节能降耗的电力计量技术的应用

2022-11-23于鹏

应用能源技术 2022年1期

于鹏

(国网石嘴山供电公司，石嘴山 753000)

0 引言

在实际的运行过程中，由于各种原因，电网中的电压、电流等参数的不稳定，导致了电费的支出存在着很大的误差；同时，因为用电设备的老化，以及使用年限的长短等，使得用电量的变化较大，从而使其产生的电费的花费也随之增大。所以，想要减少这种现象的发生，就要采取科学的手段来降低电力的能耗。

1 电力计量的理论

1.1 电力计量装置的概念

在电力计量中，电力计量是指对电能的测量和计算，其主要功能是对用电设备的运行状态进行监督，并能够及时的发现问题，采取相应的措施来降低能源消耗。供电计量的基本原理：在电力系统中，通常使用的电表有两种，一种是电量表，另一种则为时间记录。其中电流、电压、功率等的数据都可以通过导线来传输，而这些信息的准确度取决于线路的长度和空间的大小以及用电的数量等。因此在实际的工作当中，需要根据不同的情况，选择合适的方法将它们连接起来，从而实现对电能的有效管理[1]。同时，也要保证每个用户的用电安全，这就要求严格的控制每一个环节，确保每一条线的质量合格，并且还应该实时的监测整个电网的状况，并做出合理的调整方案，以减少不必的损失；另外，还应加强对输电线的监控与保护，防止由于断路器的故障而导致的事故发生。

1.2 节能降耗的主要内容

节能降耗主要包括以下几个方面的内容: (1)电能的合理配置。在进行电力的计量工作的时候，需要对不同的用电设备的功率和电压等参数的变化情况，都要充分的考虑进去，同时，也要保证其能够满足供电的要求；(2)对电力的损耗，要尽可能的降低；(3)对电力的运行过程中的环境污染的影响最小[2]。例如:在使用风能发电的时候，会产生大量的废气、废水以及粉尘等，这些都会造成能源的浪费；在用电的过程中，如果不注意保护自然环境，就可能会出现电网的损坏问题，从而导致整个区域的生态环境遭到破坏。因此为了减少这种现象的发生可以采取一些措施来控制其的发展方向，比如说，采用低碳的技术来提高风能的利用率，进而实现经济的可持续的增长等等。总而言之，通过各种手段的综合运用，达到节能的目的是非常有效的方法之一。对于电力的节约来说，主要体现在加强对电力的管理和维护。

1.3 电力计量的要求

(1)计量装置的精准性。在进行电力计量时，要保证其准确度避免出现误差，造成不必要的损失和浪费。

(2)计量设备的可靠性和经济性。在对电力计量的过程中，需要对其的运行情况、故障状况等进行全面的检测与分析，以确保其能够正常的工作状态。

(3)计量系统的安全性以及稳定性。由于电力的生产是一个比较复杂的工程项目，因此在实际的测量中，必须考虑到安全因素，防止发生意外事故。

(4)操作人员的专业水平。对于供电企业而言，为了降低停电的概率及减少经济损失，相关工作人员的技能就显得尤为重要。同时还需提高他们的责任感，让每个人都参与其中。这样可以有效的保障电能的质量问题。

(5)计量的准确性和及时性。通过对电力的使用情况的监测与统计，来确定用电的具体时间，从而达到节能的目的；而实时的监控则能使电网的稳定运转，进而促进社会的发展进步。

1.4 电力计量的作用

首先，电力计量的工作能够对电力生产的过程进行实时的控制和管理，从而提高了电力企业的经济效益。其次是对电力的消耗情况及时的掌握和分析，并根据实际的数据，制定出合理的措施来降低能源的损耗率，进而减少了环境的污染程度。最后是通过计量的结果来对电力的运行状态做出判断，并采取相应的对策，以保证电能的正常供应，避免出现不必要的浪费现象[3]。在使用的时候可以有效的节约用电，并且还能实现节能的目的；同时还能促进电网的稳定发展，确保供电的质量；此外，还能为用户提供更加优质的服务；而且，在计量的过程中，也会发现一些问题，这就要求电力公司加强自身的建设以及完善，使其更好的为人们的生活水平的提升而努力。总之，为了达到节能的效果、改善居民的居住条件的目标等，就需要我们从多方面入手，从多个方面入手积极探索出一条切实可行的途径去解决这些难题，这样才能使我国的社会得到进一步的进步与发展。

