电能计量基础及新技术

电能计量基础及新技术

谢克锋胡晓宁

（国网山西省电力公司运城供电公司山西运城044000）

摘要：电力的生产输送和利用都离不开电能计量，电力企业的许多经济技术指标必须通过全面、准确、可靠的电能计量来反映，提高电能计量的正确性尤为重要。文章阐述了电能计量的概念、电能计量方法，并介绍了电能计量新技术。

关键词：电能计量；基础；应用

随着我国电力系统的改革，对电能计量工作提出了更高的要求，特别是从传统的计划经济向市场经济的转变，电能测量技术更为重要，需要重视它的完整性和准确性。电能计量直接关系到电力系统发电量、线损、煤耗、厂用电、供电量、用电量等各项技术经济指标的计算。随着电力系统的发展，用电波动十分剧烈，峰谷差愈来愈大，计量系统在大幅度的工况变化中工作，使其计量误差增大，已成为电能计量不可忽视的问题。

1电能计量的重要性

电能是国民经济和人民生活极为重要的能源，电气化程度和管理现代化水平是衡量一个国家发达与否的重要标志。电力生产的特点是发电厂发电、供电部门供电、用户用电这三个部门连成一个系统，不间断地同时完成。发、供、用电三方如何销售与购买电能、如何进行经济计算，涉及许多技术、经济问题。营业性计费的公正合理，涉及电业部门与用户的经济利益。提高电能计量的正确性，对发、供、用电三方都是十分需要的。

随着我国电力系统的改革，对电能计量工作提出了更高的要求，特别是从传统的计划经济向市场经济的转变，电能测量技术更为重要，需要重视它的完整性和准确性。电能计量直接关系到电力系统发电量、线损、煤耗、厂用电、供电量、用电量等各项技术经济指标的计算。随着电力系统的发展，用电波动十分剧烈，峰谷差愈来愈大，计量系统在大幅度的工况变化中工作，使其计量误差增大，已成为电能计量不可忽视的问题。利用经济杠杆，实施分时计度并分时计价的电能计量方式，在一定程度上可以起到调控负荷、“削峰填谷”的作用，有利于电力系统的运行和发、输、配、用电设备的充分利用.

2电能计量的基本概念

电网经营过程中通过相应的计量装置得出的电能的数量，即电能计量。发、供、用电的计量，以及网损、线损、变损的检测和生产经营中的各技术经济指标的计量等共同反映了电能计量的结果。该结果为电量的计收、经济核算以及电能生产计划的制定提供强有力的依据。因此，电能计量是电力生产、销售以及电网安全运行水平的重要标志。准确的电能计量，合理性的计量数据为发、供、用三方的结算提供了牢固的基础。

3电能计量的工作原理

3.1基波电能

感应式（俗称机械式）、机电式、电子式和智能电能表主要用来计量基波电能。感应式电能表采用机械运动测量机构，其计量应用电磁感应原理，转盘转速与功率成正比；机电式电能表沿用了机械运动测量机构，依靠电子电路或简单微处理单元控制系统实现数据处理，测量仍应用电磁感应原理，通过把转盘数转换为脉冲数实现计量；电子式电能表由直流电源、采样电路、乘法器、P/f转换器、计数显示，、控制电路部分组成。

3.2谐波电能

谐波产生的根本原因是由于电力系统中设备和负荷的非线性特性，使电压和电流不成线性关系造成波形畸变。在谐波环境下，谐波电能表能准确合理地计量基波和谐波电能。谐波电能表将DSP高速数字信号处理功能和专用高精度测量A/D结合在一起，16位A/D转换器和DSP高速数据处理器对各单元电压、电流采样，应用相应的算法，DSP部分完成谐波分析及谐波计算等工作。通过高速通信接口与主控MCU进行计算数据的交换，显示、数据统计、存储、通信等工作通过MCU来完成。

4电力系统中电能计量方法

现行的电能计量方案是在发电机、网络交换关口处安装电能计量装置。电力系统中关口是指厂网之间、区域性电网之间电力设备资产和经营管理范围的分界处。关口电能计量装置是衡量关口分界处电能量的流向及其大小的装置，它记录的电能量作为技术经济指标统计、核算的基础数据，是保证电力市场能否正常运行的关键。

