电能量计量系统

电能量计量系统（精选10篇）

电能量计量系统 第1篇

考核电力生产的技术经济指标以及对用电客户用电的正确计量都要依靠正确、完备的电能量计量[1]手段, 因而电能量计量工作在电力生产中占有非常重要的地位。近年来, 电力企业对不断提高电能量计量管理技术, 不断完善电能量计量装置都给予了极大的重视。电能量计量装置[2]包括各种类型电能表, 计量用电压互感器、电流互感器及其二次回路, 电能计量屏 (柜) 等。

1 电能量计量系统现状

秦山第二、第三核电厂升压站采用联合开关站方式, 如图1所示。联合开关站电压等级为500kV, 接线方式为二分之三接线, 高压电气设备为户外式全封闭组合电器GIS。500kV共有出线4回, 其中2回线路到乔司变, 2回线路到王店变。秦山第二核电厂4台机组通过主变升压后接入500kV联合开关站;秦山第三核电厂2台核电机组通过主变升压后经两回短线接入500kV联合开关站。升压站每串的边断路器均配置1组0.2级测量TA。

改造前, 秦山第二、第三核电厂500kV联合开关站关口计量点设置在主变高压侧, 即联合开关站的进线侧。每个关口计量点按主、辅双表配置, 电能表具有送出和受进双向计量功能, 可分时段记录电量。秦山第二核电厂4台机组共有4个关口计量点, 配置8块电能表组成2面关口电能计量屏, 计量秦山第二核电厂#1~#4机组电量。秦山第三核电厂共有2个关口计量点, 配置4块电能表组成1面关口电能计量屏, 计量秦山第三核电厂#1、#2机组电量。每面屏内配置1台交换机和1台拨号共享器, 用于采集4块电能表的电量数据。关口电能计量屏全部安装在500kV联合开关站三楼的继保大厅, 通过华东电力调度数据网和电话拨号两种方式将关口计量点的电量数据送到华东电网电能量计量系统主站, 按照华东电网规定的峰、平、谷时段分别统计秦山第二、第三核电厂每日、每月送出和受进的电能量, 作为电能量结算依据。

2 电能量计量系统优化改造原因

2.1 关口计量点设置不合理

秦山第二、第三核电厂共用一个500kV开关站。为了区分两核电厂电量, 在投运前经两厂申请, 华东电网公司同意将两核电厂的关口计量点设置在主变高压侧, 以机组为单位计算两核电厂电量, 即秦山第二、第三核电厂向电网售电和从电网购电均以机组为单位。

秦山第二核电厂装机4台, 共650MW;秦山第三核电厂装机2台, 共728.8MW。检修核电机组时, 通常是检修完毕一台机组后再检修另一台, 2台不会同时检修。每台机组正常发电时, 都是通过主变升压后再接入联合开关站向电网输送电量。由于核电厂单元机组间无厂用电联络母线, 因此机组检修时, 发电机组通过联合开关站向检修机组提供检修用电;而关口计量点设置在主变高压侧, 造成在电能量计量上同一核电厂既向电网购电又向电网售电的情况。如图2所示, 在秦山第二核电厂#1机组换料大修和#2机组功率运行期间, #1机组的大修用电由#2机组通过联合开关站经#1主变降压提供。此时, #2机组向电网售电, 同时#1机组从电网购电。

2.2 购售电价格不统一

秦山第二、第三核电厂分别向华东电网公司售电, 向浙江省电网公司购电。通常, 核电机组不会全部停运, 因此开关站为二分之三接线方式下, 只要有一台机组满功率运行就能为其它停运机组提供足够的检修用电, 即优化改造前, 检修机组向电网购电实际是其它机组通过联合开关站互供电能。这部分电量的上网售电电价远低于检修机组从电网购电电价, 导致核电厂自发自用检修用电却要承担上网购电与售电的差价。

随着秦山第二核电厂扩建, 2台压水堆发电机组陆续运行, 检修电量随之增加。在更多机组发电的情况下, 将会出现每年检修电量进一步增加的问题, 如果延续以前以机组为单位的电能量结算方式, 那么核电厂的经济损失将进一步加大。

2.3 关口点设备老化且无校核点

秦山第二核电厂#1、#2机组与秦山第三核电厂#1、#2机组关口电能计量屏已投运近10年, 关口电能表已老化, 同型号设备已停产, 若关口电能表出现问题, 则维护更换困难。另外, 由于以机组为单位的电能量计量方式, 在开关站的出线对侧没有校核点, 因此在某个关口计量点出现问题时, 上网电量的结算将出现很大问题。原关口电能计量屏内自带的UPS供电装置年久失修, 曾出现失电现象, 也需要更换。基于以上原因, 关口电能计量屏需进行设备更新改造。

2.4 电能量报表的精细化要求

秦山第二、第三核电厂电能量数据来自每日零点电量冻结值人工抄表数据, 数据来源过于粗糙, 已无法满足当前电能量数据报表精细化以及准确性要求。

3 电能量计量系统优化改造

3.1 优化改造整体设计

秦乔5413线、5414线, 秦王5415线、5416线电厂侧为秦山第二、第三核电厂的关口计量点;乔司变、王店变侧为计量校核点;两侧均安装主、辅0.2s级电能表。秦山第二核电厂#1~#4机组, 秦山第三核电厂#1、#2机组主变高压侧原计量点变更为关口结算点, 各机组主变高压侧电能量数据作为线路关口计量点计量数据的分摊依据来区分各机组的电量, 以便考核和费用结算。

3.2 优化改造具体设计

根据联合开关站设备的配置情况, 为新增的4个线路侧关口计量点选择0.2级电流互感器与0.2级电压互感器。按照互感器的校验规程, 对互感器进行测试, 确认其满足电能计量要求。

所有电能计量屏均采用独立双电源供电方式, 电能计量屏内设有双电源切换装置, 确保任何一路电源失电都不会影响关口电能表的运行。

为了满足华东电网数据采集以及当地电量结算系统数据采集的要求, 所有关口电能表更换为0.2s级智能电能表。

在联合开关站设置一套当地电量结算系统, 采用与华东电网相同的电量分摊算法, 并按照电厂的工作需要输出所需的电量统计报表。

4 电能量分摊计算

秦山第二、第三核电厂有6台机组, 共有3种上网电价。为了实现秦山第二、第三核电厂分别按各自与电网公司的购售电合同进行电量结算的交易方式, 方便3种电价机组的上网电量结算, 在联合开关站设置一套当地电量结算系统, 采用计算机软件计算的方法, 分别计算出3种电价机组的上网电量以及3种电价机组间的互供电量。

4.1 母线损耗估算

采用分摊计算方式, 不可避免地需要考虑母线损耗。基于第4串, 对联合开关站母线电量损耗进行估算, 联合开关站的电阻参数如图3所示。

以#2主变为例, 设运行工况为第4串完整串运行, 乔司双回线路满负荷, 电流从#2主变经中开关到秦乔5414线, 线路功率P为600MW, 功率因数cosφ为0.9, 线路电压U为510kV。

线路电流为:

每相损耗电阻为:

开关站每相损耗功率为:

开关站三相损耗功率为:

单机发电母线损耗率K约为:

根据2006年的历史记录, 计算每台机组全年损耗电量:最大机组发电量为47.9亿kW·h, 则单机发电全年母线损耗电量约为6 850kW·h;最大机组受电量为2 672.5万kW·h, 则单机受电全年母线损耗电量约为38kW·h。

通过上述计算可知, 联合开关站发电与受电的母线损耗很小, 可忽略不计。

4.2 电量分摊计算方式

联合开关站发电、受电的母线损耗都很小, 因此在进行电量分摊计算时不用考虑。秦山第二、第三核电厂与电网公司达成协议, 改造完成后按以下原则进行电量分摊计算:联合开关站4条出线关口计量点的电能量数据作为两核电厂上网售电量和从电网购电量;6台机组结算点作为不同电价机组的电量分摊依据, 采用比例方式计算购售电量。

4.2.1 联合开关站向电网送电情况下电量计算

联合开关站整体向电网送电时, 联合开关站4条500kV出线关口计量点双向有功电能数据代数和为正。这种运行工况下有三种可能情况:秦山第二、第三核电厂同时向电网送电;秦山第二核电厂同时向电网和秦山第三核电厂送电;秦山第三核电厂同时向电网和秦山第二核电厂送电。

