用于计量装置的运行状态预测方法技术领域
本发明涉及关口计量设备状态评估技术领域，尤其是一种用于计量装置的运行状
态预测方法。
背景技术
随着电力行业市场化改革的深入进行，发电上网、跨区输电、跨省输电及省级供电
等关口电量交换日益增加，电力企业开始更加关注自身经济利益的维护。如何确保电能计
量装置的准确性，维持电力市场公平有序的运转是电力市场当前研究的一个重要课题。关
口电能计量装置运行管理主要包括现场检验及周期轮换，DL/T 448-2000《电能计量装置技
术管理规程》规定I类、II类和III类电能表的现场检验周期分别为至少3个月、6个月和1年。
目前，这种现场检验方式已难以适应电能计量技术和电力公司精细化管理的要求，主要表
现为：1)电网规模正在不断扩大，交易电量和电能计量装置也越来越多，在有限的人力条件
下实现规范化的技术管理非常困难；2)传统人工现场检验的工作效率低，不能对装置进行
实时监测和故障预警，尤其难以及时发现两次现场检验之间出现的计量问题，对电量追补
工作带来了很大的困难。因此，须亟需在线监测电能计量装置的运行状态，进行实时测量和
趋势预测，从而克服计量装置现场检验模式的弊端，提高其运行管理水平。特别是电能计量
装置的变化趋势预测是其运行状态评估的重要环节，对于实现电能计量装置超差预警及优
化检验周期具有重要的实用价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够在线分析且预测结果有效的用于计
量装置的运行状态预测方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：该用于计量装置的运行状态预测方
法，包括以下步骤：
A、获取0至t时刻的计量装置的累加时间序列XX(t)，Xorig(k)表
示计量装置在某一时刻的运行状态评分参数值；
B、构建预测模型的矩阵B和数据列y；
其中，N∈[1，t]
C、计算预测模型的参数coef1、coef2、coef3；cof2＝Xorig(1)-cof1，
cof3＝-a，
D、利用预测模型计算累加时间序列的预测值mXX(t+1)，
其中
E、计算计量装置在未来t+1的运行状态评分参数值Xorig(t+1)，Xorig(t+1)＝mXX(t+
1)-mXX(t)。
进一步的是，所述计量装置在某一时刻的运行状态评分参数值Xorig(k)采用如下
方法计算得到：包括以下步骤：
A、收集计量装置的基础信息数据以及现场运行数据；
B、对数据进行分类，将数据分为以下六类：电流互感器基础信息数据、电流互感器
监测数据、电压互感器基础信息数据、电压互感器监测数据、电能表基础信息数据、电能表
监测数据；
C、根据电流互感器基础信息数据、电流互感器监测数据计算电流互感器运行工况
值RI；
D、根据电压互感器基础信息数据、电压互感器监测数据计算电压互感器运行工况
值RU；
E、电能表基础信息数据、电能表监测数据计算电能表运行工况值RM；
F、计算计量装置的运行状态评分参数值Xorig(k)，Xorig(k)＝ωIRI+ωURU+ωMRM，其
中，RI为电流互感器运行工况值，ωI为电流互感器运行工况的权值，RU为电压互感器运行工
况值，ωU为电压互感器运行工况的权值，RM为电能表运行工况值，ωM为电能表运行工况的
权值，且ωI+ωU+ωM＝1。
进一步的是，所述权值ωI、ωU、ωM采用如下方法确定，该方法包括以下步骤：
g1、确定序关系：在{RI、RU、RM}中选出比重最大的一个类型记为G1*；然后在余下的
三个类型中选出比重最大的一个类型记为G2*；经过两次选择后最后剩下的类型记为G3*，其
序关系为G1*＞G2*＞G3*，其中G1*＞G2*表示类型G1*的比重要大于或不小于G2*，由此来确定RI、
RU、RM的序关系；
g2、相邻类型比重大小的比值判断：相邻类型Rk-1与Rk之间的比重大小之比Rk-1/Rk
＝ηk，k＝3，2，根据Rk-1与Rk的比重大小，ηk的取值范围为1.0-1.8；
