分析電力系統(tǒng)中電能計(jì)量方式的合理性選擇

梁浩麟

摘 要：電能計(jì)量是電力生產(chǎn)、輸送和消費(fèi)中的重要組成部分，也是電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的重要評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。選擇合理的電能計(jì)量方式有助于提高電能計(jì)量的科學(xué)性和可靠性，推進(jìn)我國(guó)電力企業(yè)的快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；電能計(jì)量方式；電力企業(yè)；網(wǎng)損率

中圖分類號(hào)：TM933.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.098

2016年，電力技術(shù)快速發(fā)展，社會(huì)總用電量逐漸增加，客戶群體日益龐大，電力系統(tǒng)受到的負(fù)面影響，比如諧波等更加突出，電能計(jì)量系統(tǒng)所處的工作環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)計(jì)量系統(tǒng)的要求更高。

1 電能計(jì)量的重要性

在電力系統(tǒng)中，發(fā)、供、用三方都離不開(kāi)電能計(jì)量，電力企業(yè)必須做好電能計(jì)量。目前，我國(guó)實(shí)行分時(shí)計(jì)度和分時(shí)計(jì)價(jià)，對(duì)日常用電負(fù)荷進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的充分應(yīng)用和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。為了保證準(zhǔn)確計(jì)量電力系統(tǒng)的發(fā)電量、供電量等指標(biāo)，需有針對(duì)性地選擇合適的電能計(jì)量方式。

2 電力系統(tǒng)中的電能計(jì)量方式

2.1 電力系統(tǒng)的關(guān)口確定

為了對(duì)區(qū)域性線損率、網(wǎng)損率、上網(wǎng)電量、購(gòu)網(wǎng)電量、地區(qū)負(fù)荷和地區(qū)負(fù)荷率等各項(xiàng)指標(biāo)性能進(jìn)行考核，需要在電力范疇內(nèi)，借助專業(yè)知識(shí)，對(duì)產(chǎn)權(quán)、結(jié)算、協(xié)議、調(diào)度、線損、負(fù)荷等不同關(guān)口進(jìn)行定義。對(duì)于關(guān)口而言，無(wú)論是劃分方法，還是標(biāo)準(zhǔn)層面都存在差異性，且審核機(jī)構(gòu)缺失，很難適應(yīng)當(dāng)前電力企業(yè)的發(fā)展要求。

目前，在電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的背景下，線損管理的專業(yè)性比較強(qiáng)，需要分別借助經(jīng)濟(jì)核算和表位法對(duì)指標(biāo)考核和余量法進(jìn)行代替，以實(shí)現(xiàn)線損管理。電力企業(yè)負(fù)責(zé)人要對(duì)電量關(guān)口和線損標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行明確和統(tǒng)一，并劃清網(wǎng)級(jí)電力市場(chǎng)界面，對(duì)電力市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)和發(fā)展進(jìn)行規(guī)范。

電力系統(tǒng)關(guān)口具體實(shí)踐包括3方面的內(nèi)容：①以產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)的形式對(duì)網(wǎng)級(jí)電力市場(chǎng)界面進(jìn)行完善，最大程度地保障電力計(jì)量的準(zhǔn)確度，并提高電費(fèi)結(jié)算的質(zhì)量；②借助電量關(guān)口對(duì)線損進(jìn)行規(guī)范化管理，確保網(wǎng)級(jí)電力市場(chǎng)公司的利益均衡；③在商業(yè)化運(yùn)作背景下，通過(guò)規(guī)范的經(jīng)濟(jì)模式進(jìn)行相關(guān)核算。

2.2 用戶電能計(jì)量

2.2.1 傳統(tǒng)手工型

該計(jì)量模式為“一家一表”，比較傳統(tǒng)。主要由電力工作人員上門收費(fèi)，增加了電力人員的工作量，且用戶統(tǒng)一管理難度大。當(dāng)前，很多農(nóng)村地區(qū)仍在沿用該種電能計(jì)量模式。

2.2.2 IC卡型

即用戶到電力公司購(gòu)電，減少了電力人員的日常工作量，是21世紀(jì)電力市場(chǎng)發(fā)展的常態(tài)，主要形式為IC卡式電度表。這是一種新型電能計(jì)量?jī)x表，改變了傳統(tǒng)的電費(fèi)支付模式，用戶先繳費(fèi)再用電，有效避免了惡意拖欠電費(fèi)的行為。城鎮(zhèn)地區(qū)可以推廣該種電能計(jì)量模式。