以秦山第二、第三核电厂同时向电网送电为例进行说明。以秦山第二核电厂#1和#2机组有功电能数据代数和、秦山第二核电厂#3和4#机组有功电能数据代数和、秦山第三核电厂#1和#2机组有功电能数据代数和三项比例作为4条线路计量点上网电量数据的分摊依据, 分别累计两核电厂三种电价机组的上网送电电量;秦山第二核电厂#1和#2机组有功电能数据代数和为负, 或秦山第二核电厂#3和#4机组有功电能数据代数和为负时, 分别以秦山第二核电厂4台机组有功电能数据代数和、秦山第三核电厂#1和#2机组有功电能数据代数和两项比例作为4回线路计量点上网电量数据的分摊依据, 分别累计两核电厂三种电价机组的上网送电电量。

4.2.2 联合开关站从电网受电情况下电量计算

联合开关站整体从电网受电时, 联合开关站4条500kV线路计量点双向有功电能数据代数和为负。这种运行工况下有三种可能情况:秦山第二、第三核电厂同时从电网受电、秦山第二核电厂同时从电网和秦山第三核电厂受电、秦山第三核电厂同时从电网和秦山第二核电厂受电。

以秦山第二、第三核电厂同时从电网受电为例进行说明。以秦山第二核电厂4台机组有功电能数据代数和、秦山第三核电厂#1和#2机组有功电能数据代数和两项比例作为线路关口计量点从电网受电量数据的分摊依据, 分别累计两核电厂各时段从电网的受电电量。

联合开关站各运行工况下的上网电量分摊计算方法见表1。

表1中, ∑W为联合开关站4条500kV线路计量点双向有功电能数据代数和;∑W2为秦山第二核电厂4台机组有功电能数据代数和;∑W3为秦山第三核电厂#1和#2机组有功电能数据代数和;∑W21为秦山第二核电厂#1和#2机组有功电能数据代数和;∑W22为秦山第二核电厂#3和#4机组有功电能数据代数和。

5 数据采集与电量计算

当地电量结算系统设置1台ERTU装置, 该装置通过RS-485串口采集所有电能表的1min电量增量数据 (可精确到10-6kW·h) ;采集到的数据作为电量计算依据, 存储在数据库服务器, 并通过计算机系统计算, 形成各种电量统计报表供相关部门查阅。

以秦山第二核电厂#3机组为例进行计算说明。电流互感器变比为:

电压互感器变比为:

折算到一次电量的比例为:

因此, 当地电量结算系统计算出的最终电量数据的精度为107×10-6kW·h=10kW·h。实际电量结算与各种电量报表的精度都是万kW·h, 完全满足使用要求。

6 结束语

秦山第二、第三核电厂500kV联合开关站电能量计量系统优化改造是对秦山第二、第三核电厂电能量计量系统的一次全方位优化改造。改造实现了以电厂为单位的电量结算方式, 再配合新的购售电合同, 彻底解决了两核电厂检修用电价格方面的损失问题;同时解决了设备老化、关口计量点无校核点的电量数据安全隐患问题;新的当地电量结算系统形成的各种电量数据统计报表也给电能计量相关的各项工作带来了很大便利。

参考文献

[1]国家电网公司人力资源部.电能计量[M].北京:中国电力出版社, 2010

电能量计量系统 第2篇

关键词：电能表 误差检测 计量 谐波影响

在我国现行的一些电能表的国际标准和国家标准当中，对于各种影响量引起的误差限是有明确规定的，其中两个比较重要的实验项目就是直流和偶次谐波的影响实验以及奇次和次谐波影响实验。在相应的国标当中对于试验波形和试验线路的要求只提供了一部分，然后对于装置的硬件实现却没有全部的指明，这样就为开展电能表的一些实验造成了一些困难。本文主要就是对电能表的计量性能试验影响量实验装置进行了一定的介绍。

1 实现谐波影响试验装置方案的一些比较

我国之前有过一些相关的文献对于搭建谐波影响试验装置进行报道，相关的文献就指出对和次谐波以及奇次谐波的频谱进行相关的分析，这样就可以最终得到各个谐波相应的相位数据以及幅值，然后再使用功率源，而这些功率源是具有谐波源的设置功能，最后在对各次谐波进行叠加，这样就可以实现和次谐波以及奇次谐波。

当然也可以通过一些类似的实验来完成，主要就是可以采用电能的功率标准源来进行相关的模拟实验然后产生奇次谐波信号。首先就要应用matlab来进行仿真，这样就可以获得奇次谐波的一些波形数据，然后再根据所得到的各个谐波相应的相位数据以及幅值在电能的功率标准源上进行合成。这样的实验也就提供了一种实现谐波影响试验装置的方案，但是这个实现的方案还是存在着很多的不足之处，比如对于多表位的大批量检测就没有办法进行，而且检测的过程和接线的过程都是比较的复杂。还有另外的一种方法就是通过对常规的电能表检定装置进行相应的改造，主要就是对一些具体的硬件进行改动，然后再结合一些相关的软件来实现谐波影响试验装置。而这种谐波影响试验装置的实现方案，在最开始的时候并没有对谐波影响试验装置功能进行很好的规范，而且技术水平是比较的低。

本文主要介绍的就是一种采用DSP构成的系统来做为相应的硬件平台，然后采用相关的软件可以产生六相信号，包括了三相电流信号以及三相电压信号。这样的谐波影响试验装置的实现方案在合成谐波信号的时候速度非常的快，而且对于电流、电压、相位以及频率的调节细度非常高。

2 谐波影响试验装置的系统设计方法

本文所介绍的谐波影响试验装置主要就是由标准表、测试电源以及误差计算这样几个部分组成，其中测试电源主要是由波形板所产生的六路稳定性比较高的谐波以及正弦波信号，而且测试电源还可以调节和控制每相信号的相位、频率以及幅度。还有就是三路电压信号源可以通过开关型的功率进行放大，然后通过升压变压器产生的交流电压最终输出，而这个交流电压则可以作为被测电表的工作电压。而另外的三路电流信号源则是可以通过开关型的电流功率的放大器进行放大，然后经过变流器输出电流，这个输出的电流就作为被测电表的试验电流。

谐波影响试验装置的硬件系统设计。电路的硬件主要是以DSP来作为处理核心，然后对六个芯片DAC8541产生的谐波和正弦波进行控制，在对各路正弦波的幅值进行控制的时候主要是用D/A（DAC8534）来完成的，其中对于各路信号的幅值是可以进行单独控制的。而CPLD（XC96288）主要就是对发生电能的脉冲、地址信号的译码以及DSP外围时序的发生负责。在这些电路硬件当中，DSP处理器是核心部分，主要的工作就是发生波形，然后对电流的各次谐波信号的相位数据和幅值进行分析、计算以及处理。

谐波影响试验装置的软件系统设计。DSP处理器是核心部分，主要的工作就是发生波形，然后对电流的各次谐波信号的相位数据和幅值进行分析、计算以及处理。

这个程序主要就分为了两层，底层主要就是对波形数据的计算以及对DSP程序的驱动，主要就包括了上层对浮点型的数据进行处理时所需要调用到的函数包以及各次谐波数据的处理。而这一部分的程序主要的特点就是可以利用非常高效的代码利用率来最终的完成对于各个数据的分析以及计算。而上层程序其实也就是主程序，这部分的程序主要就是通过C语言的编写而形成的，上层程序主要是由波形方式部分的数据表以及数据通信处理的缓冲区这样两个部分组成。上层程序的一个构成总体框架主要还是借鉴的操作系统的构成框架，所以上层程序的核心部分还是多任务的调度器，这个多任务的调度器可以对多个任务进行分时的执行，在完成数字波形发生的时候非常的快速和高效。

3 结束语

本文主要就是从电能表的准确度要求有关的影响量试验要求项目的一些具体的检测需求以及电能表的性能试验国际标准中出发，对这些项目现在的一些试验装置进行了比较，然后提出了新装置的设计以及实现的方案，这个设计和实现的方案主要采用的硬件平台是DSP，试验所需要的谐波信号合成的速度是非常快的，而且检测的过程也是全部自动化，整个功能都是集成在电能表的计量自动检测系统上面，在检测的过程当中可以同时进行多表位的检测，这样对于完善以后的电能表计量检测试验就可以提供很大的便利。

参考文献：

[1]代燕杰，张宇，石燕，彭静.永久磁铁对静止式电能表计量性能的试验研究[J].电测与仪表，2012，02：60-63.

[2]汪建，阁明进，翁鹏浩，赵良德.谐波对电能计量影响的研究[J].安徽电力，2004，03：1-4.

[3]刘磊.谐波对电能计量影响的测试及分析[J].电测与仪表，2006，07：14-17.

[4]张才德.电能表试验装置的发展与研究（下）[J].电测与仪表，1989，04：16-22.

