關于電能計量誤差與電能計費問題思考

黃曉磊

摘 要：文章首先分析了電力系統中有功電能的計算與誤差，接著是電力系統暫態狀況下的電能計量分析。這樣不僅減少了電能資源的浪費，也在一定程度上維護了電力企業的利益，而且能夠更好的完善電能計費管理。

關鍵詞：電能計量誤差；電能計費；思考

在電力系統運行的過程中，認真分析電能計量的誤差可以減少電能的消耗，幫助電力企業電能資源的消耗管理，維護電力企業和用戶的利益。所以，在電力運行的過程中，分析電能的計量誤差，這樣對電力企業和用戶有積極的意義。電力系統與資源用戶之間，對于怎樣進行電能的購買，怎樣進行電能的計量與計費，不但是經濟方面的問題，也是技術方面的問題。隨著電子信息技術的發展，很多設備的種類變得復雜起來，電網的一些非線性負荷也越來越多。在電力系統運行的時候，電氣企業向用戶提供電能的同時，還要保證電能計量的公正與公平，除了影響企業與用戶的利益，還體現了電子資源計量管理技術的發展水平。

1 電力系統中有功電能的計算與誤差分析

1.1 電力系統中有功電能的計算

在整個電力系統中，計算電能資源中的有功電能，主要根據一定時間內的電能資源的平均功率加上計量時間這兩個因素。計算公式為：W=T×P，在這個公式中，T表示的是在進行有功電能計算的實踐，P是相應的有功功率的功率值。在整個電力系統中，只要計算出在一個時間范圍內的有功功率就可以計算出這個范圍內的有功電能的狀況。打個比方，在一個三相四線制的系統運行的時候，根據這個電力系統運行的狀況來計算有功電能。在三相四線制的電力系統中，其瞬時的功率加在一起等于這個電路中的平均有功功率的任何一個時刻。但是也有例外，就是在三相四線制電力系統中出現諧波分量的狀況的時候，要計算相關的有功電能，就要計算系統的瞬時功率，通過計算這個功率來把有功電能的狀況計算出來。

1.2 電力系統中有功電能的計量誤差分析

在進行電力系統運行的時候，要計算電力資源的消耗和使用，很多時候都是通過電能表來計算的。其運行中數字式的電能表在整個電能系統的計量過程可以從下圖1來看出：

圖1 全數字化電能表有功電能計量過程

在電力系統運行的時候，進行計量和檢測有功電能過程中，運用數字化電能表，要全面實現對于電力系統中有功電能的實時檢測，一般都是通過電能表中的前置低通濾波器來開展的。但是即便這樣，前置低通濾波器在檢測運行的時候還會產生一定的誤差。一方面在電力系統進行運行的術后，低通濾波器在進行有功能能運行狀況檢測的時候不可能把所有的都檢測在內，這樣一來，可能會造成一部門高頻率有功電能出現損耗或者流失掉，在進行電能的監測的時候不可避免的產生誤差；另一方面，在電力系統中，要進行有功電能的檢測，使用全數字化電能表，應用前置低通濾波器可能會產生一定的信號分量的轉移，這樣在監測過程中也可能產生誤差。根據通常意義上對功率進行計算的方式，我們可以進行假設，把瞬時功率當做是p（t），那么可以計算出，在某一個時間段內的有功功率的公式可以算出來。假設，當實際功率為3的時候，因為就前置濾波器來說，會有一個動態響應的過程，這樣就會產生響應的延時，所以，在進行積分的時候產生誤差是在所難免的。根據計算可以看出，在一個時間段內，用前置濾波器計算出來的有功功率是2.93，這樣的誤差就是比較大的，基本已經達到了2.3%，如果不計算時間，單純的計算積分的話，所謂的絕對誤差在0.0013，在計算下一個周期，可以看出，不計算時間的誤差跟上一個周期相同，但是有功功率卻縮小了一般作用。這樣就可以看出來，0.0013這個誤差主要是通過前置濾波器的延時這個原因造成的，并且實際上，相對誤差卻是隨著積分的周期數的不斷增加而呈現出遞減的規律，主要是以2的指數的變化為違規率。