2 电力计量技术现状分析

2.1 电力计量技术现状

我国电力计量技术的发展起步较晚，在电力计量技术方面的应用还处于探索阶段，其主要的工作是对电力计量装置的设计和安装，其目的是为了保证供电的可靠性和安全性，并能够有效的对电能的消耗进行控制。在实际的应用中，电力计量的方式有很多，其中最常见的有电表法、电表法以及电子式的测量方法等。

(1)电表法。这种方法的使用范围比较广，包括了用电量的记录与计算，还有用电流的记录与分析，同时还可以将数据的处理结果提供给用户。但是由于其操作的繁琐，所以并不被广泛的采用；

(2)电子式的测温仪。它具有较高的精度和稳定性，并且能实现自动测温，因此被人们普遍的接受；

(3)电子式的测温仪。它通过传感器来采集外界的温度变化，并将这些信息转换为数字信号，然后再传输到计算机中，从而完成了对环境的监测；

(4)自动化的测量设备。

2.2 电力计量技术存在的问题

在电力计量技术的应用中，存在着一些问题，主要体现在以下几个方面:第一，计量单位的选择不当。在进行电力计量的过程中，相关工作人员需要对电力的实际情况充分的了解和掌握，但是由于我国的电力市场发展的时间还不是很长，所以在很多的地区都没有建立起比较完善的电网系统，因此就导致了不同的测量方式的差异较大，这就会影响到了数据的准确性；第二，计量方法的不规范。目前大多数的计量工作都是采用的是电表和电度表来完成的；第三，计量装置的不合理性。因为现在的电能质量非常的高并且有很大的波动性，这也使得其对电量的准确度产生了一定的误差；第四，计量器具的不科学。

2.3 电力计量技术的原则

(1)经济性原则在进行电力计量的过程中，要充分考虑到电力的实际情况，对其的使用范围和具体的计量方式都要做到明确，并且还要保证其的准确性和可靠性。在对电能的计量工作中，需要选择的测量方法是不同的；同时，还应该根据供电的要求来确定所需的参数；另外，还应注意到，如果是在用电的高峰期时，就必须采用电的计量装置，这样可以避免因为电量的不足而造成的能源浪费。

(2)效率性原则对于电力的计量来说，最主要的就是要提高电网的运行水平，从而实现节能的目标；其次，还应当注重对电力的合理利用，减少不必要的损耗以及污染，进而达到节能的目的；最后，也是最重要的一点便是，能够有效的降低能耗，这也就意味着，我们所采取的措施也一定不能只停留在表面，而应深入到生产的方方面面，比如:加强管理、完善制度、控制成本等。

2.4 电力计量技术的具体措施

(1)电力计量装置的选择在电力计量中，通常采用的就是电表和电度的测量方法，而在实际的操作过程中，由于电力生产的特殊性，其计量的精度要求非常高，所以要根据不同的情况来进行合理的选取和使用。

(2)供电计量的数据处理方式对于电能的传输而言，其主要是通过电压、电流等的转换来实现的；而对电量的输送来说，则是利用电力电子的计算原理，将采集的信息输入到计算机的运算系统，然后再由计算机对这些信息的变化状况作出判断，从而完成对电量的准确控制。因此要想达到这一目的，就需要相关的技术人员不断地提高自己的专业知识，并且还要加强自身的实践能力。同时也要注意到，在进行电力计量的时候必须严格的按照国家的标准规定，并结合当地的地理环境，来确定所采取的措施是否可行。此外，还应该充分考虑到各种因素的影响，以及其他方面的问题后，再做出相应的调整措施。

3 电力计量的方案设计

3.1 总体规划

对于电力计量装置的选择和设计，需要根据实际情况进行分析，并结合国家的相关政策，制定出合理的方案来满足节能的要求和电力的计量工作。

在对电力计量装置的设计中，主要包括以下几个方面:第一，在对电能的计量系统的参数进行确定时，要充分考虑到不同的地区、环境等因素，并将这些影响因素作为一个重要的参考依据，从而保证测量的准确性；第二，在对电力计量设备的选型时，要确保其具有较高的可靠性与安全性，并且能够准确的反映出所测的电压电流值，同时还可以通过调节电阻来实现这一目的。第三、为了更好的保障供电的质量与安全，还应将计量的数据信息录入到计算机中，方便工作人员的使用；第四，为提高能源的利用率，还应加强对电网的管理与维护，避免因人为的操作而造成的资源浪费。总之，节能是一项非常有意义的措施来控制的过程当中，也是一种有效的手段来降低损耗的方法。