地区电能量计量系统实用化研究 第3篇

1 电能量计量系统概述

所谓电能量计量系统, 主要是通过先进的通讯技术、采集技术、存储技术、计算机技术等先进技术集合为一体的系统, 能够实现对电能计量数据进行自动采集、存储、传输、处理等功能, 应用极为广泛, 对电力企业的发展起到促进的作用[1]。电能量计量系统的发展随着时代的变迁系统也得到不断的更新, 最早期的电能量计量系统大概在20世纪70年代开始应用, 由于当时受到技术的约束, 使得系统数据采集的精度、可靠性、连续性等环节存在一定的问题, 从本质上说, 当时的电能量计量系统还未能达到实用化的要求。发展到至今, 电能量计量系统也得到很好的更新, 有效的解决了系统数据采集精度、连续性、可靠性的问题, 应用效果非常明显, 而且, 电能量计量系统也已经达到实用化的要求。

2 地区电能量计量系统实用化的作用及要求

电能量计量系统具有的自动采集、存储、传输、预处理等功能, 对提高供电企业的发展有着极大的作用, 而且, 电能量计量系统通过对电力市场运营的支持, 更能达到辅助服务费用结算、电费结算、经济补偿计算等功能, 相比于传统的电能计量系统来说, 不仅能够有效的解决传统电能计量系统的诸多弊端, 同时对提高电能计量工作效率也有着一定的作用[2]。当然, 在实施地区电能量计量系统实用化的过程中, 还要满足相应的要求, 例如, 要做到节省电能计量抄表算费、人工费以及其他费用;减轻电能计量算费工作人员以及运行人员的劳动强度;电能计量装置要满足在线监测的要求, 对计量装置的运行情况进行实时监测;做好供电企业的线损管理, 同时要引进先进的技术以及工具, 提高线损管理效率;要满足对不同站点电能计量表进行同时抄表的要求等。地区电能量计量系统的实用化可以说是电力企业的一次变革, 为了提高地区电能计量系统运行的效率, 必须做好前期的准备工作, 同时要满足以上对电能量计量系统的要求, 这样才能将其功能充分的发挥出来。

3 地区电能量计量系统实用化应实现的功能

3.1 数据采集功能

电能量数据采集是计量系统的重要功能之一, 主要是对用户电能表的运行数据进行采集, 数据采集过程中需达到完整性指标以及精确性指标[3]。众所周知, 电力系统在运营的过程中, 很多业务以及工作的进行都会涉及到大量的数据, 例如, 电费结算、系统运营、服务费用结算、变电站线损、站损、网损等, 数据量极为庞大, 而且每项数据都必须保证完整性才能满足各项工作的要求, 电能量计量系统的数据采集能够满足数据采集完整性的要求, 而且, 覆盖率也比较全面, 对电能计量工作起到极大的帮助。另外, 电能量计量系统的数据采集功能, 对数据的误差控制极佳, 一般情况下, 每月的电能采集数据误差不会大于0.5%, 这是传统电能计量系统无法比拟的。

3.2 数据存储功能

电力系统在运行的过程中, 涉及到的数据极为庞大, 而电能量计量系统对这些数据有着较好的存储功能, 这些电能数据不仅在本月电能费用结算时要充分应用到, 同时还要在后期的工作中应用到, 数据存储工作对电力企业的发展有着至关重要的作用。一般情况下, 电能量数据终端以及电能表存放电量数据不得少于30天, 用于电能结算的电量数据至少要保存原数据2年, 同时, 应将电力系统的主电能表、备电能表的数据进行长期保存。数据存储功能极其强大, 而且也是电能量计量系统极其重要的功能, 无论是对电力系统的运行, 还是对电力企业的发展都有着极大的作用。

3.3 数据修复功能

所谓数据修复功能主要是对数据进行修改, 当然, 是要根据实际情况来修改, 通过数据的修改能够有效的保证电力系统运行的安全性, 这也是数据修改必须要遵守的原则[4]。另外, 数据修复功能必须满足能够对时段电量、公示统计电量、峰平谷电量等进行修复, 从某个角度上来讲, 这也是避免电量峰平谷期对电力系统造成破坏。数据修改功能还包括对用电客户的数据进行修改, 如, 用电客户的用户名、电量类型、时间、电量时段等, 同时还要修改前电量以及后电量的值, 这样才能充分发挥出电能量计量系统的功能, 更好的适用于地区。

3.4 数据查询功能

电力系统在运行的过程中会产生大量的数据, 每个用电客户的用电数据也各有不同, 而且, 每个时间段的用电数据也会存在很大的差异, 供电企业的工作中有很多环节都会调用相应的数据, 这就会涉及到对数据的查询调用的功能[5]。如果是采用传统的计量系统在进行数据查询的过程中, 过程极其麻烦, 不仅会耽误大量的时间, 而且, 数据查询调用的准确性也将受到一定的影响。而实施地区电能量计量系统实用化之后, 数据查询功能是系统必备的一项功能, 在整个系统运行的过程中, 这个功能的应用也极为频繁, 数据查询调用时, 主要是对备份数据进行查询, 通过输入关键数字、时间、地区等就能查询到相应的数据。另外, 数据查询功能可以通过曲线、图表等形式进行查询调用。当然, 在对数据进行查询时必须要满足相应的要求, 首先要满足安全要求, 必须要进行安全认证后, 才能由相关部门人员进行查询, 其次要有相应的权限认证, 只有具备这两点要求, 才允许相关部门对电能量计量系统的数据进行浏览和下载。

3.5 数据共享功能以及安全性要求

地区电能量计量系统实用化还要实现数据共享的功能, 主要同其他系统系统以及上下级电能量计量系统进行互联, 实现数据的相互交换、共享, 提供各个系统的运行效率, 对供电企业的发展有着一定的作用, 尤其是在应用到地区的过程中, 功能能够结合地区电力系统的运行情况采取数据共享, 规避传统各系统之间独立性的问题, 提供电力系统的运行效率[6]。另外, 地区电能量计量系统在实用的过程中还要达到系统的安全性要求, 虽然是与其他系统进行互联的, 但是, 也要做好相互之间的安全隔离措施, 避免系统之间相互干扰, 同时, 系统还要有着安全认证机制, 如, 对电力系统数据查询、修改、数据库访问等安全认证和权限认证等, 确保电能量计量系统运行的安全性。

3.6 维护功能

电力系统在运行过程中可能受到内部或外部因素的影响而产生系统故障, 因此维护功能也成为电力系统的主要功能, 地区电能量计量系统也是如此, 应达到维护功能的要求, 例如, 有着完整、可靠的系统结构图, 通过整个系统结构图能够了解系统整体的运行状态, 一旦出现故障可以从结构图中及时确定其位置并进行维护;对厂站工况进行分析, 是确保厂站运行的安全性, 一方面能够起到对故障的维护作用, 另一方面可以发挥出发现风险, 规避风险的能力;做好各类告警信息提示, 一旦系统检测自身存在运行问题的话, 通过系统自身对故障情况的了解和分析, 将其结果利用告警信息来提示工作人员, 相比于传统的需要工作人员逐一检查来确定故障的操作, 电能量计量维护功能能够帮助工作人员及时发现故障, 并确定故障位置以及故障的发生原因等, 对提高计量系统的运行效率有着极大的作用。

4 总结

综上所述, 在社会经济快速发展的情况下, 电力市场的发展也极为迅速, 尤其是电力系统的发展更是有了一定的成绩, 计量系统作为电力系统中的重要组成部分, 也是与客户有着直接联系的系统, 应不断的对其进行更新。通过本文对地区电能量计量系统实用化的分析, 作者结合自身多年工作经验, 主要对系统要满足的几方面功能展开分析, 希望通过本文的分析, 能够对促进电力企业的发展具有一定的帮助。

摘要：电能量计量系统作为电能计量的主要系统, 运行效果直接影响着电能计量的质量, 因此, 在科学技术快速发展的过程中, 应充分应用现代化技术来提升电能计量系统的整体应用水平, 增加其功能性, 这是电力企业在地区发展电能计量系统的主要方向, 这样才能充分发挥出电能计量系统的作用。

关键词：电能量计量系统,实用化,地区

参考文献

[1]郭鹏慧, 张胜, 谭志强.黄河上游梯级电站电能量计量系统设计与建设[J].水电厂自动化, 2010.

[2]霍雪松, 李晋, 吴玉林, 严小文.基于E语言的统一电能量计量系统互联方案[J].电力系统自动化, 2011.

[3]陈晓林, 刘俊勇, 宋永华, 王平, 苏少春.备用和电能量灵活联合调度及定价新方法[J].中国电力, 2012.

[4]杨璃, 张丽红, 胡翔, 代伟.湖北电网电能量计量计费系统技术分析[J].湖北电力, 2013.

[5]单保涛, 刘哲, 关凤华.发电厂继电保护整定及综合分析管理系统的研究[J].中国电力教育, 2012.

