電能計量準確性影響因素及計量方法探討

林錦輝

摘 要：電能計量裝置對于供電方和用戶均具有重要作用，提升電能計量裝置的準確性可以有效維護各方利益。在電力系統中電能計量裝置屬于能量結算工具，必須全面提升其公正性和準確性。此次研究主要是探討分析電能計量準確性影響因素及計量方法，希望能夠對相關人員起到參考性價值。

關鍵詞：電能計量；準確性；影響因素；計量方法

在電力系統中，電能計量裝置屬于核算電能經濟的有效裝置，因此其準確性會直接影響電力系統經濟效益。對計量準確性產生影響的因素主要包括外部因素和內部因素。其中內部因素會提升計量誤差率，主要包括二次回路誤差，測量互感器誤差和自帶誤差等[1]；電力系統高次諧波會極大影響電能計量。外部影響因素主要是人為因素干擾問題。本文重點分析影響電能計量準確性的因素，并且分析不同因素所導致的后果。

1 電能計量重要性分析

在經濟快速發展的同時也帶動了電力行業發展，電能與我國社會生產生活具有較大關聯性。在電力企業生產期間主要是將發電廠發電，供電部門供電以及用戶用電連接為一個整體。以上三個環節與電能計量準確性具有直接關聯性，因此提升電能計量的準確性對電力企業具有重要作用。

電力體制深入改革發展也相應提升了對電能計量的準確性要求，特別是當前電力行業處于市場化經濟體制下，增加了電能計量的重要性。因此必須確保電能計量的準確性和可靠性。由于電能計量會對電力系統發電量，線損，企業用電等造成極大影響，因此需要深入分析和研究電能計量準確性問題。

2 電能計量準確性影響因素分析

1）二次回路和二次導線降壓影響。在使用電能計量裝置期間常常不會配備電壓電流互感器，這樣就使多數計量電能無法有效接入到電能計量裝置中，屬于二次符合超標，會對電能計量準確性造成影響。電能表和電流電壓互感器之間存在導線、熔斷器以及空氣開關阻抗，由于上述設備存在接觸電阻，在通過電流時會導致二次點降低并出現角度變化，對電能計量準確性造成影響。還會導致電流電壓互感器存在誤差，影響準確性。

2）諧波影響。當前，電力系統非線性用電負荷量增加，相應增加了系統諧波危害。電力系統諧波不僅會污染供電系統，危害電力設備，還會極大影響電能計量準確性。在電能計量中電能表屬于基本量具和核心部件，因此計量準確性會對電能計量精度造成極大影響。諧波的存在會導致電能表產生誤差，導致電能表讀數與實際負荷數不相同，對電能計量準確性造成影響[2]。感應式電能表會由于計量原理局限性，導致電能計量在諧波條件下存在較大誤差，并且在此種情況下也會導致電子式電能表產生計量誤差。

3）電能表誤差。影響電能計量準確性的首要因素在于電能表誤差，該種誤差主要包括電能表自身誤差，使用問題誤差和國標負載特性誤差等。在電能計量中，當電能表自身產生誤差將會極大影響計量準確性。然而此種誤差可以在日常運行中發現。工作人員若出現不合理接線行為也會導致誤差問題出現，然而此種誤差比較隱匿，修正難度比較大。這就要求工作人員在日常操作期間能夠注重規范性。在使用電能表期間，功率和負載電流的改變也會導致誤差問題出現。在長期使用期間會導致電能表出現損耗，也會影響電能計量準確性。盡管電能表所造成的影響比較小，然而由于電能計量對準確性要求比較高，因此必須避免誤差問題，提升電能計量準確性。

4）互感器誤差影響。當前我國電力系統中所應用的互感器配置比較低，特別是在用戶電能計量器和變電站中，無法滿足準確性要求。在現行互感器標準中，在滿足額定負荷25%時，功率因數為0.8-1之間，此時互感器所產生的誤差不會超過標準等級。因此必須要求互感器額定負荷，才能夠有效確保互感器準確度。當負荷過小/超標都不滿足要求，這是由互感器物理特性所決定。因此在操作互感器期間應當確保數據滿足相應標準，這樣才能夠將互感器誤差控制在合理范圍內，確保電能計量裝置的準確性。

