林錦輝

摘 要：電能計(jì)量裝置對于供電方和用戶均具有重要作用，提升電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性可以有效維護(hù)各方利益。在電力系統(tǒng)中電能計(jì)量裝置屬于能量結(jié)算工具，必須全面提升其公正性和準(zhǔn)確性。此次研究主要是探討分析電能計(jì)量準(zhǔn)確性影響因素及計(jì)量方法，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價值。

關(guān)鍵詞：電能計(jì)量；準(zhǔn)確性；影響因素；計(jì)量方法

在電力系統(tǒng)中，電能計(jì)量裝置屬于核算電能經(jīng)濟(jì)的有效裝置，因此其準(zhǔn)確性會直接影響電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益。對計(jì)量準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響的因素主要包括外部因素和內(nèi)部因素。其中內(nèi)部因素會提升計(jì)量誤差率，主要包括二次回路誤差，測量互感器誤差和自帶誤差等[1]；電力系統(tǒng)高次諧波會極大影響電能計(jì)量。外部影響因素主要是人為因素干擾問題。本文重點(diǎn)分析影響電能計(jì)量準(zhǔn)確性的因素，并且分析不同因素所導(dǎo)致的后果。

1 電能計(jì)量重要性分析

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時也帶動了電力行業(yè)發(fā)展，電能與我國社會生產(chǎn)生活具有較大關(guān)聯(lián)性。在電力企業(yè)生產(chǎn)期間主要是將發(fā)電廠發(fā)電，供電部門供電以及用戶用電連接為一個整體。以上三個環(huán)節(jié)與電能計(jì)量準(zhǔn)確性具有直接關(guān)聯(lián)性，因此提升電能計(jì)量的準(zhǔn)確性對電力企業(yè)具有重要作用。

電力體制深入改革發(fā)展也相應(yīng)提升了對電能計(jì)量的準(zhǔn)確性要求，特別是當(dāng)前電力行業(yè)處于市場化經(jīng)濟(jì)體制下，增加了電能計(jì)量的重要性。因此必須確保電能計(jì)量的準(zhǔn)確性和可靠性。由于電能計(jì)量會對電力系統(tǒng)發(fā)電量，線損，企業(yè)用電等造成極大影響，因此需要深入分析和研究電能計(jì)量準(zhǔn)確性問題。

2 電能計(jì)量準(zhǔn)確性影響因素分析

1）二次回路和二次導(dǎo)線降壓影響。在使用電能計(jì)量裝置期間常常不會配備電壓電流互感器，這樣就使多數(shù)計(jì)量電能無法有效接入到電能計(jì)量裝置中，屬于二次符合超標(biāo)，會對電能計(jì)量準(zhǔn)確性造成影響。電能表和電流電壓互感器之間存在導(dǎo)線、熔斷器以及空氣開關(guān)阻抗，由于上述設(shè)備存在接觸電阻，在通過電流時會導(dǎo)致二次點(diǎn)降低并出現(xiàn)角度變化，對電能計(jì)量準(zhǔn)確性造成影響。還會導(dǎo)致電流電壓互感器存在誤差，影響準(zhǔn)確性。

2）諧波影響。當(dāng)前，電力系統(tǒng)非線性用電負(fù)荷量增加，相應(yīng)增加了系統(tǒng)諧波危害。電力系統(tǒng)諧波不僅會污染供電系統(tǒng)，危害電力設(shè)備，還會極大影響電能計(jì)量準(zhǔn)確性。在電能計(jì)量中電能表屬于基本量具和核心部件，因此計(jì)量準(zhǔn)確性會對電能計(jì)量精度造成極大影響。諧波的存在會導(dǎo)致電能表產(chǎn)生誤差，導(dǎo)致電能表讀數(shù)與實(shí)際負(fù)荷數(shù)不相同，對電能計(jì)量準(zhǔn)確性造成影響[2]。感應(yīng)式電能表會由于計(jì)量原理局限性，導(dǎo)致電能計(jì)量在諧波條件下存在較大誤差，并且在此種情況下也會導(dǎo)致電子式電能表產(chǎn)生計(jì)量誤差。

3）電能表誤差。影響電能計(jì)量準(zhǔn)確性的首要因素在于電能表誤差，該種誤差主要包括電能表自身誤差，使用問題誤差和國標(biāo)負(fù)載特性誤差等。在電能計(jì)量中，當(dāng)電能表自身產(chǎn)生誤差將會極大影響計(jì)量準(zhǔn)確性。然而此種誤差可以在日常運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)。工作人員若出現(xiàn)不合理接線行為也會導(dǎo)致誤差問題出現(xiàn)，然而此種誤差比較隱匿，修正難度比較大。這就要求工作人員在日常操作期間能夠注重規(guī)范性。在使用電能表期間，功率和負(fù)載電流的改變也會導(dǎo)致誤差問題出現(xiàn)。在長期使用期間會導(dǎo)致電能表出現(xiàn)損耗，也會影響電能計(jì)量準(zhǔn)確性。盡管電能表所造成的影響比較小，然而由于電能計(jì)量對準(zhǔn)確性要求比較高，因此必須避免誤差問題，提升電能計(jì)量準(zhǔn)確性。