电能量计量系统 第4篇

【关键词】电能计量；集中抄表；建设；应用

基于GPRS等远程无线自动抄表系统在技术争议中不断发展，取得了长足的进步，正在大面积地推广使用。低压电力线载波自动抄表系统采用扩频、跳频、正交频分复用、阻抗适配滤波、转发中继（载波表可以动态地被本地集中器通过电力线设置为路由器或转发器）等技术及专用芯片，不断克服我国电网拓扑复杂、污染严重带来的诸多实际问题，其抄表成功率大为提高。笔者就此浅谈以下自己的粗浅的看法与体会：

1电能计量集中抄表系统的构成和特点

电能计量远程集中抄表系统主要由前端采集子系统（集中器、采集终端）、通信子系统（信道）和主站中心处理子系统（抄表管理系统、计算机）等三部分组成。

1.１前端采集子系统。 前端采集子系统是主要由采集器和集中器组成，采集器和集中器是汇聚电能表电量数据的装置，由单片机、存储器和接口电路等构成，集中抄表系统由电子式电能表或加装了光电转换器的机电脉冲式电能表构成系统的最前端，它们把用户的用电量以电脉冲的形式传递给上一级数据采集装置。目前实际应用的远程自动抄表系统大多采用两级式数据汇集结构，即由安装于用户生活小区单元的采集器收集十几到几十个电能表的读数，而安装在配电变压器下的集中器则负责定期从采集器读取数据。

1.２通信子系统。 通信子系统是把数据传送到控制中心的信道，通信子系统是电能计量远程集中抄表技术中的关键。数据通信方式的选取要综合考虑地理环境特点、用户用电行为、技术水平、管理体制和投资成本等因素。国内外对于不同通信方式各有侧重，在西方发达国家，对于电能计量自动集中抄表技术的研究起步较早，电力系统包括配电网络较规范、完备，所以低压电力线载波技术被广泛应用；在我国，受条件所限，较多使用电话线通信。近来，随着对扩频技术研究的深入，低压电力线载波中干扰大的问题逐步得到解决，因此，低压电力线载波通信方式在电能计量远程集中抄表技术中的应用有逐步推广的趋势。

1.３中心处理子系统。 中心处理子系统主要由中心处理工作站以及相应的软件构成，是整个电能计量远程集中抄表系统的最上层，所有用户的用电信息通过信道汇集到这里，管理人员利用软件对数据进行汇总和分析，作出相应的决策。如果硬件允许，还可直接向下级集中器或电能表发出指令，从而对用户的用电行为实施控制，如停、送电远程操作。硬件主要包括：前置机、数据服务器、业务工作站、报表工作站、采集机柜等。软件部分选择一套安全可靠、先进灵活、操作方便、易维护的系统，同时可以实现系统互联、数据共享。

2计量远程集中抄表系统传输特性分析

綜观近十年来电力行业集中抄表系统的现场运行情况看，对于配电台区上行通信信道，主要以公用信道（GPRS、GSM、PSTN）为主。根据实际情况，也有采用RS-485总线或负控无线系统。在通信可靠性、灵活性、并发性和效率等方面，GPRS模式是目前公认的最佳上行通信方式。

对于配电台区下行通信信道，，主要有低压配电线、RS-485总线、无线及混合方式。　下行信道的选择直接关系到系统的可靠性、性价比、施工难度等多种因素，它是制约集中抄表系统成功与否的关键。随着通信技术的不断发展，基于低压配电线的载波抄表系统突现其独有的优势，使得电力行业集中抄表系统稳定在RS485总线式抄表系统，以及RS-485总线、低压电力线载波混合集中抄表系统两种方案上。

3电能计量远程集中抄表系统效益分析

通过电能计量远程集中抄表系统的应用，可以大大提高电力营销管理的现代化水平，其带来的社会效益和经济效益也是十分显著的。归纳起来，主要有以下几点：

3.1降低了抄表的管理成本。 改变落后、陈旧、古板的人工抄表计费模式，实现了抄表方式的技术革命，降低了人工抄表的人力投入，如10万户居民用户，原抄表和管理人员有40-80人，年费用近100多万元。而使用居民集中抄表系统后扣除每年的通信费用可以节省管理成本近80万元。

3.2提高了工作效率。 采用该系统后，抄表人员已做到足不出户就可读取实时电能表的数据，在减少了人力投入的情况下大大提高了工作效率。同时，系统集成了完善的远程停/送电、防窃电及计量故障报警等功能，供电抄表管理人员只需在操作中心对系统进行简单的参数设置，即可瞬间完成传统费时费力地人工催费停电、窃电监测、计量装置检查等烦琐工作。尤其值得一提的是，主站计算机操作完全避免了电力工作人员带电现场作业形成的安全隐患。

3.3提高了线路运行可靠率。 由于本集中抄表系统具有客户用电异常警示功能，对于客户停电或发生异常事件能迅速作出反应，这使得维护人员可以在最短的时间内到达现场进行处理，提高了事故预防和故障处理的主动性，不仅可在最大限度内为电力企业挽回停电损失，也给用电客户带来了极大的方便。

电能量计量系统 第5篇

1 电能量计量系统智能分析系统软件平台建设

软件平台的建设能够实现复杂性系统经过简化处理之后实现应用系统的个性化发展。并且软件系统充分体现智能化发展趋势, 实现系统功能的分工, 实现资源信息共享。软件平台的建设能够实现软件开发的难度降低, 提升软件开发效率并且保证软件开发质量的进一步提升。电能量计量系统的完善将提升系统主站平台的专业化, 保证新一代电能量计量系统软件平台在组件模型的影响下实现基础架构平台的完善。电能量计量模型应用软件平台将是业务基础发展的关键, 软件架构平台将实现硬件与操作系统在组件核心模型基础上实现操作水平的进一步提升, 并且为电能量计量模型提供基础的系统服务。软件架构平台能够满足电量的需求, 并且提供最为专业的系统服务, 实现电量领域公共应用集成框架的构建。软件平台在层次建设上更加符合电能量计量系统智能化发展要求, 在技术细节上对电能量计量系统进行补充。

2 电能量计量系统智能分析系统业务基础平台建设

业务基础平台的建设能够实现电能量计量业务发展, 为系统发展提供导向作用, 并且构建的电能量计量系统软件平台为业务的发展提供最为基础的服务。软件架构平台实现组建的构建系统化发展。对系统平台进行选择能够提升方法的有效性, 降低双方之间的差别。业务基础的发展将为用户提供最为便捷的个性化服务, 能够更好的适应用户的发展需求。业务的进一步扩展将实现数据库的完善。电能量计量系统智能化发展趋势将有助于业务基础平台的建设, 在制定设计方案的时候能够在开发过程中实现问题的进一步解决, 这样能够节省更多的实践, 提升工作效率。常见问题的突出解决将构建统一的可行性资源库, 并且这种模式能够更好地促进电能量计量系统的建设。设计模式能够更好的体现电能量计量系统智能化发展过程。

3 电能量计量系统智能分析系统MVC设计模式建设

电力企业运行发展需要建立相应的客户端在设备上进行完善, 并且保证浏览器能够正常的运行。在电能量计量系统中需要应用不同的程序对客户端进行完善, 实现数据处理能够符合现实发展的需求。重复的数据将在一定程度上提升开发周期时间。MVC设计模式能够有效推动电能量计量系统智能化分析发展, 实现数据分离对数据进行充分的表现。采用控制器能够提升对系统流程的维护, 使系统更加便于伸缩。架构相应的模式, 实现视图清晰化发展是MVC体系控制器面临的主要问题。充分的发挥系统功能, 对模型进行表达, 更好地表现数据实现操作能力的有效提升。在现实系统操作中功能软件模拟在变化之后能够为客户提供更加完善的视图效果, 保证自身状态能够符合控制层相关任务要求。视图将模型的主要内容进行解释说明, 并且根据模式数据要求对数据主要参数进行显示, 根据变化的情况进行自动性更新操作, 将视图用户信息传送给控制器能够更好的实现程序行为的专业化发展。用户要求将视图进行充分的表现, 并且对用户信息进行输入将模型进行映射将是操作模型的最为重要的表现形式, 控制层中用户信息交互现象是操作系统完善对视图进行说明最为重要的表现形式。在模型建设的过程中控制层将责任进行划分能够降低代码的重复情况, 对系统的维护更为便捷。系统中数据参与的工作将功能进行划分, 并且在客户端进行数据的显示功能, 这样对数据进行处理将更加的便捷。

