基于智能電表的配電網(wǎng)電能計(jì)量方法研究

和振國

[摘? ? 要]文章以基于智能電表的配電網(wǎng)電能計(jì)量方法為重點(diǎn)進(jìn)行研究，分析基于智能電表的配電網(wǎng)電能計(jì)量工作意義，從互感器配置不合理、計(jì)量用互感器不能保證專用繞組、互感器二次負(fù)荷偏小、PT二次壓降幾個方面的影響深入說明和探討影響基于智能電表的配電網(wǎng)電能計(jì)量準(zhǔn)確性，闡述提高配電網(wǎng)電能計(jì)量準(zhǔn)確性的途徑，以進(jìn)一步強(qiáng)化配電網(wǎng)電能計(jì)量效率與質(zhì)量，旨在為相關(guān)研究提供參考資料。

[關(guān)鍵詞]智能電表;配電網(wǎng);電能計(jì)量;有效方法

[中圖分類號]TM933.4 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）07–0–02

Research on Electric Energy Metering Method of?Distribution Network Based on Smart Meter

He Zhen-guo

[Abstract]Mainly focus on the research on the energy measurement method of distribution network based on smart meters， analyze the significance of the power measurement of the distribution network of smart meters， from the phenomenon of unreasonable configuration of transformers， measurement transformers cannot guarantee special windings， mutual inductances In-depth explanation and discussion of the influence of the secondary load of the PT on the small secondary load and the secondary voltage drop of the PT. The smart meter's power metering method for the distribution network is discussed， and the way to improve the accuracy of the smart meter's power metering in the power distribution network is described to further strengthen the smart meter. The power metering efficiency and quality of the distribution network is intended to provide reference materials for related research.

[Keywords]smart meter; distribution network; electric energy measurement; effective method

電能計(jì)量是電網(wǎng)公司工作的主要部分，然而由于多種因素造成的電能計(jì)量誤差，影響著電力單位與電力客戶之間的電費(fèi)核算的公平和效率，不利于建立電力單位的良好形象。在智能電表運(yùn)用條件下，要想為客戶提供科學(xué)準(zhǔn)確的電能量計(jì)量，電力企業(yè)要研究電能計(jì)量裝置存在的誤差現(xiàn)象，妥善處理電能計(jì)量問題，促使智能電表背景下的配電網(wǎng)電能計(jì)量方法足夠準(zhǔn)確與規(guī)范。

1 基于智能電表的配電網(wǎng)電能計(jì)量工作意義

智能電表是由電子元器件組成的，其工作原理是，電能計(jì)量芯片對被測交流電壓和電流信息進(jìn)行數(shù)字化處理，轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖頻率信號發(fā)送到微處理器內(nèi)，對脈沖信號進(jìn)行分時累加，得到最終的總電量信息，保存在信息存儲器內(nèi)。微處理器具備顯示功能與信息交換功能，借助電腦聯(lián)網(wǎng)能夠遠(yuǎn)程控制。電力企業(yè)人員可以進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表與遠(yuǎn)程送電，提高付費(fèi)與預(yù)付費(fèi)的處理效率。在我國電力行業(yè)迅速發(fā)展過程中，發(fā)電企業(yè)和電網(wǎng)企業(yè)的電能結(jié)算工作尤為重要，關(guān)口電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確率是備受關(guān)注的焦點(diǎn)，能否保證關(guān)口電能計(jì)量裝置運(yùn)行高效，關(guān)系著發(fā)電企業(yè)與電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，并且供電企業(yè)與用戶要進(jìn)行電能結(jié)算，所以增強(qiáng)配電網(wǎng)電能計(jì)量準(zhǔn)確程度有著深遠(yuǎn)意義。電力企業(yè)在電能銷售過程中，和用戶進(jìn)行電量交易活動，不只是歸屬于經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的問題，還包含技術(shù)層面的問題。

2 基于智能電表的配電網(wǎng)電能計(jì)量方法的影響因素

電能計(jì)量裝置包含電能計(jì)量表計(jì)、二次接線與互感器三個部分，所以電能計(jì)量裝置存在的計(jì)量誤差是受這三個部分的影響，總體相關(guān)誤差稱為電能計(jì)量裝置的綜合誤差。為此需要處理互感器配置不合理、計(jì)量用互感器不能保證專用繞組、互感器實(shí)際二次負(fù)荷偏小、PT二次壓降等方面的問題。

2.1 互感器配置不合理

（1）在電能計(jì)量裝置技術(shù)管理無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時，電流互感器要嚴(yán)格遵守0.2 S級電流互感器的誤差檢測標(biāo)準(zhǔn)，若電流互感器誤差檢測達(dá)到0.2 S級誤差條件，準(zhǔn)確度等級可被記作“同0.2 S級”。

（2）對檢測結(jié)果沒有達(dá)到0.2 S級誤差的電流互感器，若計(jì)量點(diǎn)是結(jié)算點(diǎn)位置，同時線路月平均負(fù)荷相對小一些，可以尋找適當(dāng)機(jī)會對互感器進(jìn)行更換，其他情況下若可以達(dá)到0.2 S級誤差標(biāo)準(zhǔn)可不更換互感器。