2.2.3 自動(dòng)抄表

主要借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用原理為借助計(jì)量?jī)x表對(duì)用戶的用電量進(jìn)行計(jì)量，然后通過(guò)采集器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，對(duì)采集器和通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，進(jìn)而借助互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)诫娏Σ块T管理中心。目前，以電話網(wǎng)絡(luò)、光纖網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線通信網(wǎng)和電力線載波網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)為主。自動(dòng)抄表離不開(kāi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，其借助電力網(wǎng)、廣播網(wǎng)和通信網(wǎng)，對(duì)通信、廣播和數(shù)字業(yè)務(wù)進(jìn)行綜合，提高了電力計(jì)量速度和精確度，也提升了網(wǎng)絡(luò)通信的速度、容量和帶寬。

2.2.4 集中管理

集中管理一般應(yīng)用于集中控制區(qū)域。用戶比較集中，其技術(shù)、管理和控制層面的功能比較完善。

3 諧波電能計(jì)量算法

作為電力系統(tǒng)的重要用戶，金屬冶煉、高鐵等產(chǎn)生的諧波影響導(dǎo)致諧波電能計(jì)量成為了社會(huì)焦點(diǎn)。被變換波形為周期性且不變時(shí)，才能對(duì)諧波和暫態(tài)現(xiàn)象進(jìn)行區(qū)分。電力系統(tǒng)負(fù)荷易受外部因素的影響，波動(dòng)較大，也會(huì)干擾系統(tǒng)中的諧波含量。如果被分析狀況比較持續(xù)，可應(yīng)用傅立葉級(jí)數(shù)對(duì)其進(jìn)行變換，應(yīng)用諧波電壓的平均有效值或者平均總畸變率，對(duì)電壓畸變頻率進(jìn)行計(jì)算。設(shè)時(shí)間區(qū)段為Δt表，共3 s，應(yīng)用3 s內(nèi)的平均值或平均有效值。

在PCC背景下進(jìn)行檢測(cè)，可得出兩組非正弦周期信號(hào)。借助FFT進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得出Ucppi和lcppi（i=1，…，n）；對(duì)lcppi=0進(jìn)行判斷，觀察其是否成立。如果成立，Ucppi為背景諧波Usi（i=2，…，n），這種情況下，供電網(wǎng)絡(luò)的諧波電能為0，或與上步操作中的電能計(jì)量結(jié)果一致；如果lcppi=0不成立，此刻，用戶負(fù)荷剛接入電網(wǎng)，而背景諧波Usi并未發(fā)生任何變化，進(jìn)而得出供電網(wǎng)絡(luò)側(cè)阻抗：

檢測(cè)公共接點(diǎn)處的諧波電流，如果基波電流和諧波電流不變，即論證了供電網(wǎng)絡(luò)和用戶負(fù)荷的固定性。諧波源分析結(jié)果與上述分析結(jié)果一直。對(duì)上述計(jì)算公式進(jìn)行應(yīng)用，對(duì)電能進(jìn)行累加，然后繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)操作。如果基波電流和諧波電流都發(fā)生了改變，則用戶負(fù)荷也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，供電網(wǎng)絡(luò)側(cè)負(fù)荷不變化。對(duì)于背景諧波固定，可求得阻抗，并繼續(xù)對(duì)用戶負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。如果基波電流固定，則諧波電流會(huì)發(fā)生改變，供電網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)生變化，對(duì)背景諧波進(jìn)行計(jì)算，然后計(jì)算連接點(diǎn)處的諧波電流和諧波電壓。

上述操作能對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)和用戶諧波進(jìn)行分離，并對(duì)其各自電能進(jìn)行計(jì)量，具有良好的計(jì)量效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

電力企業(yè)應(yīng)結(jié)合電力系統(tǒng)的具體需求，針對(duì)用電客戶的日常用電情況，對(duì)電能計(jì)量方式進(jìn)行合理選擇，保證電能計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確，創(chuàng)造一個(gè)良好用電環(huán)境，助推電力企業(yè)的快速發(fā)展。

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〔編輯：張思楠〕