4 电能量计量系统智能分析系统3DAO设计模式建设

DAO设计模式能够实现数据资源抽象化转变, 将系统资源的结构由访问机制中隔离出来, 并且经过系统打包处理, 对不同形式的数据库类型进行区别对待实现数据访问的多样化。电能量计量系统应用程序提供的数据资源需要采取不同的方法进行完善, 并且访问不同存储格式数据的应用程序接口 (API) 也有着显著的差别。这样程序在进行的不同程度的访问存储的过程中将实现操作平台数据科学化发展, 数据存储格式的不同将在数据表现形式上具有明显的差别。数据库磁盘文件在逻辑数据访问中的表现具有差异性, 这就造成程序代码与数据访问之间出现依赖关系, 但是通过DAO设计模式能够对这种情况进行充分的解决。DAO设计模式能够更好的处理数据中逻辑对象目标, 对相应的数据链进行管理, 并且根据实际的需求对不同程度的访问机制进行实现。持久性数据源存储介质能够实现数据库外部服务系统的完善, 针对这种情况进行的数据交换工作, 关系到用户以及相应组件进行数据访问的影响。为用户提供的数据服务将实现访问接口对接。电能量计量系统数据源的物理访问能够将系统中的细节情况与用户体验进行区分, 并且根据底层数据的变化情况对为用户提供相应的系统数据存储介质。数据访问对象就是系统组件和数据源中间的适配器, 从而实现应用与数据库的无关性。

5 结论

新一代的电能量计量系统在对数据库资源进行处理的时候能够实现综合数据一体化发展, 并且能够有效的处理数据存储问题, 降低硬件投资出现的系统维护成本提升, 并且能够根据电能量计量发展的未来趋势对系统进行完善, 充分发挥电能量计量系统智能化特点, 更好的满足电力市场发展需求。

摘要：电能量计量系统智能化在电力市场改革计算机技术影响下呈现快速发展趋势。电能量计量系统已经成为具有多元化结构组成的多功能智能系统。系统复杂性需要电能量计量系统建立相应的发展平台, 构建新一代电能量计量系统的智能化发展是电力事业发展的关键。

关键词：电能量,计量系统,智能分析系统

参考文献

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电能量计量系统在发电厂的应用研究 第6篇

为了更好的实现对电能量的自动抄表及发电考核等诸多功能, 该发电厂引进了一套电量自动计量系统, 该系统的作用下, 不仅可以将电量数据传送到省调计量计费系统主站, 而且还能够传送到电厂办公自动化系统以及电厂小主站, 从而将准确、可靠的电量数据及时有效的提供给电厂以及省网调, 进而实现实时在线监测, 非常快捷便利。该系统主要由四部分组成:电厂端工作站、表计失压断流计时仪、客户机以及电能量信息采集终端。

1 电厂端工作站

电厂端工作站具有很多功能, 其能够完成数据的查询、统计、维护以及分析等工作。其主要是运用前台处理程序与后台的处理程序, 是在SQL Server数据库的基础上完成的有效应用。借助于RS485线的作用, 本工作站完成了电能量信息采集终端以及工作站工控机的通讯连接。第一步, 在工作站的计算机上分别安装前后台的所对应的运行程序, 同时配置数据源。然后, 前置机系统的快捷方式会相应的生成在计算机的桌面上, 与此同时, 在程序菜单上也会生成相应的菜单, 同样, 数据配置系统以及后台查询软件所对应的快捷方式, 也会相应的生成。首先, 需要完成数据配置系统的启动工作, 将初始地度、采集点以及计划电量等进行合理配置[1]。然后再进行前后台程序的运行工作。

点击进入数据查询系统以后, 就会在计算机的主接口上看到文件菜单、系统维护菜单以及说明菜单等, 点击文件菜单下的相应按钮就能够进入主接口。其中包括打印设置、打印、预览以及退出等选项, 每个选项对应着相应的功能。

在查询设置菜单下也包含很多选项, 其中有电量表盘值、分钟电量、日电量、月电量、年电量与瞬时量。在以上查询的开始与结束时间框中分别编辑相应的时间, 然后再点击查询, 即可获得查询结果。

在系统维护菜单下能够完成数据源的配置工作, 在其中的窗日菜单中主要包括两层, 第一层能够对已打开的窗口进行垂直排列、层叠、排列图示以及水平排列等操作, 同时还能够将其全部最小化。而在菜单的下层能够全部显示出已打开的窗口名称, 同时借助于鼠标点击进入所选择的对应页面。发电量分析:在对应框中分别输入始末时间, 就能够进入发电量报表统计表格。然后再点击主接口窗口上网电量分析就可以看到上网电量报表[2]。

2 电厂端客户机

为了帮助运行人员更加方便快捷地处理数据, 为了保障系统的稳定与安全, 该公司在电子间设置了电能量计费客户机, 而这一电厂端客户机只能支持数据系统的查询操作, 不可以完成系统维护工作, 与此同时, 其与电厂端工作站具有一致的查询方式, 比较方便快捷。需要强调的是, 此系统仅仅向运行人员开放, 并不支持其他人员的使用与操作, 大大保证了系统的安全性与可靠性。

3 电能量信息采集终端

该设备属于一款电能量远方终端, 其主要的是对变电站关日表及发电厂所共同生成与采集而成计量计费信息进行采集、转送以及存储。其技术指针以及对应的功能可以充分达到电能量计费系统在电力系统当中实现商业化运营的基本目标。

3.1 基本组成

此终端能够与全电子式的智能电度表进行通信, 从而将电度表生成以及采集得到的计量计费信息进行收集。而且, 其还能够借助于现有的信息, 根据实际的需求生成能够满足计量计费系统所需的其他信息。

电能量远方终端由多个部分组成, 其中包括蓝屏液晶显示器、电源系统、Ime1586高性能CPU板以及多功能扩展基板等等。其中在多功能扩展基板上扩展了一路工业级拨号MODEM以及8路RS485串行接口。其属于为采集终端所专门设计完成的电路板。而且, 此电路板上还集成液晶显示器以及键盘等多个功能部件的辅助电路。在CPU板上设有32 M内存与10Base T网络接口等。电源系统主要包括交直流电源切换系统以及交直流两用开关电源。

3.2 基本功能

第一, 数据采集。借助于RS-485能够对电能表的电压、正反向有功电能量以及负荷曲线等相关数据进行定时采集与存储。第二, 资料存储。此终端可以根据多个存储周期对数据进行存储。同时还能够分时段地对电能量数据信息进行存储, 其能够保证在发生断电的状况下确保数据在十年的时间内不会发生丢失[3]。第三, 数据通信。此终端支持三种通信方式, 其分别为拨号、网络以及专线, 这样就能够同时的保持与三个主站进行通信。而主站与客户机主要是选用网络通讯方式。第四, 安全功能。此终端支持两级密码设置以及权限管理。这样可以保证操作的安全性以及合法性。第五, 此终端还具有告警、状态监视以及事项记录的功能。

3.3 数据库

(1) 历史资料库。在此终端所设置的历史数据库当中, 保存着很多历史记录, 其中包括配置参数、日负荷曲线记录、月负荷曲线记录以及操作记录等等。 (2) 实时数据库。此终端的实时数据库最多能够支持64块电表。而且每一块电表都对应着五张数据单, 其中分别保存的信息对象为需量、电能量、事件、瞬时量以及电表状态。

4 电能表与失压断流计时仪

作为电能量计费系统的基本构成单元, 电能表具有举足轻重的作用。本公司的采集系统表具有多种型号。而一个统计表设置有多个口, 这样能够便于在多个不同场合的应用。三个通讯口分别为串行通信口、光电通讯卡以及扩展口。电压互感器采用的是电压安全供电的方式以及辅助电源供电方式, 这样就不需要从PT电压获取电量, 即使在线路停电的状况下, 电能表也能够正常地进行工作。液晶显示非常的方便快捷, 脉冲输入/输出, 对于一些非常关键的数据, 例如功能设置文件等等, 能够多份存贮于闪存当中, 不需要后备电池, 也可以保证其永远不会丢失[4]。EDMI电能表的具有两种多级分权脉冲输出方式, 其面板上配备了两个LED发光二极管, 在通常状况下, 其最多能够支持6个光电藕合脉冲输出。

该公司配置了全电子失压断流计时仪, 其能够实时的监视电网电流回路以及电压回路状况, 可以对电网的运行状况给予及时、准确的判断, 同时将处于故障期间的参数给予准确与详细的记录, 从而使得供电部门对电网进行更加有效的管理, 进而有效地解决漏计电能的状况。此仪表在电能计量监视过程中发挥的巨大的作用。

