电能计量系统发展概述

文/张宇 于旭，国网吉林省电力有限公司电力科学研究院

随着我国经济的飞速发展，电力网络建设也在不断完善，在电力公司运作中，也更加追求公平、公开以及合理。电既是一种特殊的能源，也是一种电力产品，其核算准确性事关广大用电户的权益以及电力公司的运营。因此，在市场经济体制下，不断健全和完善电能计量系统，提高其准确性、科学性与合理性非常必要。下文将对电能计量系统的发展进行概括和叙述。

1 电能计量系统概述

电能计量系统指的是由互感器、二次回路联合电能表按照既定的接线方式并组合起来对电能进行计量的一种系统。该系统由软件和硬件两个部分构成，其中软件指的是电能计量技术，如计量算法、抄表技术等；硬件则指的是电能计量装置，包括电流互感器、电能表以及二次回路等装置。电能计量系统是作为电能计量的信息源头而存在的，在电力公司的电能计量与电能交易中发挥不可替代的作用，对电能的科学计量与高水平管理至关重要。

2 电能计量系统发展现状

2.1 电能计量装置的发展

2.1.1 电能表

电能表是由机械式向电子式发展，共经历三个阶段。第一阶段，上世纪60年代应用较为广泛的感应式电能表，就是一种以电器气机械原理工作的电能表。第二阶段，上世纪八十年代，由于感应式电能表易受外界因素影响而存在误差，电子技术的发展以及电子元器件的出现为研究人员研发电子式电能表创造了有利条件。第三阶段，上世纪末到本世纪初，由于数字采样技术被广泛应用到测量电功率中，具备高精确性、低功耗、寿命长且应用方便的数字电子式电能表产生了，随着该电能表的进一步应用与推广，精度有所提高，达到0.01级的精度。

2.1.2 互感器

互感器由电磁互感器向光电式互感器发展。电磁式互感器是以电磁感应为原理开展工作的，额定输出信号包括1A、5A，而TV额定输出信号通常为100/2V、100V。例如，将传统电磁式互感器应用于500kV以上的高压系统，为了保障确保输电线路的安全性，就需要增加互感器质量以及体积，这就提高了电力成本。

光电式电流互感器可划分为：①无源式：包括混合型、全光纤型以及磁光式三种，三者皆具有较高的灵敏度，其中混合型的互感器具有高灵敏度、光学用料不多且设备较为简单的特点，然而也具有严重磁饱和效应以及低绝缘性的不足；全光纤型互感器利用光纤进行传感与传光，设备简单但精确度与稳定性不足；磁光式电流互感器是基于法拉第磁光效应、磁光反映等光磁作用原理的，具有高灵敏度的优点以及体积大、控制操作难度高的不足。②有源式光电互感器的高电位传感头是以电子器件为材料的，与对应的高电位电源配合进行工作。

2.1.3 二次回路

电子互感器的发展加快了二次回路接线的发现步伐。随着二次回路接线的优化，新型的数字化信息输出系统产生了。这种合并单元式的系统是以电压互感器与电流互感器为单元组，可合成二次转换器的电流以及电压数据，将二次信号转换为数字信号，实现协议同步。合并单元式的数字化输出系统具有合并整理功能，能将合成的信息向电网传递，实现了系统结构的简化以及资源的优化配置，极大地降低了二次接线的复杂性。

2.2 电能计量软件的发展

电能计量软件即电能计量技术，包括计量算法和抄表技术。其中，电能计量算法由电磁感应算法向谐波电能计量算法发展。快速傅立叶变换以及小波变换算法都是谐波电能计算方法。

3 电能计量系统发展趋势

3.1 数字化

电能计量系统发展数字化指的是在电能计量装置中应用光纤通信技术以及数字化技术。例如，将应用数字技术的电子式互感器应用于电能计量系统中，可将二次回路压降对电能计量准确性造成的干扰消除，确保电能计量的可靠性。

3.2 标准化

电能计量系统标准化发展趋势其实质就是电能计量系统应用趋于标准化，如电能表技术，不仅追求操作的标准化，还要注重实用的兼容以及开放，三者缺一不可。如果电能计量系统实现标准化发展，不仅能够极大地提高其各种配置的利用率，还能为制定统一、合理的标准以及要求提供便捷，减少电力公司在维护以及管理电能计量系统方面所投入的成本。

3.3 智能化

电能计量系统的智能化发展趋势指的是电能计量不仅具备准确性还具备较高的化操作性。随着人们生活水平的提高，居民用也表现出分时、阶梯电价以及即插即用接入的多元化需求，电能计量系统应能实时储存用户各项用电信息。智能化的电能计量系统有助于用户适时调整自身用电行为，提高用电的科学性、合理性与经济性。

3.4 网络化

网络化已成为各行各业发展趋势，电力行业也是如此。电能计量系统的网络化发展趋势则值的是将该系统与电力公司客户服务系统以及营销系统等其他系统借助网络技术有机联合起来，实现电力运营的信息化和网络化，实现信息数据的交互与共享，提升自身服务和管理水平，如即插即用网络接口技术在电能计量系统的应用。

4 结束语

经济的发展以及人们生活水平的提高对用电提出了更高的要求，电能计量系统也需要顺应时代发展，满足当前电力公司运营以及用户对电力服务的需求，不断提升自身准确性与可靠性。本文对电能计量系统进行了简单介绍，从组成方面对其发展现状进行了分析和概括，并总结了电能计量系统的数字化、标准化、智能化以及网络化发展趋势。由此可知，电能计量系统发展是不断应用新技术，不断提高计量精确度与可靠性的一个过程，同时也是顺应时代发展和人们用电需求的一个发展过程。