1.2 国内数字化电能计量技术及研究机构发展现状
1.国内数字化电能计量技术发展现状
近几年来，国内很多地方的电网系统也对数字式电能表等数字仪表的检定技术进行了研究，提出了各种检测和校验技术的方法。
1）数字式电能表。目前，国内数字化仪器仪表生产企业东方电子集团有限公司、南京新宁光电自动化有限公司、长沙威胜电子有限公司、北京许继电力光学技术有限公司等已经研制开发出0.2S级数字式电能表，并应用于国内广大数字化变电站。
国内数字式电能表制造企业具备规模化生产能力，相关数字式电能表检测装置的制造也有一定技术基础和支撑。现有的A-D转换装置和计算模块中，已采用八位半数字多用表，可提供100kS/s的积分变换速率，1kHz的输入信号具有96dB的信噪比。计算模块采用傅里叶分析算法，实现幅值测量和相位测量，得出比差和角差，算法对测量结果的误差有一定影响，利用插值修正法对于幅值测量和相位测量进行修正。
A-D转换装置、标准数字式电能表和标准数字源可用现有技术基于PowerPC+FPGA架构，优化设计高稳定与高性能硬件系统，选用国际先进的MPC8247嵌入式双核微处理器，选用应用于军事领域的XC3S1000型FPGA，选用高精度的恒温晶振等技术，从而保证电能计量装置具有运行稳定、处理速度快、时序控制精确、附加误差低的特性；高精度的多通道模拟量同步采集是实现高精度校验的关键技术之一，通过对小信号的调理、滤波器的设计、输入阻抗的匹配、元器件的温漂和零漂控制、多路高精度采样时序的控制、偏移误差和增益误差的控制等技术，实现校验仪在-10～+55℃温度范围内，0.1～10V的测量范围内，不低于50kHz的采样率下，多通道同步采集误差不大于0.1μs，实现稳态精度校验中的标准源信号的采集。利用频率跟踪和加窗滤波算法的高精度稳态测试等技术，通过高精度的测频算法，准确测量一次系统的电源频率，将误差控制在0.05以内，随后通过加Hanning窗的傅里叶算法提取基波分量的有效值和相位，进而计算比差和角差，克服了频率波动和谐波分量的干扰，降低了对试验设备和电源系统的要求，保证了系统测量准确度。
2）测控装置。目前，随着智能变电站的广泛建设，符合IEC61850标准的变电站通信网络和系统、智能化的一次设备、网络化的二次设备、自动化的运行管理系统为智能变电站的最主要的技术特征，测控装置也由接收模拟信号转为符合IEC61850的数字信号，测控装置向着数字化测控装置方向发展。
3）数字式电能表检测装置。随着数字式电能表的大量应用，数字式电能表检测装置也得到了快速发展，数字化仪器仪表检测和校准生产企业深圳市星龙科技股份有限公司、江苏凌创电气自动化股份有限公司、南京新宁光电自动化有限公司、北京仪能科思科技发展有限公司等研制出准确度等级为0.05级的数字化仪器仪表检测装置。
4）电子式互感器及检测装置。相比于国外，我国对电子式互感器进行相关研究起步较晚。20世纪70年代起开始，我国当时有华北电力大学、清华大学、上海互感器厂、中国电力科学研究院、华中科技大学、南京自动化股份有限公司、南瑞继保自动化股份有限公司、四方继保股份有限公司等大学以及科研单位对电子式互感器的技术进行了研究。90年代以来，多家设备制造商投资研发制造电子式互感器，占领市场份额，而且各类测量原理的产品已经初具规模并且在现场中也得到了广泛应用。代表产品有南瑞航天的光学电流互感器，额定电压等级为10～1000kV，测量电流范围为1～1000A，测量精确度可达0.2S级，保护STPE；光学电流互感器额定电压为10～1000kV，测量精度达0.2级，保护3P级。近几十年来，国内许多厂家相继有大量电子式互感器挂网运行。