4.1确定电力系统关口的原则

为了实施电网商业化运营，以经济核算替代指标考核，以表位法替代余量法管理线损，应统一标准，明确电量关口，划清网级电力市场的界面，规范管理。

规范电力系统关口的首要原则是：第一，以产权分界点为界限，建立网级电力市场界面，以达到统计电量、结算电费的目的，为商业化运营奠定基础；第二，以电量关口为基础，规范管理线损，消除“吃网损”的现象，公平分配网级电力市场公司的利益；第三，以适合于商业化运营的、规范化的经济方式核算。

4.2用户电能计量方法

对电能计量的方法可以分成以下几种类型：

（1）传统手工型。这是最为古老的方式，采用的是“一家一表”模式，到一定时期由电力工作人员挨门挨户收取电费。这种方法的缺点是显而易见的，不但劳动强度大，而且不能对用电户进行统一管理。但是这种方法在我国的广大农村还在广泛的使用。

（2）IC卡型。为了降低电力部门人员的劳动强度，采用了由用电户上电力公司购电这种方式。为此开发了新型的电能计量仪表——IC卡式电度表，采用预付费式，用户先用卡购电，然后才能使用。这种方式在城镇地区广泛使用。

（3）自动抄表。自动抄表这种方式是近些年被广泛探讨和实现的一种方式，它是计算机技术和网络通信技术在电力部门应用的一个生动实例。它的基本实现模式是：电能用户的用电量通过计量仪表计量后，由采集器采集，采集器和通信网络相连，通过网络传输到电力部门的管理中心。目前采用的网络传输技术主要有光纤网络、电话网络、电力线载波网络、总线网络以及无线通信网等技术。自动抄表的发展方向和计算机网络的发展紧密相连，它的一个发展方向就是所谓的“三网和一”，即电力网、广播网、通信网和三为一，通过提供一个高带宽、大容量、高速度的网络将通信、数字业务、广播等结合起来集中管理。集中管理式自动抄表技术在可以进行集中控制的区域中应用，因为用电户比较集中，那么就可以采用先进的技术实现，并且可以提供更多的控制和管理功能。

5电能计量新技术的推广应用

5.1电子式电能表

电子电能计量表在进行改变后，与传统单一的计量方式有很大的区别，其发展逐渐趋于智能化与系统化。而其计量主要是通过用户供电电压与电流实时数据的采集。同时，在处理

采集的数据时，应当选取合格的电能表集成电路，而在处理工作完成之后，需要将经过处理的数据进行转化，使其成为与电能一致的脉冲，最终其转换数据利用显示器来进行显示。电子式电能表不仅有着较小的体积以及较长的使用时间，其还有着较强的承载能力与广泛的频率范围，最重要的是其拥有的远控功能以及反窃电功能，因此在现代电力行业中，电子式电能表是电能计量技术的不二之选。除此之外，在正式使用中其能根据规定的通讯协议上传存储数据指主站，以便使采集与监控系统更加趋于网络化。

5.2TC2004三相电能表现场校验仪

该应用有着较强的针对性，在电能表现场校验方面有着极大的用处。其在功能与使用方面有着极大的优势，并且十分安全可靠。在进行有功电能与无功电能的计量时，TC2004三相

电能表现场校验仪是最好的选择。其内部存有许多校验数据，除了可以进行长时间存储之外，也能够随时对存储位置进行更换，使得数据的安全性得到了有效保障。

5.3YC-1893D三相电能表多功能校验装置

该应用与国家各项规定配置相符，对供电、计量以及电能表制造所存在的各种矛盾进行了综合的考虑。该装置除了同样拥有安全可靠的优点之外，其系统十分灵活且校验也十分方便。YC-1893D三相电能表多功能校验装置配置有相关的电能表教研系统软件，而该软件通过菜单进行提示，有着较强的功能，并且能够进行各种形式检验报告的打印。

6结语

正如大家所知，现代社会的要想得以正常发展运行，电能是必不可少的重要能源，每个行业的发展都离不开电能。所以，电能计量的基础和应用是重中之重。重视电能计量的基础和应用，以促使我国电力行业的顺利发展。

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