总而言之, 自从该公司应用电能量计量系统以来, 该公司就能够围绕电能信息采集终端这一中心更加准确、及时地采集到机组考核表以及关口电能表所对应的电能量信息, 并将其及时地传输到主站系统与省网调等处, 从而为电能表存储各类的原始电能数据, 非常的方便快捷。而电能信息采集终端可以实现对电能表运行状态、电能计量装置记录的断相以及失电事件的信息进行采集, 而其并不支持对电能表的编写操作, 这样就可以保证数据传输的准确性、公平性, 进而有效实现公司内部自动抄表以及发电考核等诸多功能。

电能量计量系统能够更加准确与及时地统计电量数据, 有效避免人工抄表所产生的误差, 能够实时有效的检测电能表的运行情况, 及时的发现表计计量故障, 降低电量损失, 减少损耗。电能量计量系统对本公司电能量计量工作的顺利进行发挥了巨大的作用, 其是促进发电厂不断发展的巨大动力。值得在发电厂中广泛推广应用。通过分析系统的运行情况可知, 应用

摘要：作为电网商业化运营以及电力技术不断发展的一项产物, 电能量计量系统能够有效地采集传输、处理以及存储电能表数据, 其借助于预定义数据模型, 可以准确的统计及结算点能量, 其能够帮助发电商以及电网经营管理者完成电量的准确计算以及有效的服务管理工作。神华准能矸石发电公司为了更好的完成电能量的自动抄表以及发电考核等操作, 应用了电能量计量系统, 并取得较好成效。该文以神华准能矸石发电公司为例, 分析与研究电能量计量系统在发电厂的应用情况, 以期促使电能量计量系统能够在发电厂中获得更加合理与广泛的应用。

关键词：电能量计量系统,发电厂,应用

参考文献

[1]吕雪燕.发电厂电能量计量计费小主站系统设计与实现[J].科技信息, 2010, 19 (8) :68-69.

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电能量计量系统 第7篇

参考文献

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[2]王首顶.电力调度自动化系统中多级冗余工作模式研究[J].江苏电机工程, 2006, 25 (4) :27-29.

[3]闵涛, 金午桥, 余仲明.电能量计量系统接入方案及功能实施[J].电网技术, 2003, 59 (8) :59-63.

电能量计量主站配置方案分析 第8篇

1 电量计量系统配置方案

1.1 系统配置总体说明

为了使整套系统安全、可靠、高效地运转, 同时又能大大减少系统日常管理和维护的工作量, 采用Windows平台的解决方案。

系统应采用基于局域网的全分布式的系统结构, 主网络采用冗余配置的双以太网结构, 构成网络化、功能完全分布的体系结构[1]。数据采集系统单独组网, 也应采用冗余配置的双以太网结构。

数据库系统应配置两台数据库服务器共享一套磁盘阵列, 以双机高可用集群方式运行, 实现数据库的高可用性解决方案[2]。

数据采集系统应由互为热备用的两台数据采集服务器完成数据采集任务, 配置终端服务器配合拨号MODEM池, 实现拨号方式电量采集终端的接入[3]。系统的数据采集网通过数据网接入设备与调度数据网连接, 实现网络方式电量采集终端的接入。系统应配置两台应用工作站, 运行系统的人机界面, 完成系统维护、图形报表制作浏览以及各种应用功能。

1.2 系统硬件配置

1.2.1 网络设备

本系统主网络采用冗余配置的以太网结构, 使用2台千兆网络交换机, 构成系统主网络, 系统的各个计算机节点均连接在该网络上。数据采集系统单独组网, 也采用冗余配置, 配置2台网络交换机。数据采集服务器、终端服务器等设备都同时连接到两个子网络上。作为与安全区外系统的数据交换, 配置正反向隔离设备各2台。为保证远程维护的安全性, 配置拨号认证装置一套。

1.2.2 数据库服务器及磁盘阵列

数据库服务器主要完成电能量计量系统的数据处理、统计分析、数据存储、数据管理、系统管理、故障监视及切换等功能。数据库服务器采用2台高性能PC服务器, 通过全光纤通道连接共享磁盘阵列, 配置MC/Service Guards实现双机高可用集群, 单个硬件故障不会引起数据和主要功能的丢失。磁盘阵列的硬盘存储容量应保证在采用RAID5容错存储机制的情况下, 至少可保存5年的历史数据。

1.2.3 数据采集子系统

系统配置2台高性能PC服务器完成数据采集工作, 两台数据采集服务器采用双机冗余热备用的方式运行, 故障时互为热备用, 保证数据采集任务的不间断运行。

数据采集系统与厂站端电量采集终端通讯采用的通信方式为网络和电话拨号方式。为满足接入厂站的需要, 配置1台32端口、双网口终端服务器和1台MODEM池 (16路电话拨号MODEM) 用于拨号采集。

1.2.4 其他硬件

应用维护工作站:配置2台PC机作为应用维护、报表工作站。

GPS时钟:系统原有的一台GPS时钟, 通过串行口连接到两台数据采集服务器。其他服务器和工作站均可以与数据采集服务器进行时间同步。

外设设备:配置1台HP网络彩色激光打印机供打印报表时使用。

机柜:提供2个标准机柜, 供主站设备安装使用, 机柜高度:42U, 各机柜内均配置风扇和电源分配器 (PDU) 。

配置1套32口4用户KVM实现对机架式服务器的管理。

2 系统软件配置

2.1 操作系统

数据库服务器和数据采集服务器应采用Windows Server 2003操作系统。应用维护工作站采用现有的Windows操作系统。

2.2 商用数据库

商用数据库采用现有的Oracle 10g。

2.3 电量计量应用软件

电量计量应用软件主要应包括:电量数据采集;电量数据处理;电量数据管理;数据统计分析;线损管理;曲线及图形;报表;参数维护;数据库维护;事件报警。

3 其他

3.1 布置方式

呼和浩特供电局调度大楼中自动化机房留有电能量计量主站系统机柜位置, 新配置的装置独立组柜统一布置在自动化机房内。

3.2 电源系统

该系统供电电源由自动化电源统一考虑。

4 结论

呼和浩特供电局电量计量主系统的建设满足内蒙古呼和浩特电网未来智能化科技化年发展的要求, 以及电力二次系统安全防护的规定, 具备先进性、稳定性、可靠性、实用性等多种功能。

参考文献

[1]中华人民共和国电力行业标准.DL/T448-2000电能计量装置技术管理规程[S].北京:中国电力出版社, 2002.

[2]中华人民共和国电力行业标准.DL/T5202-2004电能量计量系统设计技术规程[S].北京:中国电力出版社, 2004.

电能量计量系统 第9篇

关键词：电力营销、电能计量、自动化系统、实践分析

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）20-0142-01

我国电力系统的迅速发展，实现了电力企业的现代化管理。随着科学技术和信息技术的进步，电力系统的管理水平也在逐渐提高。电能计量是我国电力系统经济效益中重要的组成部分，在电力企业的发展过程中，占有很重的比例。传统的通过人工进行电能抄表的方式，不仅会浪费人力资源，而且抄录的数据精准度也达不到新的经济发展形势下电能计量的要求。通过计算机技术和网络信息技术的应用，实现电能计量的自动化发展，才能对电力的使用情况进行准确的监督和控制，提高电力企业的经济效益。

1 电能计量自动化系统简述

随着我国科学技术和信息技术的发展，产生了新的电力系统电能计量方式，可以通过计算机实现对电流信息的控制。整合电力系统中不同的技术，形成总的电能自动化系统控制中心，可以实现对电力情况的及时监督和控制，把电能的使用信息返回到电能计量自动化控制系统中心，完成电能计量工作。这种方式，提高了电能计量的精准性和工作效率，节约了资源，降低了电力企业生产经营成本，保证了电力系统的安全运行，提高了电力企业的经济效益。电能计量自动化系统，主要包括厂站电能量计量遥测系统、大客户负荷管理系统、低压集中抄表系统和陪伴监测计量系统。

厂站电能量计量遥测系统是电力系统中主要的电能计量方式，包括主站系统、传输系统、采集系统和供电系统等。通常情况下，厂站电能量计量遥测系统都在发电站内进行设置，但是总站系统是独立的，不同于厂站电能量计量遥测系统中的其它系统。在电能计量自动化系统中，可以抄送每一个地面上的电表，主要是靠变电站和发电厂实施管理，进行合理的抄送监督。根据目前我国电力系统中电能计量的实际发展情况，厂站电能量计量遥测系统应用了关口电量和主网线损分析表，可以及时的掌握电力系统的运行情况，根据检测分析出的信息提供准确的电能计量数据，保证了电力系统工程的稳定运行。

