自2009年智能电能表推广应用以来，现场已运行逾4.8亿只智能电能表。第一批投入使用的智能电能表即将到达检定周期，按照传统智能电能表轮换方法，对电能表采取“一刀切”的到期轮换会造成大批正常运行的电能表轮换，一方面造成了巨大的硬件资源浪费，另一方面也给计量中心带来很大的检定工作量，产生巨大的人力物力浪费。

2019年2月国家电网发布了《国家电网有限公司关于推进智能电能表状态评价与更换工作的意见》（国家电网营销[2019]217号），从六方面部署18项重点工作，组织各省公司建立系统功能完善、数据质量优良、失准定位精准、规章制度健全的智能电能表状态评价与更换工作体系，推进智能电能表状态评价与更换试点验证工作，为计量监管模式变革创新提供理论依据，为计量技术法规制定提供有力支撑。

志翔科技深入研究智能电能表非计量功能，依托信息化与大数据分析手段，研发出智能电能表状态评价与更换产品，实现对智能电能表的在线监测、精准研判、变“定期检定”为“全程监控”，创新建立“企业自控、客户监督、政府监管”的智能电能表监管机制，在确保智能电能表运行稳定准确可靠的前提下，保证社会资源节约和高效利用，实现百姓、企业、国家的三赢。

图1 总体框架

(一)        核心功能

1)     智能电能表运行误差分析：基于用电信息采集系统、营销业务应用系统和计量生产调度平台（MDS）数据进行智能电能表运行误差在线监测，实现对数据质量治理和各种复杂情况下电能表的运行误差的分析计算，及时发现计量失准表计。

2)     台区及电能表状态监测：对台区及电能表状态进行分析，通过台区异常情况、电能表用电情况和台区数据质量情况来设置台区和电能表状态，并提供台区和电能表的统计和信息展示功能。

3)     异常组合诊断：通过挖掘数据特征，分析开展异常关联分析，进行异常的组合诊断，提高异常识别的准确率；

4)     批量预警分析：将长期处于低超差且在误差模型灵敏度边界外的电能表进行异常预警，将其故障概率控制在一定范围之内，防止低超差不合格电能表的故障累计；

5)     误差趋势分析：通过智能电能表运行误差分析结果及检定结果，开展变差趋势分析、误差趋势分析、群体缺陷分析，实现更大范围的计量异常在线监测与动态预警；

6)     电能表质量监测分析：通过可监测群体表现推断不可监测群体表现，采用故障概率分析等方法掌握在运电能表整体质量水平，通过抽检或巡检结果进行校准。

7)     计量异常识别诊断：基于电能表运行误差，开展低压异常用电识别诊断以及扩展高压计量异常分析，实现多种低压计量异常感知以及对高压计量异常的有效识别与精准定位，提高计量点异常识别效率、异常原因分析效率、异常问题处理效率。

(二)        核心算法

基于台区能量守恒定律，运用台区树形拓扑关系, 构建电能表运行误差分析模型，以台区总表作为标准器，利用台区总表与被校电能表的定时冻结电量，建立方程组并求解得到电能表运行误差。

台区拓扑结构如图C.1所示。

图C.1台区拓扑结构

根据能量守恒定律，“台区总表供电量”=“所有分表用电量之和”+“线路损耗”+“台区固定损耗”，可得：       

（C.1）

式中：

（C.2）

当台区积累N个周期的数据后，可由式(C1.C2)得到由N个方程组成的方程组，可得：

 (C.3)

以上是通过计算得到智能电能表运行误差的过程。当电能表运行误差计算结果超过电能表允许误差限（在线检测预警线），则判定电能表运行误差超差。