g3、比例系数计算：将g2步骤得出ηk值带入如下公式：
其中，m＝3
即可计算出G1、G2、G3的权值向量ω＝[ω1,ω2,ω3]，ω1、ω2、ω3对应G1、G2、G3的权
值，根据确定的序关系便可以对应得出ωI、ωU、ωM的值。
进一步的是，所述电流互感器运行工况值RI采用如下公式计算得到：
所述RI＝ωISESI+ωIIEII+ωITETI+ωIHEHI+ωIRERI+ωIMEMI，且ωIS+ωII+ωIT+ωIH+
ωIR+ωIM＝1；
其中，SI为在线监测得到电流互感器的二
次负荷，SIn为电流互感器的额定负荷，SI0为电流互感器的二次负荷下限值；
其中，II为电流互感器的一次电流百分值，电流互感器的一
次电流百分值是指电流互感器一次电流在线监测值与额定电流的比值，IImax为电流互感器
的一次电流百分比最大值；
其中，TI为电流互感器所处的环境温度值，TIn为电流互
感器的额定环境温度值，CTI1和CTI2为温度引起变差的变化率系数；
其中，HI为电流互感器所处的环境湿度值，HIn为电流互感
器的额定环境湿度，CHI为湿度引起变差的变化率；
其中，tRI为距离最近一次电流互感器出现失流的时间，τR为剩磁衰
减时间常数；
其中，MI为临近一次导体磁场强度，MIn为额定磁场强度，CMI为
磁场强度引起变差的变化率系数。
进一步的是，所述权值ωIS、ωII、ωIT、ωIH、ωIR、ωIM采用如下方法确定，该方法包
括以下步骤：
g1、确定序关系：在{ESI、EII、ETI、EHI、ERI、EMI}中选出比重最大的一个类型记为G1*；
然后在余下的五个类型中选出比重最大的一个类型记为G2*；在余下的四个类型中选出比重
最大的一个类型记为G3*，在余下的三个类型中选出比重最大的一个类型记为G4*，在余下的
二个类型中选出比重最大的一个类型记为G5*，最后剩下的类型记为G6*，其序关系为G1*＞G2*
＞G3*＞G4*＞G5*＞G6*，其中G1*＞G2*表示类型G1*的比重要大于或不小于G2*，由此来确定ESI、
EII、ETI、EHI、ERI、EMI的序关系；
g2、相邻类型比重大小的比值判断：相邻类型Gk-1与Gk之间的比重大小之比Gk-1/Gk
＝ηk，k＝6、5、4，3，2，根据Gk-1与Gk的比重大小，ηk的取值范围为1.0-1.8；
g3、比例系数计算：将g2步骤得出ηk值带入如下公式：
其中，m＝6
即可计算出G1、G2、G3、G4、G5、G6的权值向量ω＝[ω1,ω2,ω3,ω4,ω5,ω6]，ω1,
ω2,ω3,ω4,ω5,ω6对应G1、G2、G3、G4、G5、G6的权值，根据确定的序关系便可以对应得出
ωIS、ωII、ωIT、ωIH、ωIR、ωIM的值。
进一步的是，所述电压互感器运行工况值RU采用如下公式计算得到：
所述RU＝ωUSESU+ωUΔEΔU+ωUTETU+ωUHEHU+ωUMEMU+ωUEEEU+ωUFEFU，
且ωUS+ωUΔ+ωUT+ωUH+ωUM+ωUE+ωUF＝1；
其中，SU为在线监测得到电压互感器
的二次负荷，SUn为电流互感器的额定负荷，SU0为电压互感器的二次负荷下限值；
其中，ΔUU
为在线监测得到的电压互感器的电压偏差百分值，ΔUUlim为电压互感器的电压偏差限值；
其中，TU为电压互感器所处的环境温度值，TUn为电压
互感器要求的额定环境温度值，CTU1和CTU2为温度引起变差的变化率系数；
其中，HU为电压互感器所处的环境湿度值，HUn为电压互
感器要求的额定环境湿度，CHU为湿度引起变差的变化率；
其中，MU为临近一次导体磁场强度，MUn为额定磁场强度，CMU
为磁场强度引起变差的变化率系数；
其中，EU为在线监测得到电压互感器的外电场强度，EUn为
额定电场强度，CE为电场强度引起变差的变化率系数；
其中，FU为在线监测得到电压互感器的频率，FUn为额定
频率，CF1和CF1为频率引起变差的变化率系数。
进一步的是，所述权值ωUS、ωUΔ、ωUT、ωUH、ωUM、ωUE、ωUF采用如下方法确定，该
