电能计量论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇电能计量论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

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1.2在节能措施制定时需要由电能计量提供数据上的支持首先，通过电能计量，用户可以得到准确的用电数据，通过对数据分析，或以明确一段时间内的用电量，并进而根据实际用电情况对用电量的合理性进行总结，采取相应的措施，避免用电浪费现象的发生；其次，目前电能计量开始向自动化和智能化的方向发展，对用电数据可能进行智能的分析和处理，能够自动对电能系统中存在的电能损耗问题进行发现，并还能够对对引发电能损耗的原因进行明确，这样就为电能损耗的处理具有重要的作用，可以采用针对性的措施来及时对设备进行更新，确保设备运行的节能减耗，使电力系统运行的稳定性和可靠性得到保障。

1.3电力计量自动化系统通过无线GPRS、CDMA网络，将每个采集终端的电能数据信息传送到计量自动系统主站，通过数据库处理，实现耗能单元远程抄表及综合性的智能管理。它具有采集功能、统计功能、数据共享功能。计量自动化还可以利用电能计量数据和计算机模拟软件相结合，通过计算机模拟软件及时而准确地对当前的电力系统状态进行评估，及时发现能量损耗严重的地方。

2电能计量节能减耗运用的实现

2.1进一步完善电能计量系统从计量装置普查情况来看，一般企业耗能计量配备率较低。只有完善能源消耗计量系统，才能科学地分析全厂耗能设备情况，合理地下达耗能指标，节能管理才能做到有的放矢，这也是节能降耗的首要措施。电量计量方面应当采用电量计量远传技术。安装配电监测系统终端，经过现场调试和运行，确保其测量准确率。

2.2确保电能计量的准确性

2.2.1采用复合变比电流互感器自动转换计量装置对负荷电流长期运行在电能表额定负荷20%以下的线路，可安装复合变比电流互感器自动转换计量装置，与复合变比电流互感器配套使用，通过在线检测，确定线路运行电流的大小，以提高电能表的计量准确度。

2.2.2开展计量装置综合误差分析把投运前电流、电压互感器合成误差、电压互感器二次回路压降误差通过计算形成数据表。在每次的周期校验时，都可以对照各项数据配合电能表进行调整，使计量综合误差达到最小。同时，按规程规定做好电能表、电流互感器、电压互感器进行周期检验和轮换工作。

2.2.3对互感器误差进行调整电能计量综合误差的大小主要决定于电能表本身的误差和互感器的合成误差。因此可根据现场的具体情况，对运行中的电流互感器、电压互感器进行误差补偿，使其误差尽可能地减小，甚至小到可以忽略；另外，还可通过调整某一相或两相电流、电压互感器的比差和角差来减小互感器的合成误差。

2.2.4经常检测电流互感器倍率和计量回路有些窃电户为了少交电费，往往私自将原装的电流互感器更换为较大倍率的电流互感器，甚至仍装上原来电流互感器的铭牌。在检查时，应注意电流互感器的实际倍率是否与铭牌相一致。检查电流互感器的一次回路或二次回路是否短接、二次回路是否伪接或开路、二次端子的极性或换相是否错接等。对电压互感器，应检查其接线的正确与否，防止虚接、伪接与二次回路的开断以及换相错接等。

2.2.5完善计量装置选择专业大厂生产的高精度、稳定性好的多功能电能表。由于电子技术的发展，现在多功能电子表已日趋完善，其误差较为稳定，且基本呈线性。一只多功能电子表可同时兼有正、反向有功，正、反向无功四种电能计量和脉冲输出、失压记录、追补电量等辅助功能，且过载能力强、功耗小。对Ⅰ、Ⅱ类用户应采用全电子式电能表。专业大厂生产的多功能电能表在元器件材料、设计技术水平、质量检验均有较高要求，是实际使用的首选。

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1.1 提高计划审批的效率能够带来经济效益

在电能计量管理运行管理系统进行设计与实现的过程中，其中包含了大量的检验计划，为了提高计划审批的效率，可以借助网络实现相关领导对相关计划的查看与审批，消除计划审批延迟给计划工作进度带来的各种不利影响。同时，也降低了审批延迟所带来的各种隐性经济损失。

1.2 提高信息运用的效率能够带来经济效益

工作人员在电能计量装置运行状态管理中沟通、协调与控制是最为基本的联系，而这些在系统中都得到了良好的实现。知识管理主要的目标是帮助企业在正确的时间中将正确的知识传递给正确的人，从而实现企业整体业务水平的提高，提高企业信息的运用效率，提高企业管理与决策的科学性。

1.3 实现自动化能够带来经济效益

电能计量装置运行状态管理系统中包含了大量的自动化手段，能够对部分人工信息加工过程进行替代；系统中包含的各种功能降低了管理人员在工作中的强度，从而实现了工作效率的提高。电能计量装置运行状态管理系统能够节约的时间能够重新投入到生产过程中，将会产生非常大的效益。

2 电能计量装置运行状态管理系统的设计

电能计量装置运行状态管理系统设计的主要任务为实现数据流向着软件结构与数据结构的转变，其中软件结构设计的任务为按照功能对复杂的系统进行模块划分，实现模块之间的层次结构与调用关系，对模块间的接口进行确定，对人机界面进行确定；数据结构设计的任务为描述数据特征、确定数据结构特性、设计数据库。

