關(guān)于加強(qiáng)電能計(jì)量管理的探討

劉冠娟

【摘 要】電能計(jì)量管理是電力營(yíng)銷的重要組成部分，關(guān)系著電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的高低，因此在新的發(fā)展形勢(shì)下，通過采用新的計(jì)量技術(shù)加強(qiáng)電能計(jì)量管理具有重要意義。本文著重對(duì)智能化變電站電能計(jì)量技術(shù)進(jìn)行探討，以期為提高電能計(jì)量管理效率提供參考。

【關(guān)鍵詞】電能；計(jì)量；管理；探討

目前人們對(duì)電能的依賴程度越來越大，電網(wǎng)設(shè)計(jì)更為復(fù)雜，規(guī)模不斷擴(kuò)展，給電力部門電能計(jì)量管理提出了新的要求，為此電力部門應(yīng)注重運(yùn)用新的電能計(jì)量技術(shù)構(gòu)建智能化變電站，不斷提高電能計(jì)量管理水平。

1.構(gòu)建智能化變電站電能計(jì)量系統(tǒng)

1.1智能化變電站電能計(jì)量組成

智能化變電站電能計(jì)量系統(tǒng)由眾多電氣元件和傳感器組成，例如，符合IE6044-8、IE6044-7標(biāo)準(zhǔn)要求的電子式電壓互感器、同步時(shí)鐘GPS同步信號(hào)以及合并單元等，其中合并單元與電子式電壓互感器之間的數(shù)據(jù)傳輸格式采用IE6044-7標(biāo)準(zhǔn)要求的FT3格式，另外一些模擬小信號(hào)的信息傳輸采用合并單元內(nèi)采樣方式。工作時(shí)系統(tǒng)中的合并單元將采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并處理，并按照IEE802.3規(guī)定要求將其以100Base-FX方式向外界傳輸。

1.2智能變電站電能計(jì)量工作原理

智能變電站電能計(jì)量嚴(yán)格遵守IEC61850-9-1標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元，其內(nèi)部包含采樣計(jì)數(shù)器、采樣值狀態(tài)字、采樣率等信息，并按照一定的規(guī)則對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

另外，為了達(dá)到和傳統(tǒng)電子式互感器的接入系統(tǒng)計(jì)量數(shù)據(jù)保持一致的目的，可將應(yīng)用服務(wù)單元中要求的額定電流、額定電壓定義為傳統(tǒng)電子互感器的二次側(cè)轉(zhuǎn)化，這樣便可計(jì)算出電網(wǎng)頻率、無功功率、不同元件的電流、電壓。

1.3智能變電站電能計(jì)量表檢錯(cuò)糾錯(cuò)設(shè)計(jì)

智能變電站電能計(jì)量表在傳輸采樣值時(shí)，如CRC校驗(yàn)發(fā)生差錯(cuò)或信號(hào)受到外界干擾容易導(dǎo)致一次側(cè)的模擬量與二次側(cè)表計(jì)數(shù)字量的映射發(fā)生差錯(cuò)，進(jìn)而丟失采樣點(diǎn)。為避免這種不良情況的發(fā)生，計(jì)量表的計(jì)量算法具備對(duì)丟點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償處理的功能，該功能一般通過牛頓插值法或拉格朗日插值法實(shí)現(xiàn)。具體采用何種方法應(yīng)綜合分析丟點(diǎn)前后的數(shù)據(jù)信息，并參考采樣計(jì)數(shù)器中的信息。實(shí)踐論證，通過對(duì)丟點(diǎn)后與利用差值補(bǔ)償后電能計(jì)量誤差分析，結(jié)果兩種情況的功率誤差相差8%，由此可知完整的采樣能明顯提高電能計(jì)量表的準(zhǔn)確性。

1.4智能化變電站電能計(jì)量系統(tǒng)誤差分析

智能化變電站電能計(jì)量系統(tǒng)與傳統(tǒng)計(jì)量系統(tǒng)相比在防止線路干擾，減小表計(jì)到互感二次側(cè)間的傳輸損耗具有較大優(yōu)勢(shì)，它不再將內(nèi)部ADC、TA、TV轉(zhuǎn)換引起的誤差涵蓋在內(nèi)。

智能化變電站計(jì)量系統(tǒng)與傳統(tǒng)的計(jì)量系統(tǒng)相比準(zhǔn)確度有了很大的提升。另外，以數(shù)字方式輸入的表計(jì)能夠記錄與合并單元相連的光纖連接事件信息，同時(shí)還能記錄連接在表計(jì)外部的電源連接事件信息，從而給表計(jì)的自我維護(hù)和故障診斷提供了良好的數(shù)據(jù)參考。