（3）嚴(yán)格挑選互感器配置，以免產(chǎn)生電流互感器等級達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象。

2.2 計(jì)量用互感器不能保證專用繞組

（1）若檢測與遠(yuǎn)動等一系列設(shè)備和計(jì)量工具共用相同的繞組，要及時更換互感器，安裝專用的計(jì)量繞組完成電壓回路計(jì)量處理，由此最大化地降低二次回路電流的大小計(jì)量誤差，減小PT二次壓降。此外，為控制計(jì)量裝置現(xiàn)場環(huán)境對其他回路造成的影響，可在PT落地電端子箱位置上增加空氣開關(guān)。

（2）對于新擴(kuò)建的工程，應(yīng)該在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中選擇計(jì)量專用的電流繞組與電壓繞組。

2.3 互感器二次負(fù)荷偏小

（1）互感器二次負(fù)荷偏小的影響因素是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與訂貨環(huán)節(jié)選取的互感器額度負(fù)荷量過大，本質(zhì)上二次負(fù)荷大于4 VA的互感器少之又少。所以在工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，相關(guān)人員要避免選擇額定容量過大的互感器。

（2）因?yàn)榛ジ衅鞫呜?fù)荷偏小，使得互感器不能確保準(zhǔn)確度的問題出現(xiàn)，所以在電量結(jié)算時可進(jìn)一步改造互感器的二次負(fù)荷，更換對應(yīng)的互感器，降低額定二次負(fù)荷量等。

2.4 PT二次壓降的影響

PT二次降壓主要影響因素是，PT二次回路導(dǎo)線比較長，截面積相對較小;二次回路涉及的設(shè)備比較多，造成電流數(shù)值增加，造成二次壓降提升;長時間運(yùn)行的電阻數(shù)值增大，引起二次壓降提高的結(jié)果;互感器二次回路涉及多點(diǎn)接地的現(xiàn)象，因?yàn)楦鱾€接地點(diǎn)實(shí)際電位是不同的，引出電能表側(cè)中性點(diǎn)電位呈現(xiàn)偏移狀態(tài)，提高了二次壓降。所以在電能計(jì)量過程中，要及時檢測誤差出現(xiàn)的影響因素，明確二次壓降減小的有效方式。除此之外，電能表無法計(jì)量的因素比較多，可采取幾種方式解決問題。

（1）記錄停走電表信息，把月當(dāng)作基礎(chǔ)單位，將月初和月末作為起點(diǎn)與終點(diǎn)，若電表整月均不能運(yùn)行，要構(gòu)建歷史月記錄。

（2）檢驗(yàn)以月為單位停走的電表，把1號到當(dāng)前日記作跨度形停走電表;再次對比當(dāng)月停走電表和任意歷史月記錄，如果當(dāng)月停走電表被納入在歷史月記錄體系內(nèi)，要記作正?，F(xiàn)象。若當(dāng)月停走電表沒有和歷史月記錄產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，被記作當(dāng)月停走，減少研究結(jié)果的記錄信息，便于時效性運(yùn)用。

（3）若一塊電表一直沒有運(yùn)作，也不存在讀數(shù)的信息，那么可以對這塊電表進(jìn)行單獨(dú)顯示。

3 提高基于智能電表的配電網(wǎng)電能計(jì)量準(zhǔn)確性的途徑

3.1 強(qiáng)化質(zhì)量監(jiān)督與計(jì)量檢測

關(guān)注市場監(jiān)管力度的提高。我國作為電能表生產(chǎn)大國，生產(chǎn)的電能表質(zhì)量存在差異性。為了更好地增強(qiáng)電能表性能，使得計(jì)量結(jié)果更為準(zhǔn)確，對應(yīng)單位要強(qiáng)化市場監(jiān)管，控制產(chǎn)品質(zhì)量，對產(chǎn)品進(jìn)行出廠檢驗(yàn)，避免沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)條件的計(jì)量裝置流入市場。并且由于電能表在運(yùn)輸期間管理不全面會造成電能表計(jì)量性能改變的情況，安裝使用之前要經(jīng)過計(jì)量單位進(jìn)行合格檢測，確保計(jì)量足夠準(zhǔn)確與可靠。計(jì)量檢測工作者應(yīng)該具備較高的職業(yè)道德與專業(yè)技能，增強(qiáng)配電網(wǎng)電能計(jì)量的檢測效率。

3.2 關(guān)注電能表規(guī)范安裝

在安裝智能電表過程中，要全方位思考影響計(jì)量準(zhǔn)確性的相關(guān)因素，確保電能表計(jì)量狀態(tài)，確?，F(xiàn)場磁場強(qiáng)度低與背光的條件，控制環(huán)境對電能表精準(zhǔn)度帶來的影響，保證電能表接線足夠牢固。在安裝智能電表之后，電池情況是影響電能表計(jì)量準(zhǔn)確性的因素，所以要挑選質(zhì)量好的電池品牌，首選運(yùn)用鋰電池。加強(qiáng)智能電表的日常巡查，對于顯示剩余電量較少，或者欠壓的電池要及時進(jìn)行更換，不斷提高智能電表的計(jì)量精準(zhǔn)度。

