電壓、電流并計(jì)算出 、 值時(shí)，就可計(jì)算出變壓器鐵損有、無(wú)功電能補(bǔ)償量和銅損有、無(wú)功電能補(bǔ)償量。
式中：
-- A、B、C三相元件；
-- 電導(dǎo)，S；對(duì)于某一種導(dǎo)體允許電流通過它的容易性的量度，電阻的倒數(shù)。
-- 電納，S；電納（符號(hào)B）是交流電（AC）流經(jīng)電容或電感的簡(jiǎn)稱。從某些方面來(lái)講，交流電中的電納相當(dāng)于直流電（DC）中的電導(dǎo)，但是兩者有本質(zhì)的不同。兩者發(fā)生變化時(shí)不會(huì)相互影響。電導(dǎo)和電納相結(jié)合就形成導(dǎo)納。
-- 電阻，Ω；
-- 電抗，Ω；類似于直流電路中電阻對(duì)電流的阻礙作用，在交流電路（如串聯(lián)RLC電路）中，電容及電感也會(huì)對(duì)電流起阻礙作用，稱作電抗，其計(jì)量單位也叫做歐姆。
-- 鐵損有功電能補(bǔ)償量，kWh；
-- 鐵損無(wú)功電能補(bǔ)償量，kvarh；
-- 銅損有功電能補(bǔ)償量，kWh；
-- 銅損無(wú)功電能補(bǔ)償量，kvarh；
從而得到銅損和鐵損有功總電能補(bǔ)償量，銅損和鐵損無(wú)功總電能補(bǔ)償量：
式中：
-- 鐵損有功總電能補(bǔ)償量，kWh；
-- 鐵損無(wú)功總電能補(bǔ)償量，kvarh；
-- 銅損有功總電能補(bǔ)償量，kWh；
-- 銅損無(wú)功總電能補(bǔ)償量，kvarh。
3. 需量
需量：在一段時(shí)間間隔內(nèi)功率的平均最大值 (我國(guó)一般需量周期規(guī)定為15min)，現(xiàn)在由于電表的電子化，需量就是這個(gè)負(fù)荷(線路)出現(xiàn)的最大值。
無(wú)功需量：就是負(fù)荷出現(xiàn)的無(wú)功最大值。
有功需量：就是負(fù)荷出現(xiàn)的有功最大值。
需量時(shí)間：就是出現(xiàn)最大需量的時(shí)間。
最大需量：最大需量就是指在設(shè)定的測(cè)定周期內(nèi)，若干個(gè)時(shí)間段內(nèi)電能消耗最多的那個(gè)時(shí)間段，稱為全部時(shí)間段的最大需量。國(guó)家一般把15min內(nèi)的平均功率叫需量。分別按滑差時(shí)間1、3、5、15min求得需量的最大值稱為最大需量。
滑差式需量：從任意時(shí)刻起，按小于需量周期的時(shí)間遞推測(cè)量需量的方法，所測(cè)得的需量。(遞推時(shí)間叫滑差時(shí)間)。如對(duì)于30min的需量計(jì)算周期，設(shè)定滑窗時(shí)間為5min，則它們的計(jì)算時(shí)間段為9:00-9:30,9:05-9:35, 9:10-9:40……
滑窗(差)時(shí)間：依次遞推來(lái)測(cè)量最大需量的小于需量周期的時(shí)間間隔。
區(qū)間式需量：從任意時(shí)刻起，按給定的需量周期遞推測(cè)量需量的方法，所測(cè)得的需量。(滑差時(shí)間為15min稱為區(qū)間式需量)。如對(duì)于30min的需量計(jì)算周期，它們的計(jì)算時(shí)間段為9:00-9:30,9:30-10:00……
組合無(wú)功需量：需量周期內(nèi)參與組合運(yùn)算的四象限無(wú)功平均功率的最大值，單位kvar。
4. 極值檢測(cè)
記錄以下數(shù)據(jù)的本月及上月的極小極大值，月底轉(zhuǎn)存，共保留12次歷史記錄，同時(shí)需要記錄極值的發(fā)生時(shí)間，有相位區(qū)別時(shí)要記錄發(fā)生相位，需要記錄極值的項(xiàng)目如下：
電壓、電流、有功、無(wú)功、視在功率、功率因數(shù)、電壓電流不平衡率、電壓/電流總畸變率、頻率。
5. 諧波
諧波的測(cè)量可以達(dá)到63次，且分別針對(duì)所有電壓電流輸入，要分相、分次地記錄幅值及相位，同時(shí)還要計(jì)算如下數(shù)據(jù)：次諧波電壓/電流的含有率、各次諧波有功無(wú)功功率、電壓/電流總畸變率、間諧波、偶次諧波總和、奇次諧波總和、諧波總和、電流波形因數(shù)K-factor、電壓波形因數(shù)Crest Factor。