方法包括以下步骤：
g1、确定序关系：在{ESU、EΔU、ETU、EHU、EMU、EEU、EFU}中选出比重最大的一个类型记为
G1*；然后在余下的六个类型中选出比重最大的一个类型记为G2*；在余下的五个类型中选出
比重最大的一个类型记为G3*，在余下的四个类型中选出比重最大的一个类型记为G4*，在余
下的三个类型中选出比重最大的一个类型记为G5*，在余下的二个类型中选出比重最大的一
个类型记为G6*，最后剩下的类型记为G7*，其序关系为G1*＞G2*＞G3*＞G4*＞G5*＞G6*＞G7*，其
中G1*＞G2*表示类型G1*的比重要大于或不小于G2*，由此来确定ESU、EΔU、ETU、EHU、EMU、EEU、EFU的
序关系；
g2、相邻类型比重大小的比值判断：相邻类型Gk-1与Gk之间的比重大小之比Gk-1/Gk
＝ηk，k＝7、6、5、4，3，2，根据Gk-1与Gk的比重大小，ηk的取值范围为1.0-1.8；
g3、比例系数计算：将g2步骤得出ηk值带入如下公式：
其中，m＝7
即可计算出G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7的权值向量ω＝[ω1,ω2,ω3,ω4,ω5,ω6,ω7]，
ω1,ω2,ω3,ω4,ω5,ω6,ω7对应G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7的权值，根据确定的序关系便可以对
应得出ωUS、ωUΔ、ωUT、ωUH、ωUM、ωUE、ωUF的值。
进一步的是，所述电能表运行工况值RM采用如下公式计算得到：
且ωMI+ωMU+ωMcos+ωMTHDU+ωMdU+ωMT+ωMH＝1；
其中，IM为电能表的一次电流百分值，电能表的一次电流百
分值是指在线监测得到的电能表一次电流与电能表的额定电流的比值，IMmax为电能表的一
次电流百分比最大值；
其中ΔU
M为电能表的电压偏差百分值，ΔUMlim为电能表的电压偏差限值；ΔU M＝U M-1，U M为电能表
的一次电压百分值，电能表的一次电压百分值是指在线监测得到的电能表一次电压与电能
表的额定电压的比值；
其中，为电能表的一次负
载功率因数，为电能表的一次负载功率因数的下限值；
其
中，THDU为电能表的电压波形畸变率，THDUlim为电能表的电压波形畸变率的上限值；
其中，dU为电能表的三相
电压不平衡度，dUlim为电能表的上限值；
其中，TM为电能表所处的环境温度值，TMn为电能表的
额定环境温度值，CTM1和CTM2为温度引起变差的变化率系数；
其中，HM为电能表所处的环境湿度值，HMn为电能表要求
的额定环境湿度，CHM为湿度引起变差的变化率。
进一步的是，所述权值ωMI、ωMU、ωMcos、ωMTHDU、ωMdU、ωMT、ωMH采用如下方法确定，
该方法包括以下步骤：
g1、确定序关系：在中选出比重
最大的一个类型记为G1*；然后在余下的六个类型中选出比重最大的一个类型记为G2*；在余
下的五个类型中选出比重最大的一个类型记为G3*，在余下的四个类型中选出比重最大的一
个类型记为G4*，在余下的三个类型中选出比重最大的一个类型记为G5*，在余下的二个类型
中选出比重最大的一个类型记为G6*，最后剩下的类型记为G7*，其序关系为G1*＞G2*＞G3*＞
G4*＞G5*＞G6*＞G7*，其中G1*＞G2*表示类型G1*的比重要大于或不小于G2*，由此来确定EIM、EUM、
ETHDU、EdU、ETM、EHM的序关系；
g2、相邻类型比重大小的比值判断：相邻类型Gk-1与Gk之间的比重大小之比Gk-1/Gk
＝ηk，k＝7、6、5、4，3，2，根据Gk-1与Gk的比重大小，ηk的取值范围为1.0-1.8；
g3、比例系数计算：将g2步骤得出ηk值带入如下公式：
其中，m＝7
即可计算出G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7的权值向量ω＝[ω1,ω2,ω3,ω4,ω5,ω6,ω7]，