3.2 系统的总体结构

电网的总体结构是指供电系统中的各单元部分的组成和相互关系。其主要功能是将电能转换成生产和分配的需要用电量。在电力计量的过程中，要根据不同的对象来选择相应的计量单位，并要满足计量的要求:

(1)在电力网的总容量一定的情况下，采用电表的数量越多，那么其计量的准确度越高，反之则越低。

(2)在电力网的总负荷量较大时，可以使用电表的时间就相对较短，但是当用电的高峰期时，此时就会出现大量的用电，所以为了保证能够及时的进行数据的处理与分析，应该选用能快速、精准的完成对用户的采集工作的设备；当用电量比较小时，则应当选择的日期较短的数字型的计量装置。

(3)对于一些重要的电力设施，如变电站等，应设置专门的测量点，并且要有独立的工作人员负责，同时也可由专业的人员对这些设施的运行状况定期的检查与维护。

3.3 计量系统的参数确定

由于电力计量系统的参数选择的原则是根据实际情况的不同而有所不同的，在进行电力计量工作的时候，要依据电力生产的特点和要求来确定，这样才能保证测量的准确性和可靠性；在计量的过程中要注意到的就是数据的采集、处理、计算等，同时还要考虑到所使用的方法是否符合标准，如果采用了错误的方式则会导致误差的产生。

在计量的过程中，需要对电力的消耗量以及所造成的能源损耗的大小等方面的信息来确定，并且还需结合具体的用电的需求量，从而对这些因素的影响程度作出合理的判断；对于一些比较重要.的指标还需通过相应的措施加以控制，例如:温度的高低、湿度的变化等等。为了使电能的传输能够更加可靠，就必须要有一个良好的通信网络，因此就可以利用RS232的原理实现对电压的稳定与准确的转换:将220V的交流电输送到变电站，然后再经过降压后，将其转化为直流电。

3.4 数据采集

数据采集是电力计量技术的基础环节，其主要是对电力计量装置中的电能表、电流表、电压表等进行数据采集，并通过计算机软件处理系统的自动分析，将这些信息传送到电网管理部门。

在实际工作中，可以采用以下方式:(1)利用电子站仪，将电力计量的数据实时传送到调度中心，实现对电量的统计和控制；(2)用电设备的自动化监测，如用电的状态和数量，并记录相关的参数值，同时还可根据用户的需求来调节或改变相应的运行模式，以达到节能的目的；(3)在供电的过程中，还需要考虑到一些突发的因素影响，如线路故障，停电时间等，因此要做好应急措施，保证能够及时恢复正常的供电；(4)使用智能终端，使电力的计量更加精准，提高了测量的准确性与可靠性。此外，还能对电力能源的消耗情况做出合理的预测与评价，为节能降耗提供有效的依据与参考。

3.5 节能降耗经济性分析硬件组成

智能型电力计量装置是指能够实现对电力系统运行状态进行实时监测的仪器设备，包括:计算机、通信网络、自动控制等。其中主要的硬件组:成有:中央处理器、集中式数据采集与处理单元和现场总线。

(1)中央处理器中央处理器的作用是对整个电网中的电能质量做出最及时的反应和管理，它可以将所收集的信息发送给调度中心，然后再由管理中心统一的分配给各个区域，并根据不同的情况来对负荷的变化作出相应的调整措施。在供电的过程中，需要将用户的用电需求通过中央处理器的指令发送到计量站，再由计量站的工作人员按照设定的程序来完成。

(2)分布式计算与分析单元分布式的电力计量的核心部分就是发电厂，它利用了变电站的自动化技术，使其具有了远程监控的功能，以及综合的控制系统；而对于变配电所来说，则采用的是分相的方式来设计，这样就能使其在不影响电厂的正常工作的前提下，也不会造成过大的电量浪费。