3 電能計量方法分析

對于電能計量準確性影響因素分析，則需要應用功率分解方法實施計量，利用功率分解對不同頻率潮流和分布進行準確計量。當前電力系統中主要應用的電能計量方法如下：

1）高供高計法。高供高計法是指高壓供電，高壓側計量方法。在電能計量裝置設置點的電壓與供電電壓相同。城鄉區域主要應用高壓供電系統，因此在計時期間需要經過高壓電流互感器和電壓互感器。高壓供電系統電表額定電壓等級包括三相三線三元件、三相四線三元件，其額定電流在1A、1.5A和3A。因此在計量期間需要乘以高壓PT和CT兩種倍率。

2）高供低計法。高供低計法為高壓供電，低壓側計量方法。其主要是在電能計量裝置設置點電壓低于用戶供電電壓的供電系統。對于使用專用配電變壓器的用電用戶來說，需要經過低壓電流互感器實施計量。在計量期間必須乘以CT倍率。

3）低供低計法。低供低計法主要是低壓供電，低壓計量。在電能計量裝置設置點的電壓與用戶供電電壓相同，此種電能計量方式屬于當前應用比較廣泛的計量方式，能夠利用10kV公用配電變壓器對用戶實施供電。由于在應用低壓計量方式時，計量點處于變壓器口，但是結算點處于財產分界點變壓器進口處。因此為了確保計量效果，必須根據電力系統主接線運作方式配置高壓計量裝置。

4）快速傅氏變換法。快速傅氏變換又稱為FFT法，此種方法主要是利用頻率點分解信號。若諧波成分變化比較大時，電流和功率頻譜比較窄，所以可以應用快速傅氏變換法分解測量頻域量。快速傅氏變換法的計算量比較大，因此無法有效滿足實時測量需求，在進行傅里葉轉換時對于高頻率信號的頻譜反應不靈敏，因此只能夠對頻譜特征比較相同的信號進行分析，無法應用到多尺度信號突變過程分析中，并且不能分析信號局域性。

5）小波變換法。該種電能計量方法的特點在于多分辨率，還可以有效分析信號局部特征。對不同成分頻率來說，小波變換法能夠應用變小的采樣步長聚焦信號的所有細節，這樣能夠準確計量瞬時性暫態信號[3]。小波變換法的不足之處表現在分頻特性過度依賴小波基數，并且當前所應用的小波函數無法準確測量諧波。再加上小波變換法的實時性不足，因此在實際應用中的難度比較大。

6）小波變換法與傅里葉變換結合方式。應用小波變換法與傅里葉變換結合方式能夠有效監測電網運行期間電能新號畸變問題，在具體應用時主要是通過小波變換法測量非穩態諧波圖變量和間斷點，之后從原始信號中將細節分量去除掉，之后應用傅里葉轉換法分析穩態過程。應用小波變換法與傅里葉變換結合方式的優勢在于能夠有效分離頻率次數比較相近的諧波，不僅能夠提升諧波分析檢測精度，還能夠測量間諧波，信號閃和諧波，具有良好的應用效果。

4 結束語

綜上所述，由于電能計量裝置的準確性會極大影響電力系統運行安全性，其準確性影響因素主要包括二次回路和二次導線降壓影響、諧波影響、電能表誤差以及互感器誤差影響。因此在電能計量工作中必須針對上述影響因素進行處理，全面促進我國電力事業的發展，確保用戶用電合理性。

參考文獻

[1]蔡文嘉，李紅斌，劉岑岑，等.基于層次分析法的智能電能表供應商評價方法[J/OL].電測與儀表：1-8[2019-01-21].

[2]于春平，白靜芬，周建波，李亦龍，李龍國.基于IEC61850的數字化電能計量二次設備遠程校驗技術[J/OL].電測與儀表：1-7[2019-01-21].

[3]張樂平，羅鴻軒，胡珊珊，等.稀疏自動編碼器在多維電能計量誤差預測中的應用[J].自動化儀表，2018，39（10）：28-31+37