ω1,ω2,ω3,ω4,ω5,ω6,ω7对应G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7的权值，根据确定的序关系便可以对
应得出ωMI、ωMU、ωMcos、ωMTHDU、ωMdU、ωMT、ωMH的值。
本发明的有益效果：该用于计量装置的运行状态预测方法先获取0至t时刻的计量
装置的累加时间序列XX(t)，然后构建预测模型的矩阵B和数据列y；再计算预测模型的参数
coef1、coef2、coef3；并利用预测模型计算累加时间序列的预测值mXX(t+1)，最后计算计量
装置在未来t+1的运行状态评分参数值Xorig(t+1)，该方法能够实现在线分析和预测计量装
置的运行状态，且预测误差较小。
附图说明
图1表示采用本发明所述用于计量装置的运行状态预测方法计算得到的预测值和
计量装置实际运行的真实值之间的对比图。
具体实施方式
本发明所述的用于计量装置的运行状态预测方法，包括以下步骤：
A、获取0至t时刻的计量装置的累加时间序列XX(t)，Xorig(k)表
示计量装置在某一时刻的运行状态评分参数值；
B、构建预测模型的矩阵B和数据列y；
其中，N∈[1，t]
C、计算预测模型的参数coef1、coef2、coef3；cof2＝Xorig(1)-cof1，
cof3＝-a，
D、利用预测模型计算累加时间序列的预测值mXX(t+1)，
其中
E、计算计量装置在未来t+1的运行状态评分参数值Xorig(t+1)，Xorig(t+1)＝mXX(t+
1)-mXX(t)。
该用于计量装置的运行状态预测方法先获取0至t时刻的计量装置的累加时间序
列XX(t)，然后构建预测模型的矩阵B和数据列y；再计算预测模型的参数coef1、coef2、
coef3；并利用预测模型计算累加时间序列的预测值mXX(t+1)，最后计算计量装置在未来t+
1的运行状态评分参数值Xorig(t+1)，该方法能够实现在线分析和预测计量装置的运行状
态，且预测误差较小。
进一步的是，所述计量装置在某一时刻的运行状态评分参数值Xorig(k)采用如下
方法计算得到：包括以下步骤：
A、收集计量装置的基础信息数据以及现场运行数据；
B、对数据进行分类，将数据分为以下六类：电流互感器基础信息数据、电流互感器
监测数据、电压互感器基础信息数据、电压互感器监测数据、电能表基础信息数据、电能表
监测数据；
C、根据电流互感器基础信息数据、电流互感器监测数据计算电流互感器运行工况
值RI；
D、根据电压互感器基础信息数据、电压互感器监测数据计算电压互感器运行工况
值RU；
E、电能表基础信息数据、电能表监测数据计算电能表运行工况值RM；
F、计算计量装置的运行状态评分参数值Xorig(k)，Xorig(k)＝ωIRI+ωURU+ωMRM，其
中，RI为电流互感器运行工况值，ωI为电流互感器运行工况的权值，RU为电压互感器运行工
况值，ωU为电压互感器运行工况的权值，RM为电能表运行工况值，ωM为电能表运行工况的
权值，且ωI+ωU+ωM＝1。
该计算方法方法通过收集计量装置的基础信息数据以及现场运行数据，对收集的
数据进行分类并计算电流互感器运行工况值RI、电压互感器运行工况值RU、电能表运行工况
值RM，最后计算整个计量装置的运行状态评分参数值Xorig(k)，该计算方法考虑了对电能表、
电流互感器和电压互感器的运行工况态检验，可以实现计量装置运行状态的全面检验，保
证最后得出的运行状态检验结果准确、全面、可靠性高，可以准确掌握电能计量装置运行工
况的动态安全稳定性。
在上述实施方式中，所述权值ωI、ωU、ωM可以采用经典层次分析法得出，但是，这
种方法不易构造出满足一致性要求的判别阵，因此，本发明提供了一种简单有效的方法来
确定权值ωI、ωU、ωM，该方法包括以下步骤：
g1、确定序关系：在{RI、RU、RM}中选出比重最大的一个类型记为G1*；然后在余下的
三个类型中选出比重最大的一个类型记为G2*；经过两次选择后最后剩下的类型记为G3*，其
