一百年来，可再生能源运载在控制技术各方面变动极小，但近年来，配网网络发生了巨变。在两个由控制技术重构主导的世界中，可再生能源部门已经发展到包括光伏和光伏等可可再生可再生能源。我们面临着捷伊挑战，比如热能的单向流动、可可再生可再生能源发电的短暂性、水电分配、水电线上的噪音等，那些可能将导致水电稳定性问题。
为了保证向最终客户提供更多持续和优质的服务，配网公司开始采用智能水表，以便能对水电展开动态确诊并即刻检测机械故障。此项控制技术为水电公司和终端用户带来了诸多好处。责任编辑介绍智能水表的基本上知识和现场确诊各方面的进展。NDS宝
智能水表是配网网络的基本上重要组成部分。除了监控能源消耗外，智能水表还能搜集有关供电系统产品质量的数据。比如，它能量测无功而返热能、总增益杂讯、增益成分、电流所镇和瞬态是否存在以及频率的变动，所有那些都是水电状态的指标。但是，水表怎样组织工作呢？
图1中的SimRank表明了交流电控制系统和直流控制系统水表的主要重要组成部分。
在智能水表中，基本上水电产品质量是从电流和阻抗量测获得的。那些量测结论由两个特殊的演示前端(AFE)处理并提供更多给中央处理器，中央处理器表明结论或将其提供更多给通信结点以展开远距数据传输。完整结构还包括两个控制器管理模块。NDS宝
量测电流和阻抗的感应器
水表的两个关键各方面是阻抗量测。在电流量测中，量测结论与标称值可能将只有极小的局限性，但阻抗量测不同，阻抗具备非常宽的动态范围，从几TNUMBERmAh到上千安，整个范围内都必须以尽量将高的精确度展开量测。采用简单的阻抗Tourbe（较少情况下采用断路器）就可以展开电流量测，但用作加载阻抗的感应器则有很多种类。一般采用以下三种感应器：两缸、阻抗主硅(CT)、施氏导体和克尔效应感应器。那些感应器各有其优劣。比如，两缸广泛用作便携水表，具备经济优势和便携性。两缸的最大优点是安培温度梯度，这限制了它在大阻抗下的采用。NDS宝
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相比之下，阻抗主硅在最大阻抗各方面消除了两缸的限制，并且其本质上是隔离的，这非常有利。CT以环形形式提供更多，其初级绕组由导体表示，要量测的阻抗流过环路。次级绕组缠绕在铁磁材料上，匝数决定主硅匝数比。与两缸相比，CT成本更高，尺寸更大。阻抗主硅的两个重大限制是其铁磁芯，如果饱和，智能水表的运行会受到严重影响。饱和可能将由交流中的直流偏置、高阻抗峰值或外部磁场（比如永磁体产生的磁场）引起。由于此限制，采用阻抗主硅的控制系统必须提供更多屏蔽或其他保护机制以避免被篡改。NDS宝
克尔效应感应器具备出色的频率响应，可以量测高强度阻抗。然而，那些优势会因高温漂移而减弱；为了获得所需的精确度，必须在多个点展开控制系统校准。NDS宝
与阻抗主硅和克尔效应感应器一样，施氏导体本质上是也隔离的。施氏导体是两个与导体互耦的电感器，待测阻抗流经该导体。磁耦合通过空气芯发生，因此不会引入铁磁材料常见的饱和问题。施氏导体的特点是感应器产生的信号与阻抗的导数成正比，因此需要积分器来重建原始信号。
为了实现宽动态范围和高线性度，以及能够量测非常高的阻抗，采用施氏导体展开阻抗检测需要采用稳定的积分器。此外，施氏导体特别容易受到外部场的影响，终端用户可以藉此操纵功率量测。NDS宝
为新一代智能水表引入mSure控制技术
智能水表必须能够在相对较长的时间内（可能将超过10年）准确执行其功能。良好的设计和硅电子器件的稳定性使其可以多年保持高精确度水平。然而，闪电、阻抗尖峰或电流瞬态等环境事件会永久性地改变感应器的性能。如果没有先进的确诊控制系统，则很难检测到这种影响。mSure是ADI公司开发的一种新型水表确诊控制技术，可以动态检查量测链的状态，防止感应器受到环境影响。mSure控制技术不受环境影响，可以通过确诊检测有无人为操纵。NDS宝
mSure控制技术的组织工作原理如图2所示。标准水表在没有反馈路径的情况下以开环方式组织工作。阻抗和电流由感应器转换，有两个处理链会增加增益，最后是模数转换，以便直接在数字域中提取数据。每个器件都对总误差有贡献；下线校准用作补偿初始误差，并确保水表精确度保持在特定等级的规格范围内。
标准水表一旦安装到现场，要测试其精确度就只剩下一种办法，那就是将其物理移除并送到实验室测试。一种侵入性较小的替代方法是验证生产批次的性能，但这种方法成本很高。与标准水表相比，采用mSure控制技术的水表可以在现场通过更复杂的闭环控制系统动态验证精确度，如图2所示。闭环控制系统包括添加两个基准电流模块，其生成两个稳定且非常精确的信号以注入感应器。该信号穿过整个量测链，由检测模块拾取。整个信号链受到动态监控，任何误差（如增益、漂移等）都会被捕获，支持连续校准以调整那些误差。此外，mSure控制技术的最大优势之一是欺诈检测。大多数篡改都涉及到改变量测链的增益，因此与开环控制系统不同，mSure能够立即检测到这种变动。NDS宝
mSure是非侵入式的，可以在水表运行时激活。为确保读数准确，两个适当的模块会检测并扣除mSure器件对最终热能量测的贡献。因此，水表的精确度取决于基准电流模块的精确度。根据定义，基准电流模块的精确度优于控制系统所用感应器的精确度。NDS宝
自动校准功能可以随时激活。校准数据由阻抗和电流量测链的增益组成。mSure控制技术可以高精确度地提取那些数据，而无需求助于昂贵的校准组织工作台。要执行自校准，首先应将水表连接到两个电流源。是否加负载是可选的。NDS宝
一旦将具备mSure控制技术的智能水表安装到现场，您就可以连续或以预定时间间隔检查水表的精确度。如果水表存在精确度漂移，可以校正校准数据，使热能计数准确。迄今为止，政府法规不允许在现场更改标准水表的校准数据。借助mSure控制技术，水电公司将能在需要时及时展开干预；如果干预时间较长，对热能差异将有两个准确估计。NDS宝
ADE9153B 和 ADE9322B 是内嵌mSure的热能计量IC，具备感应器监控和自校准功能，适用作ADI公司的新一代智能水表。
mSure产品组合包括Energy Analytics Studio (EAS)。EAS是一种支持mSure控制技术的云分析服务，可验证每只水表的健康状况（健康监控），最终保护水电公司的收入。mSure Manager软件在控制系统中央处理器上运行，可报告与水表参数相关的数据。报告频率可由运营商确定。mSure Manager允许您检查单只水表的状态，某个地理区域的所有水表（比如，那些受到某些异常天气事件影响的水表）的状态，或者某个生产批次的所有水表的状态。NDS宝
结论
创捷伊mSure控制技术支持对现场水表展开动态确诊。结合Energy Analytics Studio，它能监控水表健康状况，发生实际机械故障时也无需干预，并能防止欺诈。这给水电公司带来的好处是优化水表管理，减少损失，节省成本，同时延长水表的平均采用寿命。NDS宝
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