摘要：文章介紹了數(shù)字化變電站電能計量系統(tǒng)組成及數(shù)字式電能表的主要技術(shù)參數(shù)，闡述了數(shù)字化變電站電能計量技術(shù)的應用要點，探討了數(shù)字化變電站電能計量系統(tǒng)存在的問題及對策。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站；電能計量系統(tǒng)；數(shù)字化計量；數(shù)字式電能表；電力傳輸 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM45 文章編號：1009-2374（2015）32-0053-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.029

隨著數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應用，在電能計量領(lǐng)域，數(shù)字化計量已經(jīng)成為了重要的電能計量手段，無論是在電能計量的準確性，還是在電能計量完善度上，都有突出的優(yōu)點，特別是與傳統(tǒng)的電能計量手段相比，數(shù)字化電能計量的優(yōu)點更是相對突出。

1 數(shù)字化變電站電能計量系統(tǒng)組成

數(shù)字化變電站的電能計量系統(tǒng)主要由數(shù)字化電能表、電子式電流電壓互感器、合并單元、全站的采樣同步時鐘GPS同步信號以及二次連接部分組成。電子式互感器采集到的數(shù)據(jù)匯總到合并單元，合并單元經(jīng)點對點或以太網(wǎng)方式發(fā)送采集數(shù)據(jù)至位于間隔層的數(shù)字式電能表，實現(xiàn)了計量設(shè)備的輸入信號由電纜從傳統(tǒng)電流、電壓互感器輸入的模擬信號到通信電纜或光纖輸入的數(shù)字信號的轉(zhuǎn)變。

2 數(shù)字式電能表的主要技術(shù)參數(shù)

2.1 電能表的電量輸入采用數(shù)字輸入接口模式

電能表和合并單元間的通信協(xié)議遵循DL/T860.92，數(shù)字輸入接口在物理和鏈路層上采用高速光纖以太網(wǎng)，采樣速率接收能力應不低于4000點/s，采樣光纖類型為多模，光纖接口類型為IEC874-10標準的SC或ST接口。數(shù)據(jù)傳輸格式嚴格遵循DL/T860.92標準。

2.2 通信接口

數(shù)字化電能表需要提供至少1個以太網(wǎng)口、2組獨立的485通信串口和1路遠紅外通訊接口。以太網(wǎng)口可與站控層進行MMS通信，支持標準的DL/T860.92通訊協(xié)議。

2組獨立的485通信串口和1路遠紅外通訊接口滿足和電能計量系統(tǒng)采集終端裝置的通訊功能及本地通訊功能，支持DL/T645-2007多功能電能表通信規(guī)約。串行碼輸出應有可靠的防干擾措施。

2.3 準確度等級

滿足有功0.2s級（無功1.0）和0.5s級（無功2.0）。

2.4 測量制式

三相三線，三相四線裝置。

3 數(shù)字化變電站電能計量技術(shù)的應用要點

3.1 對電能表設(shè)計要求

在數(shù)字化變電站電能計量過程中，對計量儀表功能設(shè)計是關(guān)系到數(shù)字化變電站電能計量準確性的關(guān)鍵。從當前數(shù)字化變電站的電能表的設(shè)定來看，主要應包括電能表的功能設(shè)定、電能表的元器件選擇、電能表的芯片處理協(xié)議以及電能表的工作協(xié)議和數(shù)據(jù)接口協(xié)議，只有設(shè)置好這些參數(shù)，才能保證數(shù)字化變電站正常工作。設(shè)計數(shù)字化變電站電能表設(shè)計時，要提高數(shù)據(jù)信息采集技術(shù)，數(shù)字化變電站是對電能表獲取資料，研究人員通過對電子式互感器傳輸?shù)臄?shù)字信號進行解碼、分析獲取所需資源，解碼芯片與DSP進行數(shù)據(jù)交換，通過以太網(wǎng)和光纖提供給各個二次設(shè)備，除了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)外，兩種電表的區(qū)別并不大，因此不能對傳統(tǒng)的電表全部廢棄，要通過相應的技術(shù)改造來實現(xiàn)電表的繼承性發(fā)展。

3.2 對電能計量可靠性的要求

在可靠性的側(cè)重點上，數(shù)字化變電站的電能計量系統(tǒng)與傳統(tǒng)計量系統(tǒng)不同，經(jīng)過長時間的研究和實踐得知，傳統(tǒng)變電站計量系統(tǒng)中功能電能表誤差較高，二次傳輸回路的故障次數(shù)多，互感器復雜，數(shù)字化變電站對于這些缺點進行了一定程度的改進，采用光纖傳輸，應用電子式互感器，但是電子式互感器與保護、測控設(shè)備的接口問題還需要進一步研究和探討，這也是制約數(shù)字化變電站發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。研究人員在設(shè)計電子式互感器時，更加注重對其可靠性的考察，通過合并單元格的方式增強互感器的技術(shù)水平，將合并單元集成在電子式互感器中和高壓側(cè)，出現(xiàn)故障時只需一次側(cè)停電就可以進行維修，電子互感器通過光纖和以太網(wǎng)傳輸給兩側(cè)，以太網(wǎng)建立在CSMA/CD機制上，是目前使用較多、占主導地位的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以太網(wǎng)的發(fā)展受到了沖突的限制；光線數(shù)據(jù)傳輸是比較可靠的傳輸方式，可以避免受到電磁的干擾，但是其接頭中心不正，采用這種方式時需要數(shù)字化變電站對傳輸信號進行實時監(jiān)控，通過檢驗來排除錯誤信息，這也在一定程度上限制了光線數(shù)據(jù)傳播的發(fā)展；電能表要重點監(jiān)控通訊的質(zhì)量，嚴格控制漏點次數(shù)，對于漏點率較高的地方要進行重點檢查。