序关系为G1*＞G2*＞G3*，其中G1*＞G2*表示类型G1*的比重要大于或不小于G2*，由此来确定RI、
RU、RM的序关系；
g2、相邻类型比重大小的比值判断：相邻类型Gk-1与Gk之间的比重大小之比Gk-1/Gk
＝ηk，k＝3，2，根据Gk-1与Gk的比重大小，ηk的取值范围为1.0-1.8；ηk判断的取值规则如下所
述：
g3、比例系数计算：将g2步骤得出ηk值带入如下公式：
其中，m＝3
即可计算出G1、G2、G3的权值向量ω＝[ω1,ω2,ω3]，ω1、ω2、ω3对应G1、G2、G3的权
值，根据确定的序关系便可以对应得出ωI、ωU、ωM的值。
利用上述方法得出的权值更符合实际情况中电能表、电流互感器、电压互感器所
占的比重，可以使得最后得出的计量装置运行工况状态值与实际的运行工况状态更加相
符，其匹配度和准确性较高。
所述电流互感器运行工况值RI采用如下公式计算得到：所述RI＝ωISESI+ωIIEII+
ωITETI+ωIHEHI+ωIRERI+ωIMEMI，且ωIS+ωII+ωIT+ωIH+ωIR+ωIM＝1；
其中，SI为在线监测得到电流互感器的二
次负荷，电流互感器二次侧不允许开路，负载越小越好，电流互感器二次负荷的在线测试方
法为从互感器回路始端采用在现场布线方式取得电压U0，再从监测电路中取得电流值，SI＝
U0×I2；SIn为电流互感器的额定负荷，SI0为电流互感器的二次负荷下限值，当电流互感器的
二次额定电流为5A时，电流互感器的二次负荷下限值SI0为3.75VA，当电流互感器的二次额
定电流为1A时，电流互感器的二次负荷下限值SI0为1VA；
其中，II为电流互感器的一次电流百分值，电流互感器的一
次电流百分值是指电流互感器一次电流在线监测值与额定电流的比值，，IImax为电流互感
器的一次电流百分比最大值，其最大值为120％；
其中，TI为电流互感器所处的环境温度值，TIn为电流互
感器的额定环境温度值，根据电力互感器JJG1021-2007检定标准，环境温度单独作用引起
的电流互感器误差变化不超过基本误差限值1/4，检定条件中温度范围为-25～55℃，在额
定温度TIn下引起的变差接近于0，而当温度远超出上限、下限范围时，其引起的变化接近于
基本误差限值1/4，额定环境温度TIn为25℃，CTI1和CTI2为温度引起变差的变化率系数，分别
取CTI1＝2、CTI2＝3；
其中，HI为电流互感器所处的环境湿度值，HIn为电流互感
器的额定环境湿度，CHI为湿度引起变差的变化率；根据电力互感器JJG1021-2007检定标准
中规定环境相对湿度不大于95％，环境湿度单独作用引起的电流互感器误差变化不超过基
本误差限值1/8，当环境湿度小于额定湿度HIn时相应的变差接近于0，额定环境湿度HIn为
65％，湿度引起变差的变化率CHI为5％；
其中，tRI为距离最近一次电流互感器出现失流的时间，τR为剩磁衰
减时间常数，剩磁衰减时间常数单位min；电流互感器在电流突然下降的情况下，电流互感
器铁芯可能产生剩磁，其将使铁芯磁导率下降，影响互感器准确度，电流互感器JJG1021-
2007检定标准中规定，对于电流互感器剩磁单独作用引起的变差限值，不超过基本误差限
值的1/3，电流互感器剩磁由大电流情况下突然切断电源、二次绕组突然开路等原因产生，
主要表现为二次绕组失流，剩磁大小与负载电流百分比呈正相关，随着时间推移剩磁直流
分量逐渐衰减为0，对电流互感器误差的影响也逐渐减小，为剩磁衰减时间常数τR为50min；
其中，MI为临近一次导体磁场强度，其临近一次导体磁场强
度限制为100μT，MIn为额定磁场强度，CMI为磁场强度引起变差的变化率系数；电力互感器
JJG1021-2007检定标准中规定，对于电流互感器邻近一次导体磁场单独作用引起的变差限
值，不超过基本误差限值的1/4，当磁场强度小于额定磁场强度MIn时相应的变差接近于0，额
定磁场强度MIn为50μT，磁场强度引起变差的变化率系数CMI为10。