大负荷客户管理系统是为了一些大型设备定制的系统模式，由负荷系统、远程抄表系统和终端系统组成，主要的作用是在电力系统运行中控制电量。这种系统不仅具备传统的电表功能，还加强了在电能计量过程中对信息数据的采集、电能质量的检测和交流采样功能，提升了电力系统中对电能负荷的控制。低压集中抄表系统，主要的作用是通过信息技术实现对电能量数据的采集、分析、存储、传输和处理，具有降低生产成本、准确的进行线损统计和提高资源利用率的特点，实现了窃电的监控和管理，保证了电费的及时回收。配变监测计量系统，包括电力计量装置、采集装置、主站系统、供电电源和传输通道等。通常情况下，电力计量装置、采集装置、供电电源和传输通道是在公用变用户侧设置，可以对终端的远方数据进行召测，分析和监控监测数据，及时的进行信息传输和处理。

2 电力营销中的电能计量自动化系统实践

电能计量的自动化系统在电力营销中的实践和应用，可以提高电力系统的经营管理水平，促进电力系统的发展。实现电力营销中的电能计量自动化系统的应用，可以加强对电力系统的线损管理，提高电力系统的客户管理水平。实现电力系统的业务支持和高效作业，才能保证用电工作水平的有序提升。

在电力企业的电能计量管理工作中，加强线损管理是电能计量自动化系统中重要的工作内容。线损率是电能计量的关键因素，对电能计量数据的准确性有着重要的影响。在电力营销中应用电能计量自动化系统，可以通过对线损的分析，监测电能质量，有效的解决抄表过程中的错抄、误抄和漏抄等问题。电能计量数据的定抄和随抄是电能计量自动化系统中的基本功能，可以实现对电能计量装置的及时复核和检查，在进行电能计量监控的过程中，发现问题并进行合理的解决，可以降低复核人员的工作量，提高工作效率，减少误差，提高电力系统计量检查中线损数据的准确性。

电能计量自动化系统可以提高用电管理的工作水平，对供电资源紧张的状况进行缓解，为电力用户提供更好的服务。在电力系统运行过程中，电能计量自动化系统通过与其他网络和系统的结合，实现了跨系统的业务支持和高效作业。例如，在电力营销中应用电能计量自动化系统进行远程抄表，取代传统的人工抄表，提高电能计量数据的准确性。在进行客户管理中，结合停电管理系统中的停电时间和错峰复核信息，对停电时间的电能计量信息进行自动采集，发布相关的用电信息，让客户及时掌握自己准确的电量使用信息，才能提高电力企业的客户服务水平。

3 结 语

随着我国社会经济的不断发展和科学技术的不断进步，电力企业的智能化发展和现代化管理得到了实现。电能计量是电力企业经济效益衡量的主要参考依据，自动化系统的形成，有利于提高电力系统的经营管理水平，促进经济效益的增长，推动电力企业的发展。

参考文献：

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[2] 蒙超颖.浅析电能计量自动化系统在电力营销中的应用[J].中外企业家，2013，（6）.

电能计量系统发展综述 第10篇

电能计量是通过互感器及其二次回路联合电能表按照规定的接线方式进行组合构成在线电能计量系统来实现的。

在电力市场条件下，为保证公开、公平、公正地为电能生产者和使用者提供优质服务，必须建立现代化的电能计量、管理和交易系统。电能计量系统作为提供电能计量的信息源头，对电能计量和管理是至关重要的[1]。

1 发展历程

1.1 从电磁式互感器到电子式互感器

1.1.1 电磁式电流互感器和电压互感器

电磁式互感器的工作是基于电磁感应原理,CT的额定输出信号为1 A或5 A,PT的额定输出信号为100 V或100/2 V。长期以来，电磁式电流互感器和电压互感器在继电保护和电流测量中的作用一直占有主导地位，但是随着超高压输电网络的迅速发展和供用电容量的不断增长，传统的电磁式互感器已经难以胜任这种工况，因为与这种系统相匹配的电磁式互感器有以下缺点：(1)绝缘难度大、防爆困难、安全系数下降，特别是500 k V以上高压系统因绝缘而使得互感器的体积、质量及价格均提高(2)带有铁心结构且频带很窄，动态范围小,电流较大时,PT会出现饱和现象,影响二次保护设备正确识别故障;(3)互感器的输出信号不能直接与微机化计量及保护设备接口;(4)易产生铁磁谐振等[2]。

1.1.2 电子式互感器

随着光电子技术的迅猛发展，一种结构简单、线性度良好、性能价格比高、输出范围宽且易以数字量输出的无铁心式新型互感器—电子式互感器应运而生。

国外于20世纪60年代初，我国从20世纪80年代开始研制光电式电压互感器和电流式互感器，现今均已部分挂网试运行。

(1)光电式电压互感器(OTV)。它基于Pockels电光效应，由光学电压传感头与相应的电子测量电路组合而成。

(2)光电式电流互感器(OTA)。主要分为无源型和有源型2种类型。无源型电流互感器是以法拉第磁光效应为原理设计制造的装置,有源型电流互感器是以罗柯夫斯基空心线圈为基础。

北京许继电力光学技术有限公司自主研发的基于法拉第磁旋光效应原理的光学电流互感器(OCT)利用光学电流自愈传感技术和抗磁场干扰结构技术解决了法拉第磁旋光效应光学电流互感器两大世界性难题：测量精度的温度漂移问题和长期稳定运行问题，标志着其研制的磁旋光效应光学电流互感器具有工程实用化前景。

1.2 从机械式电能表到电子式电能表

1890年，弗拉里发明感应式电度表，在本世纪得到迅速普及应用，至今已有百余年的历史。随着科学技术的进步，电能表的发展已经历了三个主要的发展阶段[3]。

第一阶段：本世纪60年代以前，电能表基本上采用电气机械原理，其中应用最多的是感应式电能表。感应式电能表采用电磁感应原理制成，包括两个固定的铁心线圈和一个活动的转盘。当线圈通过交变电流时，在转盘上感应产生涡流，这些涡流预交变磁场相互作用产生电磁力，从而引起活动部分转动，产生扭矩。

第二阶段：感应式电能表具有经久耐用、价格低廉、制造技术较为成熟等优点。然而，传统的感应式电能表就其原理和结构来看，机械磨损、机械阻力、放置角度、外磁场、温度等不同因素会造成种种误差，要进一步提高测量精度是有限的。为了克服感应式电能表的缺陷，从70年代起，人们开始研究并试验采用模拟电子电路的方案。到了80年代，大量新型电子元器件的相继出现，为模拟电子式电能表的更新奠定了基础。在1976年日本就研制出电子式电能表，从此以后进一步准确测量交流电参量，包括电压、电流、功率、电能计量等成为测量领域的主攻方向和热门课题。

第三阶段：从90年代末数字采样技术应用于电功率的测量，数字采样技术的电子式电能表是以处理器为核心，对数字化的被测对象进行各种判断、处理和运算，从而实现多种功能。90年代数字采样技术的电能表在工业发达的国家迅速发展，相继出现了多种寿命长、可靠性高、适合现场使用的电子式电能表;1.0、0.5、0.2级精度计量标准适应电力系统中电能计量的要求，从而使电子式电能表相继实现商业化应用，而且当时最高的精度已经达到了0.01级。数字采样技术方案所具有的优点十分明显，例如寿命长、准确度高、维修方便、功耗低等。从本质上讲，数字采样的电子式电能表是最容易和当前蓬勃发展的计算机技术相结合，使得各种复杂的控制自校准数据传输功能都可以很方便地用于电能表中，因而有很强的生命力。

电子式电能表的核心计量芯片按工作原理可分为两种：一种采用DSP技术、以数字乘法器为核心的数字式计量芯片，它运用了高精度快速A/D转换器、可编程增益控制等最新技术，即System on Chip(SoC)技术设计开发平台，国际先进水平的深亚微米高性能电能计量芯片片上系统(SoC)设计平台将DSP内核、可编程增益控制电路、高精度高速A/D转换器、电压基准电路以及其他相关外设集成到一片芯片上，使系统许多方面的性能得以提高;另一种是以模拟乘法器为核心的模拟计量芯片。这两种芯片的基本工作原理有根本的不同，在计量精度、线性度、稳定性、抗干扰性、温度漂移和时间漂移等方面，数字式芯片远远优于模拟式芯片。

以数模混合数字信号处理技术为核心的一系列适于不同场合的常用单相和三相电能计量芯片有：(1)普通单相电能计量芯片AD7755;(2)复费率、预付费及集中抄表单相专用芯片AD7756;(3)防窃电单相专用电能计量专用芯片AD7751;(4)数字式单相视在电能表计量芯片CS5460A;(5)普通功能三相电能计量芯片ADUC812;(6)高精度多功能三相电能计量芯片AD73360;(7)低成本、多功能三相电能计量芯片AD7754;(8)数字式三相视在电能表计量芯片ADE7753等。