3.3 對電能計量檢定系統(tǒng)的要求

傳統(tǒng)變電站計量系統(tǒng)的檢定方法經(jīng)過一段時間的發(fā)展，已經(jīng)初步完善，互感器檢定和電能表檢定，在發(fā)展的過程中應用較為廣泛，傳統(tǒng)的計量檢定通過現(xiàn)場檢定和實驗室檢定方式進行檢定，通常情況下，采用的是現(xiàn)場檢定方法，通過測電表發(fā)送的脈沖對電能表精度進行檢定；實驗室檢定中要對電能發(fā)送的脈沖進行詳細的分析和整理，經(jīng)過對比來檢定電能表的精度。對于數(shù)字化變電站而言，電能檢定系統(tǒng)的設(shè)計是關(guān)系到數(shù)字化變電站工作效率的關(guān)鍵，對數(shù)字化變電站的工作和電能檢測有著重要的影響。

基于這一認識，我們只有做好數(shù)字化變電站的電能表檢定，才能保證數(shù)字化變電站能夠正常工作，并不斷提高數(shù)字化變電站的工作精度。數(shù)字化變電站電能表獲取數(shù)據(jù)資源的方式比較簡單，省去了很多的中間環(huán)節(jié)，可以直接從變電站得到所需資源，因此與傳統(tǒng)的電表相比對誤差的計算方法并不相同，在輸入準確的情況下，如果在計算的過程中沒有溢出，那么則認為數(shù)字化電表沒有誤差，因此對電表進行單純的檢定意義并不大，想要進一步擴大數(shù)字化變電站的應用范圍，最關(guān)鍵的是要建立一套成熟的數(shù)字化變電站計量系統(tǒng)；對變電站系統(tǒng)的檢定與其他的檢定方法相比，更加準確、快捷，可以迅速、及時地發(fā)現(xiàn)數(shù)字化變電站計量系統(tǒng)中存在的

問題。

4 數(shù)字化變電站電能計量系統(tǒng)中存在的問題及對策

4.1 存在的問題

（1）有些電網(wǎng)內(nèi)數(shù)字化變電站電子式互感器檢定均由試驗院完成，各供電局計量人員對數(shù)字化變電站計量系統(tǒng)缺乏認識，造成后期運行維護困難；（2）電子式互感器的可靠性，雖然較傳統(tǒng)互感器有較多的優(yōu)點，但傳統(tǒng)的互感器在系統(tǒng)中已經(jīng)運行了很多年，證明其具有較高的可靠性，相反電子式互感器在電力系統(tǒng)中的時間較短，仍需時間檢驗；（3）用于貿(mào)易結(jié)算的計量裝置必須接受強制檢定，目前國家還沒有電子式互感器、數(shù)字式電能表相關(guān)檢定規(guī)程。

4.2 對策

（1）為各供電局配置數(shù)字化變電站計量系統(tǒng)測試設(shè)備，加大人員培訓力度，為后期電能計量系統(tǒng)運維提供技術(shù)支持；（2）隨著電子互感器及其測試方法的應用，有必要制定科學、合理的“電子式互感器測試規(guī)范”，對該項工作提供依據(jù)并進行規(guī)范，使電子式互感器更快、更好、更安全地應用于電力系統(tǒng)中；（3）健全電子式互感器管理制度，明確各專業(yè)管理職責和范圍，避免人為干預電子式互感器誤差，保證計量裝置的公平性。

5 結(jié)語

數(shù)字化變電站具有成本低、運行速度快、信息全面、安裝方便、升級便捷的特點，無論是在電能測量，還是在電力傳輸中，都有突出的應用前景。因此，只要我們把握數(shù)字變電站的構(gòu)建原則，根據(jù)電力傳輸?shù)膶嶋H需要合理構(gòu)建數(shù)字變電站，加強數(shù)字化電能計量技術(shù)探討，有效運用數(shù)字化技術(shù)，就能保證數(shù)字化變電站內(nèi)計量裝置準確、穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1] 顧光輝.數(shù)字化變電站新技術(shù)應用經(jīng)驗與建議[J].節(jié)能與環(huán)保，2007，（10）.

[2] 姜全華.淺析數(shù)字化變電站技術(shù)[J].電力與能源，2012，（8）.

作者簡介：蘇妍（1983-），女，國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司呼倫貝爾供電公司工程師，研究生，研究方向：供電企業(yè)電能計量。

（責任編輯：陳 潔）