利用上述方法计算出的电流互感器运行工况值RI准确、全面、可靠性高，可以准确
掌握电流互感器的运行工况动态安全稳定性。
在上述实施方式中，所述权值ωIS、ωII、ωIT、ωIH、ωIR、ωIM可以采用经典层次分
析法得出，但是，这种方法不易构造出满足一致性要求的判别阵，因此，本发明提供了一种
简单有效的方法来确定权值ωIS、ωII、ωIT、ωIH、ωIR、ωIM，该方法包括以下步骤：
g1、确定序关系：在{ESI、EII、ETI、EHI、ERI、EMI}中选出比重最大的一个类型记为G1*；
然后在余下的五个类型中选出比重最大的一个类型记为G2*；在余下的四个类型中选出比重
最大的一个类型记为G3*，在余下的三个类型中选出比重最大的一个类型记为G4*，在余下的
二个类型中选出比重最大的一个类型记为G5*，最后剩下的类型记为G6*，其序关系为G1*＞G2*
＞G3*＞G4*＞G5*＞G6*，其中G1*＞G2*表示类型G1*的比重要大于或不小于G2*，由此来确定ESI、
EII、ETI、EHI、ERI、EMI的序关系；
g2、相邻类型比重大小的比值判断：相邻类型Gk-1与Gk之间的比重大小之比Gk-1/Gk
＝ηk，k＝6、5、4，3，2，根据Gk-1与Gk的比重大小，ηk的取值范围为1.0-1.8；ηk判断的取值规则
如下所述：
g3、比例系数计算：将g2步骤得出ηk值带入如下公式：
其中，m＝6
即可计算出G1、G2、G3、G4、G5、G6的权值向量ω＝[ω1,ω2,ω3,ω4,ω5,ω6]，ω1,
ω2,ω3,ω4,ω5,ω6对应G1、G2、G3、G4、G5、G6的权值，根据确定的序关系便可以对应得出
ωIS、ωII、ωIT、ωIH、ωIR、ωIM的值。
利用上述方法得出的权值更符合实际情况中电流互感器的二次负荷值、一次电流
百分值、环境温度、环境相对湿度、剩磁、邻近一次导体磁场所占的比重，可以使得最后得出
电流互感器的运行工况状态值与实际的运行工况状态更加相符，其匹配度和准确性较高。
所述电压互感器运行工况值RU采用如下公式计算得到：所述RU＝ωUSESU+ωUΔEΔU+
ωUTETU+ωUHEHU+ωUMEMU+ωUEEEU+ωUFEFU，
且ωUS+ωUΔ+ωUT+ωUH+ωUM+ωUE+ωUF＝1；
其中，SU为在线监测得到电压互感器
的二次负荷，SUn为电流互感器的额定负荷，SU0为电压互感器的二次负荷下限值，其下限值
为2.5VA；
其中，ΔU
U为在线监测得到的电压互感器的电压偏差百分值，ΔU Ulim为电压互感器的电压偏差限值，
其电压偏差限制为±0.5％；
其中，TU为电压互感器所处的环境温度值，TUn为电压
互感器要求的额定环境温度值，CTU1和CTU2为温度引起变差的变化率系数；根据电力互感器
JJG1021-2007检定标准，环境温度单独作用引起的电压互感器误差变化不超过基本误差限
值1/4，检定条件中温度范围为-25～55℃，在额定温度TUn下引起的变差接近于0，而当温度
远超出上限、下限范围时，其引起的变化接近于基本误差限值1/4，额定环境温度TUn为25℃，
CTU1和CTU2为温度引起变差的变化率系数，分别取CTU1＝2、CTU2＝3；
其中，HU为电压互感器所处的环境湿度值，HUn为电压互
感器要求的额定环境湿度，CHU为湿度引起变差的变化率；根据电力互感器JJG1021-2007检
定标准中规定环境相对湿度不大于95％，环境湿度单独作用引起的电压互感器误差变化不
超过基本误差限值1/8，当环境湿度小于额定湿度HUn时相应的变差接近于0，额定环境湿度
HUn为65％，湿度引起变差的变化率CHU为5％；
其中，MU为临近一次导体磁场强度，其磁场强度限值为100μ
T，MUn为额定磁场强度，CMU为磁场强度引起变差的变化率系数；电力互感器JJG1021-2007检
定标准中规定，对于电压互感器一次导体磁场单独作用引起的变差限值，不超过基本误差
限值的1/10；当临近一次导体磁场强度小于额定磁场强度时相应的变差接近于0，额定磁场