1.5智能變電站的電能表

1.5.1電能表原理分析

設(shè)計(jì)智能變電站的電能表時(shí)運(yùn)用了較為流行設(shè)計(jì)方法：采用中央處理器和數(shù)據(jù)信號(hào)處理器相融合的框架，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信號(hào)處理器較強(qiáng)數(shù)據(jù)處理功能，和中央微處理器能夠管理復(fù)雜事務(wù)能力的結(jié)合。從網(wǎng)絡(luò)接口芯片獲取有關(guān)合并單元的信息，然后將其傳輸給處理單元實(shí)現(xiàn)電能相關(guān)信息的計(jì)算，并將其和中央微處理器提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換，進(jìn)而完成較為復(fù)雜的人機(jī)交互、數(shù)據(jù)處理、表計(jì)顯示等。具體流程如圖1所示：

1.5.2電能表的運(yùn)用的技術(shù)與性能指標(biāo)

該系統(tǒng)中的電能表采用的處理芯片為DSP，其運(yùn)行速度能夠達(dá)到600MISP，并且功耗非常小，同時(shí)運(yùn)用了工業(yè)級(jí)接口處理芯片。運(yùn)用的技術(shù)包括電子式互感器相角補(bǔ)償技術(shù)，而且計(jì)量算法為自主式。

1.6智能化變電站電能表檢測(cè)系統(tǒng)

智能化變電站電能表檢測(cè)系統(tǒng)由輔助電源、誤差采集模塊、高精度模擬輸出設(shè)備、PC機(jī)等部分構(gòu)成，其中高精度模擬輸出由6路同步DA輸出系統(tǒng)組合而成，能夠達(dá)到16位精度標(biāo)準(zhǔn)要求。該設(shè)備的控制主要由PC機(jī)中安裝的上位機(jī)軟件負(fù)責(zé)，能夠輸出滿足IEC60044-7標(biāo)準(zhǔn)的高精度信號(hào)信息。同時(shí)利用誤差采集器對(duì)表計(jì)的脈沖輸出進(jìn)行采集，然后由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將該信息傳輸給上位機(jī)進(jìn)行誤差檢驗(yàn)，最后將采集而來的脈沖信息與理論脈沖信息進(jìn)行對(duì)照計(jì)算出表計(jì)的誤差值大小。

2.提高電能計(jì)量管理其他措施

電力企業(yè)除了構(gòu)建智能變電站系統(tǒng)加強(qiáng)電能計(jì)量管理外，還應(yīng)綜合使用其他管理措施，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提高電能計(jì)量管理水平的目的。

2.1推廣應(yīng)用智能電表

智能電表不管在采集用戶用電信息還是在防止電損方面，與傳統(tǒng)電能表相比有較大優(yōu)勢(shì)。智能電表集成了自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、電能計(jì)量等多種功能，能夠及時(shí)檢查用戶用電信息，并將其反饋給用電管理部門，為用電管理部門進(jìn)行合理的供電調(diào)度提供有效的參考信息。另外，智能電表能夠有效組織竊電行為的出現(xiàn)，最大限度的較少電能的不必要損失，維護(hù)電力企業(yè)以及用電管理部門的權(quán)益。

2.2注重PT二次降壓測(cè)試

PT二次降壓能夠給電能計(jì)量造成嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致電能的大量流失。為此用電管理部門應(yīng)結(jié)合負(fù)責(zé)區(qū)域的電網(wǎng)情況，定期測(cè)試PT二次降壓情況，尤其針對(duì)壓降降低較為顯著的用戶應(yīng)采用有效措施及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，避免電能的流失，提高用電管理部門的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3注重用電管理終端的推廣

用電管理終端與電能表結(jié)合起來使用，能夠監(jiān)測(cè)和控制用戶負(fù)荷情況，實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)管理和自動(dòng)抄表功能，能夠大大降低抄表人員的工作量，提高用電管理部門的工作效率，為此用電管理部門應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，推廣應(yīng)用用電管理終端。

3.總結(jié)

電能計(jì)量管理對(duì)促進(jìn)電力部門的長(zhǎng)遠(yuǎn)、穩(wěn)步發(fā)展具有重要作用，為此應(yīng)結(jié)合用戶供電需求，積極尋找提高電能計(jì)量管理的新方法，通過構(gòu)建智能化變電站、推廣應(yīng)用智能化電表以及用電管理終端等，推動(dòng)電能計(jì)量工作的邁向新的臺(tái)階。 [科]

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