总之，电子式电能表以它的精确度高、稳定性好、可高倍过载、功能扩展性好和环境适应性强等优势已被电力企业和用户广泛认可与接受，由电子式电能表取代机械式电能表已是大势所趋。

1.3 从复杂的二次回路接线到合并单元的数字信息输出

电子式互感器定义了一个新的物理元件——合并单元。它连续时间合成来自二次转换器的电流及电压数据，即它的任务是将接收到的二次端信号转换为标准数字输出，同时使接收到的同一协议的信号同步。合并单元将7只以上的电流互感器(3只测量，3只保护，1只备用)和5只以上的电压互感器(3只测量、保护，1只母线，1只备用)合并为一个单元组，并将输出的瞬时数字信号填入到同一数据帧中，体现了数字信号的优越性。数字输出的电子式互感器与外部的通讯通过合并单元实现[4]。利用电子式互感器输出的数字信号，使用现场总线技术实现点对点、多个点对点或过程总线通信方式，将完全取代大量的二次电缆线，彻底解决二次接线复杂的问题，可以简化测量或保护的系统结构，减少误差源，有利于提高整个系统的准确度和稳定性，实现真正意义上的信息共享。

2 几种特殊功用的新型互感器和电能表

2.1 互感器

2.1.1 Rogowski光电式电流互感器

光电式电流互感器(OTA)虽然具有显著优点，但由于它对温度、振动的敏感性及长期工作的时间稳定性尚待进一步解决，加上其传感头制作要求高、价格昂贵等问题，限制了其推广使用。如果在光电式电流互感器中使用Rogowski绕组，则能较好解决上述问题。

在Rogowski光电式电流互感器绕组的两端接上合适的电阻就可测电流,由于绕组导线均匀地绕在一个非磁性环形骨架上，它通过电磁场与主电路电流回路，故具有良好电气绝缘性能。现在国内外已制造出0.2级的Rogowski绕组。

现场试用表明，Rogowski光电式电流互感器具有结构简单、安装方便、测量范围宽、精确度高(优于±0.5%)、抗干扰能力强、运行稳定可靠、易以数字输出和性能价格比高等特点。

2.1.2 法拉第磁光效应电流互感器

所谓法拉第磁光效应[5]，如图1所示就是当一束平面线偏振光通过置于磁场中的磁光材料时候，其偏振面发生旋转的现象，其偏振面偏转角为

其中:V是费尔德常数(rad/A),H是磁场强度(A/m),L是光在磁光材料中通过的长度(m),N为绕载光的载流导线圈数。

只要确定偏转角的大小，就可以测出载流导线的电流。而实际测量中将偏转角通过检偏器转化为光强信号，再由探测器将光信号变为电信号，经过放大处理，最终得出待测电流信息。

2.1.3 光学电压互感器

光学电压互感器的测量原理大致可分为基于Pokels效应和基于逆压电效应或电致伸缩效应[6]两种，现在研究的光学电压互感器大多是基于Pokels效应的(包括集成光学电压互感器[7])。Pokels效应就是某些晶体在外加电场作用下，其折射率发生相应的变化。这些微小的变化将产生明显的光学效应，可以借助双折射效应和干涉的方法精确地测量出来。电光晶体种类较多，其中BGO(Bi4Ge3O12)晶体理论上无热释电性、无旋光性、无自然双折射，且稳定性好，是目前电光传感器中用得最多的一种电光晶体[8]，但也有很多用不同电光晶体做成的电压传感器[9]。一束线形偏振光照射到BGO表面时，分裂成振动方向相互垂直的两束光，其相位差与所加电压成正比。结构和材料不同，相位差的大小也不同。图2所示为光学电压互感器原理图。

相位差δ可用下式计算：

式中:λ为入射光波波长;0n为BGO晶体的折射率;γ41为BGO晶体线形电光系数;U为被测电压;U0，ω分别是电压幅值和角频率。

通常利用偏光干涉的方法将δ转变为输出光强的变化来检测它，利用1/4波片使两束光的相位差增加90o，总的相位差为δ+Π/2。

出射光强I可以表示为

式中:I0是入射光强;UΠ=λ/(2n03γ41)称为半波电压。

由此可见，利用出射光强和电压的关系，只要通过光电变换和信号处理就能测量被测电压[10]。

2.2 电能表

2.2.1 单相电子式复费率电能表

单相电子式复费率电表一般具有以下功能：

(1)红外通讯,通过红外接口和抄表手机进行通讯,可抄写电量、时段、时间等数据。

(2)运用电能计量模块实行计量功能,实现有功、无功计量。

(3)能实现分时处理,两费率(峰和谷)多时段电能计量能力。

(4)存贮功能,可以存贮本月、上月的总电量,峰谷电量数据。

(5)具有完整的显示功能,包括时段显示。在峰时段运行时“峰费率”指示灯亮,在谷时段运行时“谷费率”指示灯亮,液晶屏可顺序显示当前电量(总电量和谷电量),当前时间、表号、时段数据,主要上月电量(上月总电量和谷电量)[11]。

2.2.2 三相预付费电表

三相预付费电表是指由电能计量单元、购电控制器、报警单元和分合断路机构(能够自动或半自动控制供电回路)等组成,使用户必须先付费后用电的电能计量装置。三相预付费电表自投入使用后,没有发生偷漏电和欠费现象,避免了抄表人员漏抄、估抄现象,提高了售电用电的透明度[12]。

2.2.3 数字式电能表

数字式电能表的电量输入采用了数字输入接口模式。数字输入接口严格遵循了当前国际流行的IEC61850标准，在物理层和链路层上采用了IEC61850推荐的高速光纤以太网，具有传输数据快，抗干扰能力强，接线简洁等特点，实现了和数字式光电互感器真正意义上的无缝连接。数字式电能表获取已数字化的电流电压瞬时值后，计算得到所需的电量值。由于数字计算过程理论上不会产生任何误差(实际可能产生的误差为浮点数运算时有效位误差，为数字信号处理器固有误差，与数字式电能表无关，这种误差小于万分之一)，即数字式电能表的准确度由数字式互感器决定，其不规定精度等级。

3 现代电能计量系统的发展趋势

21世纪将是信息网络化、高新科技成果被广泛应用和电力企业持续发展的时代。数字化、智能化、标准化、系统化和网络化是现代电能计量系统发展的必然趋势。

(1)数字化。所谓数字化就是采用数字式计量芯片，应用高新技术成果研制电子式电能计量系统。电能计量系统实现数字化，能够不断提高计量系统性能，进一步保证计量结果的准确性和可靠性。

(2)智能化。所谓智能化就是采用高新技术不断完善多功能电能表标准DL/T614—1997规定的所有功能，同时，开发研制具有自校准组合互感器、电能计量综合误差自动跟踪补偿等特殊功能的全新电能计量系统。电能计量系统实现智能化，能够进一步推进我国电价制的变革，满足运营管理的需要，解决特殊负载用户的计量问题，开展现场实负载整体检验电能计量系统。

(3)标准化。所谓标准化就是依据电能计量系统技术管理规程DL/T448—2000中的电能计量系统配置原则，分别对发电运营侧、电网运营管理侧和供电运营侧配置相应的电能计量系统。电能计量系统实现标准化，能够进一步优化电能计量系统的配置，使其达到先进、合理、统一的要求，以便于运行、维护与管理。

(4)系统化。所谓系统化就是将电能计量系统与自动抄表系统联通组成一个电能计量管理系统。电能计量系统运行实现系统化，能够不断改善工作条件与服务质量，从而进一步提高工作效率和经济效益。

(5)网络化。所谓网络化就是将电能计量装置管理系统联通构成一个电能计量信息网络。电能计量系统实现网络化，能够不断拓宽信息资源，达到充分共享，从而进一步提高运营管理水平和客户服务质量。电能计量信息网路应按照可能性和必要性分别建立地域网和区域网等。

4 结束语

文中回顾了电能计量系统的发展历程，介绍了几种特殊功用的新型互感器和电能表，以及电能计量芯片，展望了21世纪现代电能计量系统的发展趋势，以供读者参考并引起大家参与讨论。

摘要：基于互感器、电能表和二次接口等方面回顾了电能计量装置的发展历程和原理,对21世纪现代电能计量装置的发展趋势进行了展望,指出数字化、智能化、标准化、系统化和网络化是现代电能计量系统发展的必然趋势。另外,还介绍了几个新型互感器(Rogowski光电式电流互感器、法拉第磁光效应互感器和光学电压互感器),特殊功用的新型电能表(单相电子式复费率电能表、三相预付费电表和数字式电能表)和几种常用电能计量芯片。

关键词：电能计量,互感器,计量芯片

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