3.3 排除電池與人為因素、環(huán)境因素的干擾

對于電能表的具體運(yùn)行，電池可確保對多個組件持續(xù)供電。若電池狀態(tài)無法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，會降低儀表輸出電壓。若電能表長時間在潮濕狀態(tài)下運(yùn)行，或者長期不停止地運(yùn)行，電池會出現(xiàn)氧化情況，阻礙電池正負(fù)兩極的正常銜接，影響對組件的供電，并且造成電能表功能喪失。若配電體系內(nèi)電力傳輸小于對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，那么電池內(nèi)的輸出電量會有所提高，此種狀態(tài)引起電能表無法正常運(yùn)作，難以確保電能計(jì)量信息的精準(zhǔn)性。

關(guān)于人為干擾因素，電能表在運(yùn)用期間會由于人為接線不恰當(dāng)或者接線不穩(wěn)固造成電流過大或電路板短路的現(xiàn)象，這樣電能表不能順利運(yùn)行，影響電能表計(jì)量準(zhǔn)確性。

針對環(huán)境影響因素，智能電表是一種精密化儀表，內(nèi)部包含諸多功能模塊，不管是環(huán)境的干濕度、空氣質(zhì)量還是磁場變化，均是影響智能電表的運(yùn)行因素，所以要及時排除環(huán)境因素對智能電表電能計(jì)量帶來的干擾。

3.4 運(yùn)用低負(fù)荷電能表完成計(jì)量工作

在配電網(wǎng)電能計(jì)量工作中，需要通過電能表實(shí)時計(jì)量用戶的用電情況，優(yōu)先選擇負(fù)荷變化較小的電能表，不只是控制好計(jì)量誤差，還可充分統(tǒng)計(jì)損耗掉的電能，綜合評估電力損耗量。與此同時，保證智能電表的合理配置，結(jié)合用電的具體需求采購對應(yīng)的電能表，確保電能表和互感器的規(guī)格可以在功能層面達(dá)到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，完善計(jì)量設(shè)備的配置，保證電能表計(jì)量工作順利進(jìn)行。除此之外，若電能表計(jì)量負(fù)荷功率大于0或者小于0時，可判斷計(jì)量表處于功能失效狀態(tài)，如果負(fù)荷功率等于0，可表明計(jì)量信息是精準(zhǔn)的。

4 結(jié)束語

綜上所述，基于智能電表的配電網(wǎng)電能計(jì)量方法研究課題的開展具備十分重要的意義與現(xiàn)實(shí)價(jià)值，影響智能電表的配電網(wǎng)電能計(jì)量準(zhǔn)確性的因素比較多，相關(guān)人員要從多個維度上統(tǒng)計(jì)與研究電能計(jì)量裝置誤差，采取針對性的處理方案，真正降低電能計(jì)量裝置綜合誤差?？紤]互感器配置不合理現(xiàn)象、計(jì)量用互感器不能保證專用繞組、互感器二次負(fù)荷偏小、PT二次壓降的影響等多個維度，在具體的工作實(shí)踐中善于總結(jié)和發(fā)現(xiàn)，全方位分析配電網(wǎng)電能計(jì)量有效方法，保證智能電表可高效運(yùn)行，為電力企業(yè)與用戶的電能計(jì)量提供充分的技術(shù)條件支撐。

參考文獻(xiàn)

[1] 羅群，劉春雨，王月明，等.計(jì)及諧波信號和溫度變化的智能電能表計(jì)量誤差分析方法[J].中國測試，2019，45（7）：117-121，139.

[2] 傘志影.論電能計(jì)量裝置與智能電能表在計(jì)量管理中的運(yùn)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2020（20）：67-68.

[3] 袁瑞銘，巨漢基，丁恒春，等.基于度量的智能電能表軟件質(zhì)量量化評價(jià)方法研究[J].電測與儀表，2019，56（10）：20-24.

[4] 丁嵬.智能電能表在計(jì)量管理中的運(yùn)用分析[J].幸福生活指南，2019（30）：1.

[5] 劉廉政.智能電能表現(xiàn)場運(yùn)行中常見故障及處理措施[J].精品，2020（6）：181.

[6] 楊靖.2018全國重點(diǎn)能源資源計(jì)量服務(wù)示范項(xiàng)目之一新用電環(huán)境與智能電網(wǎng)下的新型智能電能表[J].中國計(jì)量，2019（3）：58-62.

[7] 朱穎亮.一種快速推算法在智能電能表計(jì)量檢查中的應(yīng)用[J].電力與能源，2019，40（5）：572-575.

[8] Zhang Zhongyao. Hidden Fault Detection System for Electric Power Metering Terminal of Active Distribution Network [J].] Automation and instrumentation， 2019， 241（11）：137-140.