2 電力系統暫態狀況下的電能計量分析

在電力系統運行的時候，數字化電能表對于有功電能的監測一般都是在系統運行比較穩定的狀況下進行的。但是，電力系統的運行狀況在處于暫態的時候，就可能會對電能的監測與計量產生影響，導致問題的存在。我們可以以單相電路所謂運行狀況作為案例，對系統在運行的時候的暫態狀況出現的問題進行探討。電力系統出現暫態的狀況的時候，在系統中會出現電壓突然下降，還可能產生其他的電壓變化，在電壓出現突然的變化的時候，這種變化會影響有功電能的檢測的狀況。

在電力系統運行的時候，如果是處于暫態的狀況。那么系統運行的時候就有功功率出現的狀況或者說是周期跟上文所述的三相電壓的有功功率的周期是不相同的。與此同時，有功功率的檢測值跟電力暫態的出現具有一定的關系。在電力系統運行的時候，主要是根據傅里葉變換原理來進行電路電壓信號的處理。但是這種情況也有例外，就是在電力系統中電路電壓信號的變換，運用傅里葉變換并不能進行實現。需要進行小波變換的應用。因此，如果電能系統運行處在暫態狀況下，進行電力系統運行的有功電能的功率計量的實現，需要進一步結合了小波變換和傅里葉變換的原理。只有把兩者結合起來，才能更好的實現電能功率計量工作。在電力系統運行的時候，電路電壓的負載數值會對有功功率的變化產生影響。電力用戶主要分為兩種：一種是非線性負荷用戶，還要一種是線性負荷用戶。所以，就這樣的狀況來看，電力用戶的電力負荷不一樣的話，對于電力系統的有功功率的影響必然不相同。

3 關于電能計量與計費問題的思考

有功功率的綜合是基波有功和諧波有功的之間的總數和。就當前情況來看，對于諧波有功究竟怎么進行計費并沒有一個完全統一的標準，如果電表生產廠家不一樣，其有功計量的也是不一樣的。當前供電系統所采用的計量方面的裝置一般分為兩種類型：一種是感應式電能表，還有一種是電子式的電能表。就感應式的電能表來說，根據其主要的工作原理以及相應的構造決定了，一般是在比較理想的狀態下才會有比較好的工作性能。這樣的電子性能是非線性的，當有諧波存在的時候，計量的電能量就不是基波有功和諧波有功的之間的總數和。就電子式電子表來說，因為計算電能的方法存在差異，種類也比較多，其中很大的部門是進行一個大致的計算，計算出一個總的電能量。所以，這些狀況的存在就很難真正的把用戶的實際用電狀況反應出來。事實上，比較理想計費方法是把諧波有功電能的計費和基波產生的有功電能分開，采取不相同的收費標準。對于線性負荷來說，當電網被諧波污染的時候，依據現在的標準進行電費的統計，用戶在繳費的時候需要交納總功率的電能，但是用戶實際交納的費用應該只是一些有電能，因此，這樣的標準來收取費用是存在一定的不合理之處的。他們不僅僅是多繳納了相關費用，而且由于存在諧波現象可能會損壞一些用電設備，因此，就需要得到相應的賠償。這就需要解決諧波源的探測等方面的技術問題。要在技術進步的基礎上，形成全社會范圍的共識，就電費收取的公平問題上達成一致。

4 結束語

綜上所述，對于電力系統的電能計量存在誤差的狀況以及相應的計費問題進行科學合理的探究和思考，能夠維護電力企業的利益，還能夠維護電能使用者的利益。除此之外，為了更好的減少電能計費誤差的存在，提高電能計費的公平性，需要提高電力系統中電能計量技術，為電力系統的發展做出積極的貢獻。

參考文獻

[1]周莉，劉開培.電能計量誤差分析與電能計費問題的討論[J].電工技術學報，2012（2）.

[2]王金.電能計量裝置綜合誤差分析及降低措施[J].內蒙古科技與經濟，2012（24）.