智能化变电站的电能计量技术分析

2015-04-02罗嘉川

中国新技术新产品 2015年4期

罗嘉川

（国网四川省电力公司德阳供电公司，四川德阳 618000）

智能变电站采用智能化一次及二次设备，都具备网络化功能，能够实现变电站各设备之间信息共享，从而实现了变电站供电自动化、信息化及智能化。目前，随着人们的用电需求不断增加，电网供电量也相应提高，智能变电站的投入使用，极大提高了供电效率，满足了人们的用电需求，为了适应智能变电站的发展，作为变电站重要组成部分的电能计量系统，也需要数字化、通信网络标准化，以适应智能化变电站发展需要.。

1 智能化变电站的电能计量技术概述

智能化变电站电能计量技术与传统计量方式存在很大差异，传统变电站在电能计量方面，电能表采样传感器主要采用高功率输出电流和电压互感器；而智能变电站电能计量技术主要采用电子式互感器，并采用数字化模拟方式，将采集到的电量信息通过光纤进行传输。和普通传感器相比，电子式传感器具有准确性高，运行速度快，传输范围广等特点，在供用电规模不断扩大的今天，极大的提高电能计量系统准确度、可靠度。另外，电子式传感器为变电站提供准确的电量资料，使系统的运行速率也得到提升，从而为智能化变电站的高效运行奠定了基础。

智能变电站电量计量的原理。在智能变电站运行中，电量计量是通过数据单元来完成的，该单元包含较多组成部分，如数据采集装置、数据处理装置、采样计数器等。由于传统电表的传感器具有数据映射功能，所以，可以将电子式传感器中的额定电压及额定电流进行转化，形成新的计量类型。

2 智能化变电站的电能计量技术的应用

2.1 电子式传感器在电能计量中的应用

随着供电量不断增加，配送电设备不断更新，配送电新技术不断推广，传统的传感器已经无法满足现阶段智能变电站计量系统技术需求了，需要改进。电子传感器能够应用通讯信号，将电子信号转化成数字信号，从而提高了供电效率。此外，它还具有电压及电流传感器，能够准确的接受用电信息，并且结构简单，覆盖范围广泛，在智能变电站中发挥着重要作用。另外，电子式传感器很够抵抗其它信号干扰，对采集到的信息通过光纤材料传输，能有效降低电流或电压信号在传输中出现误差，从而提高了供电稳定性。电子式传感器由于具有这些优点，在供电规模不断扩大的情况下，被广泛应用到智能变电站供电运行中。

2.2 智能电能表在电能计量中的应用

和传统电能计量表不同之处在于，智能电能表能够支持两种信号，如IEC 61850-9-1 和 IEC61850-9-2，在二者的基础上，再结合变电站运行方式，对电量计信息做及时调整，从而达到高效率供电目的。智能电表所采用的信息传输材料是光纤，极大提高了信息传输的准确性，这也是智能电表优于普通电表的指标之一。另外，智能变电站中之所以安装智能电表，在很大程度上出于其优越的性能，如它能够对各种类型的电能准确计算，如，分时正反向电能、四象限无功电能、功率、电网频率等组合运行参数。还能够对流失的电量自动记录，并储存在相应设备上。此外，该设备在接入端使用了数字接口，使搜集到的信息自动转换，并通过光纤传输，避免了用电信息在传输过程中受到屏蔽，进而影响供电稳定性。另外，智能电能表的优越之处还在于能够充分利用其它一些外在装置，如数据处理装置、数据分析装置等，所以应用范围相当广泛。但需要指出的是，在这些外在装置安装时，需要按照相关规定，使智能计量表按照规范化流程运行，才能实现智能变电站的计量系统稳定运行。

2.3 合并单元在电能计量中的应用

在智能变电站中，除了智能电表和电子式传感器，还有合并单元，这三者缺一不可，在智能变电站中发挥着非常重要的作用。智能变电站之所以使用合并单元，是由于在该单元是变电站不可缺少的组成部分，能够对电气量进行有效合并，并对其中的数字信息进行初步处理，同时采用一定格式，传送给电量计量设备。该设备对接受到的信息作进一步细处理，再给予保存，该处理结果的准确与否，直接关系到变电站供电运行稳定性及安全性。合并单元采集用电信息的主要方式有两种，其一，利用IEC60044-8通讯技术，同时应用内插法及同步法将不同单元给予合并，再实施用电信息采集，从而得到需要的电流或者电压信息。其二，利用IEC61850-9-1通讯技术，该技术能够采用同步法，获取用电信息，进行一定处理，传送给智能表。由此可知，合并单元在用电信息采集中，对所需要的用电信息进行获取，不仅提高了供电效率，也提高了供电稳定性，对于满足变配电设备安全、平稳运行具有重要意义。

3 智能化变电站的电能计量纠错设计

首先，电子式传感器的纠错设计。由于电子式传感器是智能变电站的重要组成部分，所以应加大监测力度，提高计量准确性。目前，对该装置的纠错方式为，将测量数据和绝对值相比较，得到检测误差，从而实现纠错效果。具体方式为，以传统的传感器作为标准器具，供电数据在二次传输中实现自动转换，形成标准通道，并和合并单元处理的数据相比较，得到电子式传感器的运行误差，从而实现了纠错效果。在实际操作中，标准传感器发送信号，由校验仪器接受，再传送给合并单元，合并单元安装在电子式传感器中，之后再通过光纤传输，将信号分析处理，从而完成误差检查。其次，智能电表纠错。智能电表通过光纤和电子式传感器连接，并在物理层面上连接到以太网上。所以，智能电表在检测时，通常和标准电表连接在一起，连接材料为光纤，当电量数据同时传输给这两个装置之后，分别计算，然后将智能电表中的信号和标准电表的相比较，从而完成误差检测，实现了智能表校验目的。