电子式互感器检测装置研究较多，例如一种基于多功能数据采集卡的校验系统。该校验系统也是针对电子式电流互感器的模拟量输出，经数据采集卡对两路信号进行同步采样，对采集卡的要求很高。华中科技大学的徐雁等人提出了光电电压互感器的两种校验方法，即差值检测法和数字同步采样法。其中，差值检测法即将标准互感器的二次输出转换成和光电电压互感器的二次输出相近的电压值，然后再与其做差值处理，并做相应的检测与反馈控制。数字同步采样法则是将标准互感器与光电电压互感器经过采样保持电路后，送入高精度模-数转换器，采用同步采样的方式，进而送入高速数字信号处理器（DSP），DSP再将计算处理结果上传PC后再显示最终的测量值。这种校验装置仅针对光电电压互感器的模拟量输出，且由于采用数字同步采样法，故对采样电路是否同步的要求很高。为了弥补有些校验仪采用非同步采样而可能因为电网频率波动而产生误差的缺陷，一些学者提出了基于DFT算法和准同步算法相结合的校验方法。上述校验方法和装置都是采用的直接校验方法，也有学者基于锁相环技术和快速傅里叶算法或是数据采集卡，采用差值法对电子式互感器模拟量进行校验。对于数字量输出校验，国网电力科学研究院利用高精度电压表、N工数据采集卡和LabVIEW虚拟仪器简单组装了数字量输出的电子式互感器校准系统，但是没有设计系统的硬件处理电路。有学者进而设计了包括模拟开关，增益放大、模-数转换、FPGA和上位机的硬件处理电路。也有学者针对电子式互感器以太网数字输出的特性，研制了基于以太网的电子式互感器校验仪。
我国根据国际标准IEC60044-7《电子式电压互感器》和IEC60044-8《电子式电流互感器》也相应制定发布了GB/T 20840.7—2007《电子式电压互感器》、GB/T 20840.8—2007《电子式电流互感器》，对电子式互感器检测和试验进行了规定。
2.国内企业和研究机构发展现状
2006年，云南电网公司已开始对数字化变电站进行研究，建设了国内首个完整意义上的数字化变电站（110kV翠峰变电站），2007～2011年，相继建成投运了220kV晋城数字化变电站、110kV吴家营数字化变电站和110kV景东智能变电站，实现了智能一次和二次设备、站域保护、智能开票、设备智能巡检、辅助系统智能化等功能。编制了云南电网公司数字化变电站实施技术指导规范、数字式电能表检测规范和电子式互感器检测规范。
2013年开展的科技项目“数字式电能表测试技术研究”，研究了数字化电能计量设备检测方法，申请了《基于IEC61850的数字式电能表现场检测仪》《一种电子式互感器校验系统》《基于IEC61850的电子式互感器校验仪》《一种电子式互感器补偿装置》《一种高准确度等级的电子式电流互感器》等专利。
国网电力科学研究院和黑龙江电力科学研究院开展数字电能计量系统现场检定技术研究，提出了一种简单的数字式电能计量系统的整体检定技术，该方法采用将标准电能值与通过数字式电能表发送的电能脉冲进行对比得到数字电能系统的电能计量误差。广东电网公司开展了数字式电能表校验装置及其溯源方式研究，研发了校准装置。能按照IEC61850-9协议组成以太网帧，通过光纤网络或者双绞线网络对数字式电能表检测。
中国测试技术研究院在《数字式电能表的校验方法研究》一文中提出，数字式电能表溯源方案为标准功率源输出两路模拟电压、电流信号，一路输出给更高等级的传统模拟标准电能表，对该模拟信号进行测量；另一路经过模拟合并单元采集并生成符合IEC61850标准的数据帧，传送给校验装置的标准数字式电能表；比较传统模拟标准电能表的实测电能值和校验装置中数字式电能表的计算电能值，就得到了校验装置的整体误差。
国家已正式颁布了国标GB/T 17215.303—2013《交流电测量设备 特殊要求 第3部分：数字式电能表》，电力行业标准《数字式电能表校准规范》也正在编制，这些标准规定了数字式电能表的计量特性、校准条件、校准项目和校准方法、校准结果表达等内容，规定了校准可采用标准表法和标准源法，以及模-数转换法。
国内高校对数字化计量的量值溯源问题也开展了技术研究，发表了多篇论文，进行了电子式互感器和数字式电能表的检验方案研究，探讨了数字化计量量值溯源模型，介绍了现场带合并单元校验数字式电能表的计量精度的方法等。
还有采用标准功率源输出两路模拟电压、电流信号，一路输出给更高等级的传统模拟标准电能表，对该模拟信号进行测量；另一路经过模拟合并单元采集并生成符合IEC61850标准的数据帧，传送给校验装置的标准数字式电能表。比较传统模拟标准电能表的实测电能值和校验装置中数字式电能表的计算电能值，就得到了校验装置的整体误差。