智能電網(wǎng)電能計量技術(shù)淺析

江碩

摘要：隨著智能電網(wǎng)的飛速發(fā)展，對基于智能電網(wǎng)的電能計量技術(shù)也提出了極高的要求。本文通過介紹智能電網(wǎng)電能計量技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢，分析了智能電網(wǎng)電能計量技術(shù)當(dāng)中存在的問題，提出電能計量技術(shù)的發(fā)展策略，研究新興智能電網(wǎng)電能計量技術(shù)。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)電能計量技術(shù)；計量互感器；智能電表

0 引言

隨著我國智能電網(wǎng)飛速發(fā)展，電能計量技術(shù)也呈現(xiàn)多樣化發(fā)展，用戶的增多以及電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展都對計量的準(zhǔn)確性以及穩(wěn)定性提出極高的要求。將智能電網(wǎng)的電能計量技術(shù)向更加準(zhǔn)確穩(wěn)定的方向發(fā)展，可以不斷提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 智能電網(wǎng)的電能計量技術(shù)特點

隨著計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，智能電網(wǎng)電能計量可以通過整合現(xiàn)有的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、光傳感技術(shù)、遙測遙感技術(shù)、新興材料技術(shù)等進(jìn)行原始采集數(shù)據(jù)的整理、分析和儲存等，智能電網(wǎng)變電站內(nèi)采集終端正向著高度自動化、智能化、共享化、信息化發(fā)展。智能互感器、智能電能表、通信網(wǎng)絡(luò)3個獨立部分組成了智能電網(wǎng)電能計量采集系統(tǒng)。其中，智能互感器分為傳統(tǒng)電磁型互感器以及光學(xué)互感器，由于傳統(tǒng)電磁型互感器存在易飽和、線性度差等特點，不能適應(yīng)智能電能計量要求，所以現(xiàn)在所以互感器為光學(xué)互感器，不存在飽和的問題。智能互感器作用在于將一次電壓電流轉(zhuǎn)換為計量所需的二次電壓電流，經(jīng)過后臺換算成為電流量、有功值、無功值、電壓量等，為了達(dá)到計量的準(zhǔn)確性，需要智能互感器具有極高的精確度、能準(zhǔn)確傳變一次電能質(zhì)量，且互感器本身中間環(huán)節(jié)損失少，基本為零損失忽略不計，在出現(xiàn)大負(fù)荷電流時候互感器本身不飽和，依然能正確傳送二次電量值。傳變準(zhǔn)確、迅速、規(guī)范，是智能電網(wǎng)電能計量對智能互感器的要求。智能電能表主要作用在于計算互感器所傳送的原始值，計算出后臺及調(diào)度端所需要的電能值，其穩(wěn)定性是必需的。傳送網(wǎng)絡(luò)將智能電能表所計算的電能值傳送至后臺以及遠(yuǎn)方調(diào)度端，一般通過電力數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送，速度快、穩(wěn)定性好，對傳送網(wǎng)絡(luò)的要求是需要縱向加密、橫向認(rèn)證，以保證數(shù)據(jù)安全性。

2 智能電網(wǎng)電能計量現(xiàn)存問題

從智能電網(wǎng)的電能計量技術(shù)剛剛開始應(yīng)用，正處于由傳統(tǒng)計量向高科技計量的發(fā)展當(dāng)中，從現(xiàn)在的應(yīng)用情況來看，其存在的主要問題有以下幾個。

2.1 智能化技術(shù)問題

智能電網(wǎng)在我國發(fā)展較晚，相比于國外，很多技術(shù)還不夠成熟，運行穩(wěn)定性還存在一定問題，傳統(tǒng)電磁型互感器計量方式以及串口傳送計量結(jié)果的方式還沒有被完全替代，新老計量設(shè)備交替上不夠完善，計量裝置在改造和替換過程中存在工程量大、技術(shù)難度高、智能化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題，導(dǎo)致智能化電能計量裝置還不能完全融入傳統(tǒng)計量系統(tǒng)當(dāng)中，就算完全替換計量體系，其網(wǎng)絡(luò)通信還不能和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信匹配。

2.2 計量檢測問題

電力設(shè)備正常運行時，電能計量裝置是電費回收、有效開展計量工作的前提，因此必須高度保證電能計量的準(zhǔn)確性，保證電能計量裝置的計量準(zhǔn)確性和可靠性。現(xiàn)階段我國電力企業(yè)對電能計量工作還沒有足夠的重視，計量裝置準(zhǔn)確性差，智能電能表接線錯誤多，電能計量裝置可靠性差的特點，極大影響智能電網(wǎng)正常運行，嚴(yán)重時還會出現(xiàn)各種安全事故。智能電網(wǎng)計量工作運維人員培訓(xùn)不到位，技術(shù)業(yè)務(wù)知識不夠充足，現(xiàn)場經(jīng)驗不豐富，對于電能計量工作要求還不是很了解，導(dǎo)致電能計量開展有難度。

