分布式能源計量技術(shù)中電能計量裝置需求

摘要：在分布式能源計量技術(shù)下的電能計量裝置，由于電力生產(chǎn)的特殊性使得電力生產(chǎn)需要由發(fā)電、供電、用電三方共同組成，緊密相連，它們?nèi)绾芜M行銷售，如何進行經(jīng)濟計算，需要計量性質(zhì)的器具進行電能數(shù)量的測量，計量的裝置就是所謂的電能計量裝置。文章以分布式能源計量技術(shù)的特點為基礎(chǔ)，系統(tǒng)地闡述在分布式能源計量技術(shù)中電能計量裝置的需求。

關(guān)鍵詞：分布式能源；計量技術(shù)；電能計量裝置

中圖分類號：TM73 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）27-0072-02

隨著世界能源壓力的不斷爆棚，電力市場的市場化進程不斷得到推進，各國各地的用戶對用電的可靠性與用電質(zhì)量的要求也在不斷提高，因此未來的電網(wǎng)發(fā)展必須能夠適應(yīng)能源多類型的發(fā)展方向，適應(yīng)高強度市場化的電力需求，也要適應(yīng)不同用戶的自主選擇需求。鑒于此，各國各地區(qū)都在積極地建設(shè)具有高效、經(jīng)濟、安全、環(huán)保的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，將建設(shè)職能電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)作是未來發(fā)展的大方向之一。分布式能源計量技術(shù)就是通過新能源為燃料的內(nèi)燃機等進行發(fā)電，以天然氣等為主要燃料的新型燃料電池進行發(fā)電等多種利用方式的一項綜合系統(tǒng)，非常適用于我國目前能源較為稀缺的現(xiàn)狀。為了更好地發(fā)展我國的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，就必須在分布式能源計量技術(shù)中對電能計量裝置的需求進行探討以便得到更好的發(fā)展。

1 分布式能源技術(shù)的特點

分布式能源技術(shù)的主要特點在于：負荷波動的范圍較寬，例如，風(fēng)能或者太陽能發(fā)電等會受到不同環(huán)境、不同地域、不同季節(jié)的影響，從而使得輸出的負荷不穩(wěn)定；負荷潮流出現(xiàn)雙向流動與換向頻繁的現(xiàn)象，在分布式能源組成的框架下，客戶可能是受電一端也可能是發(fā)電一端，負荷的潮流方向會受到客戶自身應(yīng)用方式的限制；電能質(zhì)量會得到監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)電能質(zhì)量不達標(biāo)，會立即禁止并網(wǎng)運行，從而保證電網(wǎng)電能自身的優(yōu)質(zhì)與清潔；客戶的自發(fā)式并網(wǎng)的頻率較高，因為并網(wǎng)拉閘與合閘的操作會產(chǎn)生沖擊性過電壓，這在一定程度上就會影響到表計運行的安全；由于客戶既可能是受電端又可能是發(fā)電端，就必須保證雙向公平準(zhǔn)確計量；支持多種形式的通訊方式并存，實現(xiàn)供電與用電信息數(shù)據(jù)的雙向傳輸和雙向監(jiān)控。

2 分布式能源計量技術(shù)中電能計量裝置的

需求

2.1 功能需求

第一，單三相電能表應(yīng)當(dāng)具備雙向計量功能，從而更好地適應(yīng)在分布式能源計量技術(shù)下客戶端負荷潮流雙向流動的相關(guān)需要。而且單三相電能表還應(yīng)該擁有電壓、電流、電功率因數(shù)的測量與顯示的功能，從而更好地實現(xiàn)電力自動計算與電力統(tǒng)計預(yù)測的需要。第二，單三相電能表還應(yīng)該具備對電功率與電能量的凍結(jié)功能，如果能夠滿足這一條件，就更加方便于系統(tǒng)與客戶二者對電能進行查詢與統(tǒng)計，對供電與用電信息進行分析等。第三，電能表應(yīng)當(dāng)能夠支持階梯電價轉(zhuǎn)換功能，還需要支持即使通過不同的通訊方式也能修改各個費率時段以及電價方案的功能，這樣在滿足電力營銷政策改變的時候，也能做到無需換表就可以實現(xiàn)管理的相關(guān)要求。第四，支持多類事件的記錄功能，在失壓與失流等狀態(tài)下通過監(jiān)測功能能夠滿足對異常狀態(tài)進行檢測的需要。第五，多種通信方式共享并存，當(dāng)載波、無線、紅外線等通訊方式并存時，應(yīng)當(dāng)適用在不同的應(yīng)用環(huán)境下實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集等需要。

2.2 性能需求

2.2.1 寬負載、高準(zhǔn)度的計量。在分布式能源計量的情況下，負荷波動的范圍將會更寬，尤其是像風(fēng)能、太陽能發(fā)電這類經(jīng)常會受到環(huán)境影響的能源模式則更為明顯，所以，智能電表裝置在設(shè)計時應(yīng)當(dāng)是以高寬負載的電能表為主，并且實際的計量準(zhǔn)確度在最低的情況下應(yīng)當(dāng)要滿足1.0級。