基本定義：
基波(分量) ：
對(duì)周期性交流量進(jìn)行付立葉級(jí)數(shù)分解，得到的頻率與工頻相同的分量。
諧波(分量)：
對(duì)周期性交流量進(jìn)行付立葉級(jí)數(shù)分解，得到頻率為基波頻率大于1整數(shù)倍的分量。
間諧波：
介于各次諧波之間的分量即頻率為工頻非整數(shù)倍的分量稱為間諧波。
次諧波：
將低于工頻的間諧波稱為次諧波。
諧波次數(shù)(h)：
諧波頻率與基波頻率的整數(shù)比。
諧波含量(電壓或電流) ：
從周期性交流量中減去基波分量后所得的量。
諧波含有率 (HR)
周期性交流量中含有的第h次諧波分量的方均根值與基波分量的方均根值之比(用百分?jǐn)?shù)表示)。
第h次諧波電壓含有率以HRUh表示，第h次諧波電流含有率以HRIh表示。
總諧波畸變率(THD)：
周期性交流量中的諧波含量的方均根值與其基波分量的方均根值之比(用百分?jǐn)?shù)表示)。
電壓總諧波畸變率以THDu表示，電流總諧波畸變率以THDi 表示。
短時(shí)間諧波：
沖擊持續(xù)的時(shí)間不超過2s，且兩次沖擊之間的間隔時(shí)間不小于30s的電流所含有的諧波及其引起的諧波電壓。
諧波和間諧波的檢測(cè)方法均采用FFT算法。
GB/T 12325—2008標(biāo)準(zhǔn)5.2中說(shuō)明獲得電壓有效值的基本測(cè)量窗口應(yīng)為10周波。
諧波和間諧波的檢測(cè)方法均采用FFT算法。（考慮電壓有效值的基本測(cè)量窗口應(yīng)為10周波，諧波測(cè)量的次數(shù)為63次，頻率分辨率為6.25Hz）
每個(gè)周波采樣1024點(diǎn)，取8個(gè)采樣周波，頻率分辨率為6.25Hz，每隔8個(gè)點(diǎn)取一個(gè)點(diǎn)，共1024點(diǎn)，對(duì)此1024點(diǎn)進(jìn)行FFT變換，采樣頻率為51200Hz。FFT變換后看諧波和間諧波的頻譜成分。
如果原始信號(hào)的峰值為A，F(xiàn)FT的結(jié)果的每個(gè)點(diǎn)（除了第一個(gè)點(diǎn)直流分量之外）的模值就是A的N/2倍。而第一個(gè)點(diǎn)就是直流分量，它的模值就是直流分量的N倍。
第 次諧波電壓含有率 ：
式中： -- 第 次諧波電壓（方均根值）；
-- 基波電壓（方均根值）。
第 次諧波電流含有率 ：
式中： -- 第 次諧波電流（方均根值）；
-- 基波電流（方均根值）。
諧波電壓含量 ：
諧波電流含量 ：
電壓總諧波畸變率 ：
電流總諧波畸變率 ：
根據(jù)GB/T 14549-1993電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波標(biāo)準(zhǔn)D5.2，為了區(qū)別暫態(tài)現(xiàn)象和諧波，對(duì)負(fù)荷變化快的諧波，每次測(cè)量結(jié)果可為3s內(nèi)所測(cè)值的平均值。推薦采用下式計(jì)算：
式中： -- 3s內(nèi)第 次測(cè)得的 次諧波的方均根值；
-- 3s內(nèi)取均勻間隔的測(cè)量次數(shù)， ≥6。10個(gè)周波計(jì)算一次方均根值（有效值），則3s內(nèi)計(jì)算15次，m=15。
電流波形因數(shù)K-factor：
K = 有效值 / 平均值
有效值：交流電壓電流的方均根值。
平均值：實(shí)質(zhì)上就是周期性電壓的直流分量
電壓波形因數(shù)CF（電壓波峰因數(shù)）：
CF= 峰值 / 有效值
峰值：周期性交變電壓u(t)在一個(gè)周期內(nèi)偏離零電平的最大值稱為峰值。
幅值：u(t)在一個(gè)周期內(nèi)偏離直流分量U0的最大值稱為幅值或振幅，幅值 = 有效值× 。
峰值 = 直流分量 + 幅值。
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