電能計量系統發展概述

文/張宇 于旭，國網吉林省電力有限公司電力科學研究院

隨著我國經濟的飛速發展，電力網絡建設也在不斷完善，在電力公司運作中，也更加追求公平、公開以及合理。電既是一種特殊的能源，也是一種電力產品，其核算準確性事關廣大用電戶的權益以及電力公司的運營。因此，在市場經濟體制下，不斷健全和完善電能計量系統，提高其準確性、科學性與合理性非常必要。下文將對電能計量系統的發展進行概括和敘述。

1 電能計量系統概述

電能計量系統指的是由互感器、二次回路聯合電能表按照既定的接線方式并組合起來對電能進行計量的一種系統。該系統由軟件和硬件兩個部分構成，其中軟件指的是電能計量技術，如計量算法、抄表技術等；硬件則指的是電能計量裝置，包括電流互感器、電能表以及二次回路等裝置。電能計量系統是作為電能計量的信息源頭而存在的，在電力公司的電能計量與電能交易中發揮不可替代的作用，對電能的科學計量與高水平管理至關重要。

2 電能計量系統發展現狀

2.1 電能計量裝置的發展

2.1.1 電能表

電能表是由機械式向電子式發展，共經歷三個階段。第一階段，上世紀60年代應用較為廣泛的感應式電能表，就是一種以電器氣機械原理工作的電能表。第二階段，上世紀八十年代，由于感應式電能表易受外界因素影響而存在誤差，電子技術的發展以及電子元器件的出現為研究人員研發電子式電能表創造了有利條件。第三階段，上世紀末到本世紀初，由于數字采樣技術被廣泛應用到測量電功率中，具備高精確性、低功耗、壽命長且應用方便的數字電子式電能表產生了，隨著該電能表的進一步應用與推廣，精度有所提高，達到0.01級的精度。

2.1.2 互感器

互感器由電磁互感器向光電式互感器發展。電磁式互感器是以電磁感應為原理開展工作的，額定輸出信號包括1A、5A，而TV額定輸出信號通常為100/2V、100V。例如，將傳統電磁式互感器應用于500kV以上的高壓系統，為了保障確保輸電線路的安全性，就需要增加互感器質量以及體積，這就提高了電力成本。

光電式電流互感器可劃分為：①無源式：包括混合型、全光纖型以及磁光式三種，三者皆具有較高的靈敏度，其中混合型的互感器具有高靈敏度、光學用料不多且設備較為簡單的特點，然而也具有嚴重磁飽和效應以及低絕緣性的不足；全光纖型互感器利用光纖進行傳感與傳光，設備簡單但精確度與穩定性不足；磁光式電流互感器是基于法拉第磁光效應、磁光反映等光磁作用原理的，具有高靈敏度的優點以及體積大、控制操作難度高的不足。②有源式光電互感器的高電位傳感頭是以電子器件為材料的，與對應的高電位電源配合進行工作。

2.1.3 二次回路

電子互感器的發展加快了二次回路接線的發現步伐。隨著二次回路接線的優化，新型的數字化信息輸出系統產生了。這種合并單元式的系統是以電壓互感器與電流互感器為單元組，可合成二次轉換器的電流以及電壓數據，將二次信號轉換為數字信號，實現協議同步。合并單元式的數字化輸出系統具有合并整理功能，能將合成的信息向電網傳遞，實現了系統結構的簡化以及資源的優化配置，極大地降低了二次接線的復雜性。

2.2 電能計量軟件的發展

電能計量軟件即電能計量技術，包括計量算法和抄表技術。其中，電能計量算法由電磁感應算法向諧波電能計量算法發展。快速傅立葉變換以及小波變換算法都是諧波電能計算方法。

3 電能計量系統發展趨勢

3.1 數字化

電能計量系統發展數字化指的是在電能計量裝置中應用光纖通信技術以及數字化技術。例如，將應用數字技術的電子式互感器應用于電能計量系統中，可將二次回路壓降對電能計量準確性造成的干擾消除，確保電能計量的可靠性。

3.2 標準化

電能計量系統標準化發展趨勢其實質就是電能計量系統應用趨于標準化，如電能表技術，不僅追求操作的標準化，還要注重實用的兼容以及開放，三者缺一不可。如果電能計量系統實現標準化發展，不僅能夠極大地提高其各種配置的利用率，還能為制定統一、合理的標準以及要求提供便捷，減少電力公司在維護以及管理電能計量系統方面所投入的成本。

3.3 智能化

電能計量系統的智能化發展趨勢指的是電能計量不僅具備準確性還具備較高的化操作性。隨著人們生活水平的提高，居民用也表現出分時、階梯電價以及即插即用接入的多元化需求，電能計量系統應能實時儲存用戶各項用電信息。智能化的電能計量系統有助于用戶適時調整自身用電行為，提高用電的科學性、合理性與經濟性。

3.4 網絡化

網絡化已成為各行各業發展趨勢，電力行業也是如此。電能計量系統的網絡化發展趨勢則值的是將該系統與電力公司客戶服務系統以及營銷系統等其他系統借助網絡技術有機聯合起來，實現電力運營的信息化和網絡化，實現信息數據的交互與共享，提升自身服務和管理水平，如即插即用網絡接口技術在電能計量系統的應用。

4 結束語

經濟的發展以及人們生活水平的提高對用電提出了更高的要求，電能計量系統也需要順應時代發展，滿足當前電力公司運營以及用戶對電力服務的需求，不斷提升自身準確性與可靠性。本文對電能計量系統進行了簡單介紹，從組成方面對其發展現狀進行了分析和概括，并總結了電能計量系統的數字化、標準化、智能化以及網絡化發展趨勢。由此可知，電能計量系統發展是不斷應用新技術，不斷提高計量精確度與可靠性的一個過程，同時也是順應時代發展和人們用電需求的一個發展過程。