强度MU为50μT，磁场强度引起变差的变化率系数CMU为10；
其中，EU为在线监测得到电压互感器的外电场强度，其电
场强度限制为10kV/m，EUn为额定电场强度，CE为电场强度引起变差的变化率系数；电力互感
器JJG1021-2007检定标准中规定，外电场的作用对电容式电压互感器误差影响更加突出，
其不能超过基本误差限值的1/4，额定电场强度EUn为5kV/m，电场强度引起变差的变化率系
数CE为1；
其中，FU为在线监测得到电压互感器的频率，FUn为额定
频率，CF1和CF1为频率引起变差的变化率系数；根据电力互感器JJG1021-2007检定标准，频
率单独作用引起的电压互感器误差变化不超过基本误差限值1/6，检定条件中频率范围为-
49.5～50.5Hz，在规定频率范围为-49.5～50.5Hz内的变差接近于0，当频率远超出上限、下
限时，其引起的变化接近于基本限值1/6，额定频率FUn为50Hz，频率引起变差的变化率系数
CF1＝0.02、CF2＝4。
利用上述方法计算出的电压互感器运行工况值RU准确、全面、可靠性高，可以准确
掌握电压互感器的运行工况动态安全稳定性。
在上述实施方式中，所述权值ωUS、ωUΔ、ωUT、ωUH、ωUM、ωUE、ωUF可以采用经典层
次分析法得出，但是，这种方法不易构造出满足一致性要求的判别阵，因此，本发明提供了
一种简单有效的方法来确定权值ωUS、ωUΔ、ωUT、ωUH、ωUM、ωUE、ωUF，该方法包括以下步
骤：
g1、确定序关系：在{ESU、EΔU、ETU、EHU、EMU、EEU、EFU}中选出比重最大的一个类型记为
G1*；然后在余下的六个类型中选出比重最大的一个类型记为G2*；在余下的五个类型中选出
比重最大的一个类型记为G3*，在余下的四个类型中选出比重最大的一个类型记为G4*，在余
下的三个类型中选出比重最大的一个类型记为G5*，在余下的二个类型中选出比重最大的一
个类型记为G6*，最后剩下的类型记为G7*，其序关系为G1*＞G2*＞G3*＞G4*＞G5*＞G6*＞G7*，其
中G1*＞G2*表示类型G1*的比重要大于或不小于G2*，由此来确定ESU、EΔU、ETU、EHU、EMU、EEU、EFU的
序关系；
g2、相邻类型比重大小的比值判断：相邻类型Gk-1与Gk之间的比重大小之比Gk-1/Gk
＝ηk，k＝7、6、5、4，3，2，根据Gk-1与Gk的比重大小，ηk的取值范围为1.0-1.8；ηk判断的取值规
则如下所述：
g3、比例系数计算：将g2步骤得出ηk值带入如下公式：
其中，m＝7
即可计算出G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7的权值向量ω＝[ω1,ω2,ω3,ω4,ω5,ω6,ω7]，
ω1,ω2,ω3,ω4,ω5,ω6,ω7对应G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7的权值，根据确定的序关系便可以对
应得出ωUS、ωUΔ、ωUT、ωUH、ωUM、ωUE、ωUF的值。
利用上述方法得出的权值更符合实际情况中电压互感器的二次负荷值、电压偏差
百分值、环境温度、环境相对湿度、一次导体磁场、外电场、频率所占的比重，可以使得最后
得出电压互感器的运行工况状态值与实际的运行工况状态更加相符，其匹配度和准确性较
高。
所述电能表运行工况值RM采用如下公式计算得到：
且ωMI+ωMU+ωMcos+ωMTHDU+ωMdU+ωMT+ωMH＝1；
其中，IM为电能表的一次电流百分值，电能表的一次电流百
分值是指在线监测得到的电能表一次电流与电能表的额定电流的比值，IMmax为电能表的一
次电流百分比最大值，其最大值为120％；
其中ΔU
M为电能表的电压偏差百分值，ΔUMlim为电能表的电压偏差限值，其电压偏差限值为±5％；
ΔU M＝U M-1，U M为电能表的一次电压百分值，电能表的一次电压百分值是指在线监测得
到的电能表一次电压与电能表的额定电压的比值；