2.3 法律支撐問題

隨著智能電能表、智能互感器的廣泛應(yīng)用，其技術(shù)較之于以前也不太相同，比傳統(tǒng)的電能計量更加精細(xì)、更加復(fù)雜。在電網(wǎng)正常運行當(dāng)中，各式各樣的電能計量裝置必須通過法律體系的驗證，有具體的相關(guān)的法律資質(zhì)認(rèn)證才可以投入使用。由于我國在電能計量方面法律法規(guī)還不夠完善，沒有形成體系，因此必須推進(jìn)完善針對于電能計量的法律法規(guī)體系，才能確保智能電網(wǎng)電能計量裝置可靠運行。

2.4 電能計量運維人員技術(shù)問題

隨著智能電能計量系統(tǒng)的不斷普及應(yīng)用，電能計量技術(shù)也較之于以前發(fā)生了翻天覆地的變化，這就需要電能計量運維人員知識儲備不斷提升，相關(guān)配套技能不斷完善。目前許多電能計量人員的綜合素質(zhì)不夠高，自身技術(shù)水平不能達(dá)到智能電網(wǎng)電能計量的要求，工作經(jīng)驗也不能滿足智能電網(wǎng)電能計量的要求，這是現(xiàn)階段電力企業(yè)急需改變的現(xiàn)狀。

3 智能電網(wǎng)的電能計量發(fā)展策略

3.1 提高運維人員素質(zhì)

對于智能電網(wǎng)計量裝置的應(yīng)用與維護(hù)，需要計量運維人員具備相應(yīng)的知識水平，要對計量運維人員進(jìn)行針對性強(qiáng)的培訓(xùn)，制定運維人員考核細(xì)則，這樣才能真正滿足電力企業(yè)不斷發(fā)展的需求。嚴(yán)格運用績效考核，使得運維人員掌握智能電網(wǎng)計量裝置的使用方法，提高業(yè)務(wù)素質(zhì)，并培養(yǎng)他們的安全意識和自我提升意識，促進(jìn)電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益不斷提升。

3.2 嚴(yán)格把關(guān)計量設(shè)備質(zhì)量

首先，要嚴(yán)格檢測智能互感器、智能電能表的質(zhì)量。按照正確方法操作，確保智能電能表、智能互感器安全穩(wěn)定運行，從而提高電能計量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。其次，加強(qiáng)對電能計量信息的規(guī)范化管理。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)對相關(guān)信息進(jìn)行采集、整理和分析等，為電能計量裝置的正常運行提供重要參考依據(jù)。最后，加強(qiáng)相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，并將這些數(shù)據(jù)制作成報表。通過報表對智能化電能計量系統(tǒng)的運行情況進(jìn)行合理分析，能夠為故障解決提供相關(guān)參數(shù)，以保障電力系統(tǒng)的安全運行。

3.3 升級計量方式

電網(wǎng)設(shè)備技術(shù)水平的不斷發(fā)展，社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，只有不斷提高電能計量水平，適應(yīng)電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，才能滿足社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，從而滿足電力行業(yè)的發(fā)展需求。隨著人們生活水平的提高，用電量日益增加，電器數(shù)目和種類也在不斷增多，對電能質(zhì)量提出了更高要求。通常情況下，電能質(zhì)量的檢測方法有3種，即獨立檢測、周期性巡檢和狀態(tài)在線監(jiān)測。其中，狀態(tài)在線監(jiān)測的指標(biāo)主要包括正序、負(fù)序、零序電流、三相不平衡電壓、電網(wǎng)高次諧波、電網(wǎng)電壓質(zhì)量偏差和有功功率、無功功率平衡等。因此，電網(wǎng)技術(shù)不斷進(jìn)步，必須不斷更新電能計量方式，注重高技術(shù)水平電能計量裝置的引進(jìn)和應(yīng)用，才能滿足智能電網(wǎng)發(fā)展要求。

3.4 提升電能計量智能化水平

從國家相關(guān)規(guī)定和電力企業(yè)的實際發(fā)展情況出發(fā)，只有不斷提高電能計量的智能化水平，才能在短時間內(nèi)趕上國際社會智能電網(wǎng)發(fā)展水平，從而推動我國智能電網(wǎng)向自動化、數(shù)字化、共享化、集成化和信息化發(fā)展。在實踐過程中，不斷升級更新電能信息采集系統(tǒng)，充分利用電能計量裝置的各種功能，從而在線監(jiān)控用戶電能使用情況，實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測，提高電力企業(yè)對計量故障反應(yīng)速度，對收集到的原始數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、精確地計算和分析，從而對電力系統(tǒng)進(jìn)行24小時自動化監(jiān)測，這是提高工作效率、完善工作機(jī)制、做好工作思路的重要方法。

4 結(jié)束語

隨著電網(wǎng)技術(shù)水平的發(fā)展，基于智能電網(wǎng)的電能計量正向信息共享、通信自動、高度傳送以適應(yīng)電力系統(tǒng)的發(fā)展，對于提高智能電能計量系統(tǒng)的運行水平起著重要作用。