智能电网计量技术发展动态

智能电网计量技术发展动态

张润丹张屹丹刘晓琳刘婕妤

1国网辽宁省电力有限公司计量中心辽宁沈阳110168；

2国网辽宁省电力科学研究院客户服务中心辽宁沈阳110168）

摘要：目前，我国正处于智能电网规划试点阶段，重点开展智能电网发展规划，制定技术和管理标准，开展关键技术研发和设备研制以及各环节的试点。为使电力企业实现公平、公正、公开的电力供应，就需要不断改善电能计量工作，加强计量系统的管理。因此，本文针对智能电网计量技术发展动态进行了分析。

关键词：电能；计量系统；技术

一、电能计量系统技术发展历程

（一）从电磁式互感器到电子式互感器

1.电磁式电流互感器和电压互感器。电磁式互感器的工作原理是电磁感应，主要通过在磁通量中变化的导体生成感应电动势。在很长的一段时间中，电磁式互感器和电压式互感器都在智能电网的工作中发挥着不可替代的重要作用，但是随着时代的发展，科技的进步，我国经济水平日益提高，输送电压多为高电压，而且对于供电电容的需求也不断提高，以往的电磁式互感器已经远远不能起到原有的工作效果，反而大大拖慢了电力生产效率。主要原因是由于传统电磁式互感器不能适应高电压和高电容的需求，都会出现以下两种情况：电力生产安全性大大降低，导电性提高。特别是关于五百千伏以上的高压来讲，为保障输电线路的安全，一定要提高输电线路的绝缘性，而这往往会使电磁传感器的质量和体积大大提高，严重影响生产成本。

2.电子式互感器。在当前时代的发展趋势下，光电子技术迅猛发展，通过数字电子输出端进行有效排序的无铁芯电子式互感器随之产生，它具有较为简单的内部构造，输出范围广，价格相对很低等优势。电子传感器大体上辣酱可以分成两种：一种是光电式电压互感器，通过电子回路的光电效应和电子测量电路组成的电压传感接头结合成。另一种是电流互感器，而电流互感器可以分成无源型和有源型两种，两种互感器主要依据不同的原理来进行运作。

（二）从机械式电能表到电子式电能表

1.第一阶段

在上世纪六十年代中，我国采用的主要电能表还是机械式电能表，主要从机械原理出发，仍然是通过电磁感应原理制造，其中含有两个铁芯线圈和活动盘，其中线圈在设备通过电流后，就会在活动盘中产生涡流，通过电磁感应产生电磁力，从而带动机械运动。

2.第二阶段

因为感应式电能表具有性价比高，技术水平高，有很长的使用年限等优势，所以感应式电能表在我国电力企业计量表的使用中仍然处于领先。但是如果考虑到感应式电能表容易受到外界因素干扰，并且测得的数据不够准确，造成电力供应很大失误。在这种情况下，从二十世纪八十年代初期开始，电力工作人员开始研究制作一种新型的电能表，历时将近十年时间，工作人员在这一方面取得了突破式的进展，很多电子零件涌现出来，是以后电子式电能表发展的开端。

3.第三阶段

在二十世纪末期，数字电子技术在电功率测量方面同堂取得了很大突破。就在这时，以终端处理模式为基础的电子式电能表应运而生，它在一定基础上能够加深对处理数据的分析方式，加快数据运算，完成多种电子式计算的多种形式，并且同时具备使用年限长，测定范围精确，能耗低等优势，获得了业内人士的一致好评。从此，电子式电能表也开始在西方世界崭露头角，达到很高的精准度。

二、智能计量技术的发展与动态

许多智能电网技术专家认为现在的电网参数，特别是电能测量结果都是准确无误的，可以在这此数据基础上，运用各种数学模型和控制理论，实现智能电网各种宏观和微观的应用。电网参数特别是电能测量数据是有误差的，要实现智能电网的各项功能，必须确保这些数据的准确、可靠。这涉及测景结构的自身质晕(稳定性、线性度)，更涉及到这此测量结构的量值溯源，即需要计量技术的支持。智能检定系统作为智能电网的一部分，是计量技术的最新发展方向。智能技术所具有的数字化、自动化能力在计量检定中的充分应用，将给计量检定工作带来一场革命。智能检定系统将彻底改变传统计量检定作业模式，室内检定的全部工作将由封闭式全自动检定流水线来完成，实现检定工作的全程自动化。室内检定人员的工作效率和劳动生产率得到空前提高。由于其检定过程无人工干预，从而杜绝了人员测量误差，消除了人员安个隐患，极大地提高了检定质景和工作安全性。智能技术在电能表现场检验中的应用，将实现高压计量，电能表现场检验远程化和自动化。在以后的高压计量中，电能表将以智能互感器提供的数字式信号作为测量对象。因数字信号可实现远程、准确传输，解决了口前电能表远程检验模拟电信号传输困难的问题，远程检验将得以实现。

2.1欧洲智能电网计量技术发展动态

欧盟启动了为期3a的“智能电力网项目”，共有18个欧洲国家计量研究所和4个大学/研究中心参与该项目，旨在开发计量测量结构系统，促进智能电网的可观测性和可控性，为智能电网在欧洲的实施提供技术支撑。根据项目研究目标，定义了四项科技工作分项：通过应用可靠、准确的向量测量单位PMUS，构建料能电网稳定性监控的测量框架。该项口将开发PMUS的校准工具，通过评估当前商用PMUS在输配电网工作中的实际需要和现场测晕，检验和提高PMUS在电网稳定性监控上的适用性。可溯源的现场能源测量系统，保证能源交易公平性，包括：基于无创性负荷监控NILM的新一代智能电表，能够监控家用的能源消耗情况。基于具有自动电能计量功能的能源计量仪表的现场监控和校准，减少校准成本，增加能源计晕仪表校准状态的可信度。精确且具有可溯源性的中高压电网现场三相能源测录装置，用于电网的收益计量系统的校准。

2.2国内智能电网计量技术发展动态

中国计量科学研究院正在进行科技部下达的国家科技支撑计划项目“节能减排若干能源计晕关键技术的研究”，其中一个子项目为“高压电能计量标难及其量位溯源的研究”。实施这一项目的目标就是针对高压电能计量中急需解决的计量标准和鼠值溯源技术问题，通过高压大电流标准功率源和高压大电流标准表的技术研究，建立高压电能计量标准装置，解决高压电能整体量值溯源问题：通过新的方法研究，建立高准确度、高可靠性的高压电能计量现场校准装置，解决高压电能现场校准和计量问题；通过技术规范的制定和量值传递的示范，建立高压电能溯源体系，为高压电能测量结果的可比可溯源提供技术、物质和管理保障。

三、结语

智能计量的主要驱动力在于人类对未来能源和环境状况的担忧,对能源使用更智能的管理可减少浪费,缓解人类活动对环境的压力。而智能计量的最终实现还要依靠智能计量技术的不断发展。只有把握计量技术的发展方向,不断进行技术突破,才能在智能计量大发展中占有一席之地。

参考文献：

[1]智能电网的运用与发展[J].孙志.科技信息.2011(17).

[2]智能电网:未来经济增长的新引擎[J].张锐.中国外资.2011(11).

[3]浅析智能电网技术现状与发展趋势[J].张智廷.电子世界.2016(07).

作者介绍：

张润丹（1972.6.28），女，河北乐亭人，汉族，学历：大学本科，职称：高级工程师，职务：专工，研究方向：电力营销计量采集，单位：国网辽宁省电力有限公司计量中心。