其中，为电能表的一次负
载功率因数，为电能表的一次负载功率因数的下限值，其下限值为0.5；
其
中，THDU为电能表的电压波形畸变率，THDUlim为电能表的电压波形畸变率的上限值，其上限
值为5％；
其中，dU为电能表的三相
电压不平衡度，dUlim为电能表的上限值，其上限值为4％；
其中，TM为电能表所处的环境温度值，TMn为电能表的
额定环境温度值，CTM1和CTM2为温度引起变差的变化率系数；根据电力互感器JJG1021-2007
检定标准，环境温度单独作用引起的电能表误差变化不超过基本误差限值1/4，检定条件中
温度范围为-25～55℃，在额定温度TMn下引起的变差接近于0，而当温度远超出上限、下限范
围时，其引起的变化接近于基本误差限值1/4，额定环境温度TMn为25℃，CTM1和CTM2为温度引
起变差的变化率系数，分别取CTM1＝2、CTM2＝3；
其中，HM为电能表所处的环境湿度值，HMn为电能表要求
的额定环境湿度，CHM为湿度引起变差的变化率，根据电力互感器JJG1021-2007检定标准中
规定环境相对湿度不大于95％，环境湿度单独作用引起的电能表误差变化不超过基本误差
限值1/8，当环境湿度小于额定湿度HMn时相应的变差接近于0，额定环境湿度HMn为65％，湿
度引起变差的变化率CHM为5％。
利用上述方法计算出的电能表运行工况值RM准确、全面、可靠性高，可以准确掌握
电能表的运行工况动态安全稳定性。
在上述实施方式中，所述权值ωMI、ωMU、ωMcos、ωMTHDU、ωMdU、ωMT、ωMH可以采用经
典层次分析法得出，但是，这种方法不易构造出满足一致性要求的判别阵，因此，本发明提
供了一种简单有效的方法来确定权值ωMI、ωMU、ωMcos、ωMTHDU、ωMdU、ωMT、ωMH，该方法包括
以下步骤：
g1、确定序关系：在中选出比重
最大的一个类型记为G1*；然后在余下的六个类型中选出比重最大的一个类型记为G2*；在余
下的五个类型中选出比重最大的一个类型记为G3*，在余下的四个类型中选出比重最大的一
个类型记为G4*，在余下的三个类型中选出比重最大的一个类型记为G5*，在余下的二个类型
中选出比重最大的一个类型记为G6*，最后剩下的类型记为G7*，其序关系为G1*＞G2*＞G3*＞
G4*＞G5*＞G6*＞G7*，其中G1*＞G2*表示类型G1*的比重要大于或不小于G2*，由此来确定EIM、EUM、
ETHDU、EdU、ETM、EHM的序关系；
g2、相邻类型比重大小的比值判断：相邻类型Gk-1与Gk之间的比重大小之比Gk-1/Gk
＝ηk，k＝7、6、5、4，3，2，根据Gk-1与Gk的比重大小，ηk的取值范围为1.0-1.8；ηk判断的取值规
则如下所述：
g3、比例系数计算：将g2步骤得出ηk值带入如下公式：
其中，m＝7
即可计算出G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7的权值向量ω＝[ω1,ω2,ω3,ω4,ω5,ω6,ω7]，
ω1,ω2,ω3,ω4,ω5,ω6,ω7对应G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7的权值，根据确定的序关系便可以对
应得出ωMI、ωMU、ωMcos、ωMTHDU、ωMdU、ωMT、ωMH的值。
利用上述方法得出的权值更符合实际情况中电能表的一次电流百分比、一次电压
百分比、一次负载功率因数、电压波形畸变率、三相电压不平衡度、环境温度、环境相对湿度
所占的比重，可以使得最后得出电能表的运行工况状态值与实际的运行工况状态更加相
符，其匹配度和准确性较高。
图1表示采用本发明所述用于计量装置的运行状态预测方法计算得到的预测值和
计量装置实际运行的真实值之间的对比图。由图1可以明显看出，采用本发明所述用于计量
装置的运行状态预测方法计算得到的预测值曲线和计量装置实际运行的真实值曲线互相
交叉在一起，其偏离度非常小，表明其预测误差非常小。