4）互感器誤差影響。當(dāng)前我國電力系統(tǒng)中所應(yīng)用的互感器配置比較低，特別是在用戶電能計(jì)量器和變電站中，無法滿足準(zhǔn)確性要求。在現(xiàn)行互感器標(biāo)準(zhǔn)中，在滿足額定負(fù)荷25%時，功率因數(shù)為0.8-1之間，此時互感器所產(chǎn)生的誤差不會超過標(biāo)準(zhǔn)等級。因此必須要求互感器額定負(fù)荷，才能夠有效確?；ジ衅鳒?zhǔn)確度。當(dāng)負(fù)荷過小/超標(biāo)都不滿足要求，這是由互感器物理特性所決定。因此在操作互感器期間應(yīng)當(dāng)確保數(shù)據(jù)滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能夠?qū)⒒ジ衅髡`差控制在合理范圍內(nèi)，確保電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性。

3 電能計(jì)量方法分析

對于電能計(jì)量準(zhǔn)確性影響因素分析，則需要應(yīng)用功率分解方法實(shí)施計(jì)量，利用功率分解對不同頻率潮流和分布進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量。當(dāng)前電力系統(tǒng)中主要應(yīng)用的電能計(jì)量方法如下：

1）高供高計(jì)法。高供高計(jì)法是指高壓供電，高壓側(cè)計(jì)量方法。在電能計(jì)量裝置設(shè)置點(diǎn)的電壓與供電電壓相同。城鄉(xiāng)區(qū)域主要應(yīng)用高壓供電系統(tǒng)，因此在計(jì)時期間需要經(jīng)過高壓電流互感器和電壓互感器。高壓供電系統(tǒng)電表額定電壓等級包括三相三線三元件、三相四線三元件，其額定電流在1A、1.5A和3A。因此在計(jì)量期間需要乘以高壓PT和CT兩種倍率。

2）高供低計(jì)法。高供低計(jì)法為高壓供電，低壓側(cè)計(jì)量方法。其主要是在電能計(jì)量裝置設(shè)置點(diǎn)電壓低于用戶供電電壓的供電系統(tǒng)。對于使用專用配電變壓器的用電用戶來說，需要經(jīng)過低壓電流互感器實(shí)施計(jì)量。在計(jì)量期間必須乘以CT倍率。

3）低供低計(jì)法。低供低計(jì)法主要是低壓供電，低壓計(jì)量。在電能計(jì)量裝置設(shè)置點(diǎn)的電壓與用戶供電電壓相同，此種電能計(jì)量方式屬于當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的計(jì)量方式，能夠利用10kV公用配電變壓器對用戶實(shí)施供電。由于在應(yīng)用低壓計(jì)量方式時，計(jì)量點(diǎn)處于變壓器口，但是結(jié)算點(diǎn)處于財產(chǎn)分界點(diǎn)變壓器進(jìn)口處。因此為了確保計(jì)量效果，必須根據(jù)電力系統(tǒng)主接線運(yùn)作方式配置高壓計(jì)量裝置。

4）快速傅氏變換法?？焖俑凳献儞Q又稱為FFT法，此種方法主要是利用頻率點(diǎn)分解信號。若諧波成分變化比較大時，電流和功率頻譜比較窄，所以可以應(yīng)用快速傅氏變換法分解測量頻域量?？焖俑凳献儞Q法的計(jì)算量比較大，因此無法有效滿足實(shí)時測量需求，在進(jìn)行傅里葉轉(zhuǎn)換時對于高頻率信號的頻譜反應(yīng)不靈敏，因此只能夠?qū)︻l譜特征比較相同的信號進(jìn)行分析，無法應(yīng)用到多尺度信號突變過程分析中，并且不能分析信號局域性。

5）小波變換法。該種電能計(jì)量方法的特點(diǎn)在于多分辨率，還可以有效分析信號局部特征。對不同成分頻率來說，小波變換法能夠應(yīng)用變小的采樣步長聚焦信號的所有細(xì)節(jié)，這樣能夠準(zhǔn)確計(jì)量瞬時性暫態(tài)信號[3]。小波變換法的不足之處表現(xiàn)在分頻特性過度依賴小波基數(shù)，并且當(dāng)前所應(yīng)用的小波函數(shù)無法準(zhǔn)確測量諧波。再加上小波變換法的實(shí)時性不足，因此在實(shí)際應(yīng)用中的難度比較大。

6）小波變換法與傅里葉變換結(jié)合方式。應(yīng)用小波變換法與傅里葉變換結(jié)合方式能夠有效監(jiān)測電網(wǎng)運(yùn)行期間電能新號畸變問題，在具體應(yīng)用時主要是通過小波變換法測量非穩(wěn)態(tài)諧波圖變量和間斷點(diǎn)，之后從原始信號中將細(xì)節(jié)分量去除掉，之后應(yīng)用傅里葉轉(zhuǎn)換法分析穩(wěn)態(tài)過程。應(yīng)用小波變換法與傅里葉變換結(jié)合方式的優(yōu)勢在于能夠有效分離頻率次數(shù)比較相近的諧波，不僅能夠提升諧波分析檢測精度，還能夠測量間諧波，信號閃和諧波，具有良好的應(yīng)用效果。

4 結(jié)束語

綜上所述，由于電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性會極大影響電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性，其準(zhǔn)確性影響因素主要包括二次回路和二次導(dǎo)線降壓影響、諧波影響、電能表誤差以及互感器誤差影響。因此在電能計(jì)量工作中必須針對上述影響因素進(jìn)行處理，全面促進(jìn)我國電力事業(yè)的發(fā)展，確保用戶用電合理性。

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