国网，南网:海量电能计量装置综合计量技术的研究与应用

国网，南网:海量电能计量装置综合计量技术的研究与应用

中国现代电网量测技术平台
张春晖

2017年3月30日

2016年底，国网，南网的运行电能计量装置估计有5.2亿套。其中，国网用户计量4.3亿套，南网用户计量0.85亿套，两网供电量计量点500万套。

目前，这些海量电能计量装置由30个左右的省级电网分割，构建成用电信息采集系统。其中，江苏，山东电网的用电信息采集系统拥有计量装置数量最多，约3500----4000万套。

长期以来，电能计量装置的智能电表，互感器，pt二次电压降都分别进行校准考核。高压计量装置按综合误差计量校准考核，经过几十年的争议，还是没有结论。

本文作者研究海量电能计量装置综合计量技术的目标是运用分布式电能计量装置和用电信息采集系统主站的资源优势，挖掘系统计量新功能，提升整体计量性能水准，推动用电信息采集系统向智能电能计量系统方向发展。

本文将在符合现行电力行标:«电能计量装置技术管理规程»的前提下，叙述海量电能计量装置综合计量的功能，性能，考核及应用，供电网计量部门，电表企业的参考。

本文作者认为:海量电能计量装置综合计量技术需具有4项特征:优化计量，线性计量，计量故障率极低，计量装置整体与行业用电计量考核。

下面将讨论海量电能计量装置综合计量的重点技术:

1）运用高压计量综合误差分配机制，推进10kv电子式互感器批量应用，优化高压用户电能计量性能

•通过高压计量综合误差按计量单元分配与控制，综合误差水平下降0.5%。

建议:按高压用户月用电量的数据，将10kv高压电能计量装置计量综合误差要求，划分为0.2%，0.3%两个准确度等级，并按计量单元进行分配与考核。

•线性计量，提高电能质量在线监测准确性。

•大幅度降低pt二次电压降。

•参考资料

张春晖:«优化高压用户电能计量性能，推进10kv电子式互感器批量应用»

2）谐波源用户:安装进口或国内尚待自主开发，具有非正弦波全功率计量功能的三相多功能电表

•非正弦波全功率（有功功率，无功功率，畸变功率，视在功率）计量及畸变功率因数计算方法的引用研究

大用户功率因数电费獎惩办法需要修改，由传统正弦波功率因数算法，改为非正弦波的畸变功率因数算法。

三相电能表在实际谐波负荷下的有功计量误差，与实验室正弦波校准的有功计量误差之差，需要进行测评，推进物价行政部门出台由用户谐波源引发电网谐波污染的经济处罚新政。

•国际上首款由ge公司开发的kv2c型三相多功能电表，具有非正弦波全功率计量及畸变功率因数计算功能。

•参考资料

ieee1459----2010标准

张春晖:«现行电价政策下，谐波计量研究走向？»

3）居民用电计量，系统需具有计量数据缺失的自补算功能

•目前由于国网单相智能电表标准只有有功计量功能，单相无功，视在功率计量数据缺失，需由系统自补算后补足。

•电网多专业应用，主要有线损计算，无功功率监测，分布式无功补偿，需要单相智能电表具有正弦波全功率（有功功率，无功功，视在功率）计量功能及功率因数计算。

•如单相电表只有有功计量功能，经系统自补算可得到视在功率，再利用视在功率等于有功功率，无功功率的方，和，根算法，经反算求出无功功率。但是分不清无功功率的构成，就是基波无功功率，由基波电压与谐波电流引发的无功功率，各占多大的比例。

•如单相电表具有有功，无功功率计量功能，经系统自补算可得到视在功率，再利用视在功率等于有功，无功的方，和，根算法，如全功率的直角三角形不闭合，可估计出谐波无功功率与基波无功相比，各占多大比例。

4）防窃电措施，要从居民用电1kwh抓起

•根据居民用户月用电量多少分段，安装不同准确度等级的单相智能电表，考量由准确度引起的用电量的偏差电量不大于1kwh。为此，月用电量:

500kwh及以上用户，安装0.2级单相智能电表。
200kwh及以上用户 ，安装0.5级单相智能电表。
100kwh及以上用户，安装1级单相智能电表。
100kwh以下用户，安装2级单相智能电表。

1----0.2级单相智能电表需具有典型日用电量曲线。

居民用户的实际日用电量曲线 ，与典型日曲线的偏差超出限值，表计需发出报警。

国际上与出口的单相智能电表，一般都具有正弦波全功率计量功能。

参考资料:ge公司单相智能电表技术规范

•智能防窃电计量箱

•高压，低压电网:开展电量平衡监测，线路交叉处需设计量点，电量不平衡率超出限值，需发出报警。

•大用户应具有典型日用电量曲线。如月或日用电量波动过大，需发出报警。

•配变高压与低压侧的电量不平衡度超出变损后的限值，需发出报警。

•推广应用高压互感器二次回路在线监测，报警装置。

•推广应用防窃电电能表。

•远程智能防窃电系统

•防窃电仿真实验室建设。

•参考资料

张春晖:«关于"窃电行为预防与治理策略"（草案）编写框架设计的建议»

5）电能计量装置故障智能诊断技术:（略）

6）在配电台区现场进行计量相关紧急事件处理:（略）

7）双向通信和多通信方式网关技术:用于构建配电网与用户高级互动功能。

•参考资料

张春晖:«智能电能计量系统技术初探»

8）工业用电量中，由计量误差引起的偏差电量的计算与控制

•2017年，国网预计年售电量为3.76万亿kwh。其中，工业用电量约占70%，即2.63万亿kwh。如工业用电量的计量误差为0.5%，计量偏差电量达到130亿kwh。可见 ，由于工业用电量基数大，由计量误差引起的偏差电量不可忽视。

•工业用电量:由计量误差引起的计量偏差电量，宜控制在工业用电量总量的0.1%以内。其算法:

工业用户的年计量偏差电量=年用电量•高压计量综合误差（%）

工业用电量的年计量偏差电量等于全部工业用户的年计量偏差电量之代数和。

•工业用电量由计量误差引起的偏差电量的控制技术

由高压计量装置的智能电表，互感器，pt二次电压降引入的3项计量误差，目前采用分别校准考核的办法。因此，通过3项计量误差的+/--号及数值的选配，选用合适的智能电表，互感器，pt二次电压降，就可以实现工业用电量由计量误差引起的偏差电量，不大于0.1%的目标。

9）大数据应用

•公变台区用电负荷同时系数曲线更新

用电负荷同时系数曲线是居民社区配变总容量及配变台数选用的基础。

传统的用电负荷同时系数曲线，往往与居民用电负荷实际发展情况差别很大。

运用用电信息采集系统中居民日用电负荷统计曲线，经汇总计算并提出新的配电台区用电负荷同时系数曲线。

•配电台区智能（高级）终端高级应用系统开发与应用

参考资料:

张春晖:«配电台区智能（高级）终端高级应用系统前期设计技术的讨论»
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