电能计量设备运行状态控制研究

电能计量设备运行状态控制研究

刘尚斌

内蒙古电力（集团）有限责任公司鄂尔多斯供电公司  

内蒙古自治区鄂尔多斯市   017000

摘要：电能计量是电力生产过程中的重要环节,因此,精确控制电能计量设备的运行状态至关重要。不仅要了解电能计量的分类、工作原理,还要了解功能需求、计量方法、状态监测与评估等。从电能表的结构开始,阐述了电能表的工作原理、计量方法、标准的功能分析、状态预估以及运行过程出现误差自动修复等内容,并验证了所述方法的精确性。试验证明,所阐述的理论和方法对电能计量设备运行状态研究的发展具有一定的启发意义。

关键词：电能计量；设备；运行

引言

电能量计量系统作为电力自动化系统的重要组成部分，为电网企业购电、售电和线损等业务开展提供了精准的电量数据支撑，实现了购电结算和网损计算的自动化，对电力计量数据的准确性、运行的可靠性的提升有非常积极的推动意义。随着电力行业改革持续推进和不断深入，电力系统同期线损工作的进一步推进和云平台、现货交易平台的建设，计量系统采集到的电量基础数据得到了更为广泛的运用，计量系统的重要性日益增加。但随着电能量计量系统越来越庞大和复杂，接入的计量设备和数据量也呈几何级增长，传统的计量表计和通信方式已经不能适合未来智能电网的发展趋势，不能满足实际需求，特别是现货交易平台对电量数据的要求。因此，根据当前电能量计量系统的发展趋势，为了更好地满足电网运营和电力市场发展需求，设计新型的电能量计量系统十分必要。

一电能计量装置简介

电能计量装置主要是指依据相关指标、电能价格等要素，记录用户耗费电能的一种装置。从其构成元器件看，其主要包含数据储存、MCu、继电器驱动以及液晶驱动等设备，而依据其工作原理、构成要素，可分为机电一体、电子式以及感应等类型。以其中感应电能计量设备为例，其原理主要是结合电磁感理论，将相位、电流以及电压转化为能量，即用形成的磁力矩转动圆盘，然后推动计度器工作，继而对电能进行计量工作。从其原理能看出，这种计量方式不会丢失数据，且能够连续、直观的展示计量数据。再如，电子式电能计量装置，能够实时采集用户负载电流、电压等情况，并将采集的数据变成脉冲信号，最后利用模拟原理进行计量工作。

二、电能计量设备运行状态控制

（一）实现智能化电能计量采集

随着电力企业的不断增容扩量，电力设备也在不断的增多，用电用户也开始不断地增加，在现阶段为了保证供电企业能够有效地对各个用电用户的状态进行详细的监测，就需要结合现代化的技术手段对用电用户的电能使用情况进行详细的计量，并且在计量的过程中要采取现代化的技术手段，结合自动化和智能化的装置实现对用电用户的电能实用信息的实时监测，实现自动抄表的功能，并不断地扩展该项功能。

（二）电能计量装置信息采样

对于电能计量装置中的数据采样是采用信息聚类的方法，在聚类过程中，可以提前预知信息的走向，便于后续的故障数据分析。当信息全部聚集在同一位置时，会根据特定的方式进行重组，形成一个固定的传输模式，假设增加一个新的信息ａ，就会立即根据信息的特异性建立一个新的连接方式，随着信息的不断增加，信息ａ在移动过程中就会出现以下几种状态：（１）ａ的状态异常，周围没有与其相配对的相邻信息，没有起到核心的作用，由此可以将其称为异常数据；（２）与相邻信息组成一个新的聚类，该信息具有核心点，且与其他信息无关，自行形成一个聚类；（３）与现有信息融合，当信息的核心点恰好与其他信息相同，那么就可归为同一类，满足现有条件。在新的信息加入的过程中，所有的信息就要重新聚类计算，假设原来的信息对现有的信息的干扰因子为α，因此，当α＝１时代表原来的数据与现在的数据具有相同的影响，当α＝０时代表并不产生任何影响。

（三）系统结构设计

电能计量设备系统的设计主要涉及状态监测、状态评估以及后台显示界面的一些功能,以保证整个装置精确、实时、高效及安全地运行。整个系统结构分为主站层、站控层、间隔层和过程层。主站层包括结果表示层、计量服务层以及基础服务层。结果表示层主要是为用户提供数字化的访问窗口,使用户更容易看到想要的统计数据;计量服务层主要是为用户提供电能计量数据、信息监测、状态评估、误差纠正、故障报警等业务;基础服务层主要是为电能计量设备监测与状态评估系统提供基础服务业务,如任务调度服务、报表分析服务、系统安全服务、基础资源管理服务、评估服务(评估算法、评估决策分析)、系统接口服务等,通过采集及数据分析梳理,完成服务层所需的信息采集。一套完善的系统结构对电能计量设备而言是非常重要的,因为电能计量设备所要服务的范围很大,并且现场情况复杂多样,同时又要求具有很高的精度。任何一个微小的错误都会影响电网环节的公平性,并会导致设备损坏从而带来经济损失等。

（四）增加装置的合理性

传统的电能计量装置在内部结构的配置上存在着一定的不足和缺陷，导致其在实际的使用过程中产生的电力计量误差就会更大。通过对电能计量装置的不断更新，现代化的电能计量装置能够更加有效地对内部的装置零部件之间的适应性更强，增加了其内部装置的科学性和合理性。通过其内部的设置对电力计量误差工作有着非常重要的作用，一方面保证了电力计量过程中的准确性，另一方面利用各个零部件之间的相互协调，能够综合性地对电能计量的误差进行有效的减少。关于增加装置的合理性可以从以下方面入手：第一是提供电能表、TA和TV的实际精度，为提高电能计量结果的准确性打下基础，尤其是在负荷波动比较大的电力用户面前。科学选择和采用最合适的应用方法是保证设备的安全稳定运行。在一般情况下可以将TA转换成为双工，根据用户的用电方式选择转换率。特别要注意S级电能表的使用，及时更换接线接口，合理控制二次线的实际长度，提高电能计量的准确性。第二是电力企业的调查人员要解决中性点的特点，全面清晰认识并在此基础上，升级电力用户侧的无绝缘接地设备。

（五）做好电能计量运维工作

电能计量在供电企业的日常运行过程中是非常重要的一项工作，虽然其能够实现智能化的电能计量采集和故障远程处理，但是在电能计量装置的运行过程中仍需要定时定期地对电能计量装置进行巡视检查维护。并且供电企业需要建立健全相应的电能运维管理体系，增加供电企业工作人员的工作积极性和主动性，加强供电企业工作人员开展电能计量运维工作的力度。在进行电能计量采集运维工作的过程中要采取封装的形式对电能计量装置进行保护，防止人为的对电能计量装置进行破坏，保证电能计量装置的安全、稳定工作。

结束语

电力系统的日益发展,推动着电能计量设备的研究热潮。同时,电能计量设备的算法,如傅里叶变换、小波变换、神经网络算法等日渐趋于成熟,增加了电能计量设备的时效性、准确性、简便性。各种各样的电能表也相继得到研发。这些电能表形式种类各异,可以满足不同场合、不同负荷形式的电能表使用需求,在满足电力行业发展需求的同时,也能促进电力行业的发展。目前,我国的经济形势正处于高速发展阶段,电力行业尤其突出,电化学储能行业的迅速崛起,更进一步地平衡、稳定了我国的电网运行状态。电力行业的稳定、高速发展离不开电能计量设备,未来的电能计量设备一定会更加精确、更加高效。

参考文献

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