2.2.2 雙向式公平計量。客戶一般情況既擁有用電模式還具有發(fā)電模式，電能表的雙向計量務(wù)必保證準(zhǔn)確與公平，換言之就是對于正向功率與反向功率要體現(xiàn)出一致性的誤差特性，計量誤差特性體現(xiàn)出的一致性會集中體現(xiàn)出公平計量的相關(guān)原則。

2.2.3 誤差帶寬的相關(guān)要求。為了保證電能表在運行時在寬負載的范圍內(nèi)的誤差曲線能夠保證平坦，這就需要利用已經(jīng)規(guī)定出的相應(yīng)指標(biāo)對其進行嚴格的核對。誤差帶寬一般指的是一個絕對值，是通過對檢定誤差的最大與最小值之間進行作差運算，所得出的絕對值，通過這樣的數(shù)值指標(biāo)從而鑒別出電能表運行時在負載變化的范圍之內(nèi)的誤差曲線整體的平整性。

2.2.4 在動態(tài)負荷的條件下對計量準(zhǔn)確度進行考核。對于一些小型的分布式能源來講，它們會存在著波動性負荷的現(xiàn)象，鑒于此就應(yīng)該在動態(tài)負荷的情況下對電能計量的準(zhǔn)確度與需求量計量的準(zhǔn)確度展開一定程度的考核。

2.2.5 無功潮流判斷的準(zhǔn)確性進行考核。發(fā)電上網(wǎng)關(guān)口與網(wǎng)際關(guān)口如果存在著電能功率雙向流動計量點，并且當(dāng)電能功率潮流如果處于臨界換相角的周圍時（臨界換相角有功90°、270°，無功0°、180°），電能計量應(yīng)當(dāng)對其的潮流方向進行準(zhǔn)確的判斷，還需要對其進行考核。

2.2.6 通信方式對計量誤差影響的相關(guān)要求。在分布式能源技術(shù)下，電能表的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)量將會大大提高，特別是在載波通信方式與無線通信方式的使用下，很有可能會對電能計量自身時產(chǎn)生數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度產(chǎn)生一定影響，鑒于此，應(yīng)當(dāng)將通信方式等一并納入到電能表的影響的考核指標(biāo)當(dāng)中。值得注意的是，對允許情況下的誤差值與變差值的考核應(yīng)當(dāng)更為嚴格。

2.2.7 高強度干擾能力的要求。隨著載波方式、無線通信方式等的大量使用，應(yīng)當(dāng)加強電能表自身的電磁兼容性能與考核高頻電磁場影響的能力，同時，提高在拉閘與合閘操作發(fā)生時對沖擊性過電壓本身的承受

能力。

2.2.8 信息傳輸?shù)目煽啃砸?。?shù)據(jù)通信在未來的電能計量發(fā)展領(lǐng)域?qū)葹橹匾?，?yīng)當(dāng)深入地分析裝置元器件的參數(shù)變化以及環(huán)境溫度對整個載波通信的頻率變化產(chǎn)生的影響，從而提出一個明確的技術(shù)指標(biāo)以及器件選型的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.9 節(jié)能環(huán)保與裝置可靠性的要求。在分布式能源計量技術(shù)中的電能計量裝置應(yīng)當(dāng)滿足環(huán)保的要求，采用低功耗、綠色環(huán)保的器件進行制造，而且還必須體現(xiàn)出壽命長、可靠性高的特點，另外，在可靠性的前提下提出的MTTF的指標(biāo)必須是科學(xué)的與合理的。

3 結(jié)語

文章從實際出發(fā)，對分布式能源計量技術(shù)的特點進行歸納，分析出在分布式能源計量技術(shù)中的電能計量裝置的相關(guān)需求，需求主要包含了電能計量裝置本身的功能需求與裝置本身的性能需求。智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展與分布式能源計量技術(shù)的不斷進步，為電能計量裝置本身的發(fā)展提出了更高的要求，相關(guān)的儀器與儀表需要能夠適應(yīng)處于不斷變化之中的電網(wǎng)環(huán)境?，F(xiàn)如今，我國的裝置制造行業(yè)對于電能計量裝置的發(fā)明與制造還存在著一定的問題，對于裝置本身質(zhì)量應(yīng)當(dāng)加強要求，堅持品質(zhì)取勝的理念，從而打造出符合分布式能源計量技術(shù)的相關(guān)要求，符合智能電網(wǎng)發(fā)展要求的高品質(zhì)電能計量

裝置。

參考文獻

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作者簡介：安瓊（1963-），襄陽供電公司中級工程師，研究方向：用電信息采集系統(tǒng)功能應(yīng)用和運行維護。endprint