2.1 电能计量装置运行状态管理系统设计方案

2.1.1 设计的原则

（1）先进性的原则。用户在程序操作的过程中主要是通过 IE 浏览器，在操作的过程中并不需要客户端程序的安装过程，而且在运行的过程中维护非常简单。系统中所采用的是网络版数据库，确保数据在保存的过程中能够具备安全性，通过计算机网络技术、数据库技术、信息传递技术、工作流技术、容错技术等实现智能化信息集成系统的建设。

（2）安全性原则。在对系统进行设计的过程中要确保网络具有安全保障系统，从而实现对网络安全的保障与保密。通过各种非常先进的软硬件等技术手段实现网络中传输、数据、接口等方面的安全。

（3）通用性原则。系统需要实现通用管理平台的构建，要对电力系统各电能计量装置档案编制都实现适应，系统所提供的流程管理功能、检验计划功能、数据采集与分析功能等能够满足企业不断增长的业务需要。

（4） 逐步性原则。在系统设计与项目实施的过程中，需要遵循SSAGF 原则，要先从简单的入手，逐步向着不同的深度与广度进行推进，实现从小到大、从简到繁，通过对项目的不断完善确保其安全与可靠，促进其可持续发展。

2.1.2 系统的逻辑框架

电能计量装置运行状态管理系统中所采用的模式为 .Mvc三层架构模式，通过该模式实现对应用程序的开发与部署。其中，视图指的是统一的用户界面，用户可以通过浏览器与交互访问等方式实现信息的获取；访问请求指的是统一的结构调用方式，实现用户请求与系统请求的封装，并转发到业务处理层组件中；业务逻辑指的是业务层中不同业务功能模块与系统支持模块的实现；数据访问指的是对数据进行访问所采用的方法；分析图表指的是为电能计量装置检验数据与历史数据提供模型与算法。

2.1.3 技术路线

第一，在系统进行分析与设计的过程中要采用面向对象的方法，通过应用计算机辅助软件工程技术和 UML 建模技术实现系统的分析、软件的设计与开发，提高系统的规范性、可靠性，实现系统开发效率的不断提高。第二，选择能够对系统各个阶段工作的一体化进行支持的计算机辅助软件设计工程工具，实现了对应用功能的开发与搭建。第三，利用三层体系架构--浏览器/应用服务器/数据库服务器结构实现体系结构的设计，实现关键业务兵法访问速度的提升。

2.2 电能计量装置运行状态管理系统的详细设计

2.2.1 检验计划管理方面的设计

检验计划中主要包括的内容有：年度计划、月度计划、周计划。检验计划管理的主要功能为实现计划的制定、审核与审批流程方面的管理。依据计量装置检验周期与检验周期规则的不同，能够自动的生成检验计划，同时也可以对其进行手工的调整。上传的检验数据能够实现计划完成情况的自动确定，同时对各种没有完成的检验计划进行提醒与生成，并对计划的执行情况进行统计。

2.2.2 现场检验数据管理方面的设计

检验数据中包含的内容包括现场检验作业指导书、技术规范中的规定数据项目等。检验数据在采集的过程中主要的采集模式包括以下几个方面：第一，利用监测仪器对数据进行采集，数据采集完成之后在检验设备中的 MMC 或者 SD 卡中进行保存；第二，利用标准化作业管理系统 PDA 对数据进行填写；第三，利用纸张对现场数据进行记录。

2.2.3 电能计量装置运行状态评估管理方面的设计

电能计量装置运行状态评估管理主要的作用是对计量装置运行过程中的异常状态数据进行管理，对计量装置运行中的异常状态数据进行新增、修改、删除、审核与存档。

2.2.4 权限管理方面的设计

权限管理是系统安全性最为基本的保障。通过基础平台中的相关的权限管理功能对权限组进行划分、对人员进行授权、对模块进行授权等，同时还能够对数据字段进行授权。权限管理能够实现系统功能层次的一目了然，提高系统的功能性与数据的安全性。

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电能计量是现代电力营销系统中的一个重要环节，传统的电能量结算是依靠人工定期到现场抄读数据，在实时性、准确性和应用性等方面都存在不足。而用电客户不仅要求有电用，而且要求用高质量的电，享受到更好的服务。因此提高电力部门电费实时性结算水平,建立一种新型的抄表方式已成为所有电力部门的共识。再加上供电部门对防窃电技术也提出了更高的要求。

电能计量自动抄表系统是将电能计量数据自动采集、传输和处理的系统。它克服了传统人工抄表模式的低效率和不确定性，推进了电能管理现代化的发展进程。

1电能计量自动抄表系统的构成和特点

典型的电能计量自动抄表系统主要由前端采集子系统、通信子系统和中心处理子系统等三部分组成，如图1所示。

1.1前端采集子系统

按照采集数据的方式不同，电能计量自动抄表系统可分为本地自动抄表系统和远程自动抄表系统两种。

本地自动抄表系统的电能表一般加装红外转换装置，把电量转换为红外信号，抄表时操作人员到现场使用便携式抄表微型计算机，非接触性地读取数据。

远程自动抄表系统由电子式电能表或加装了光电转换器的机电脉冲式电能表构成系统的最前端，它们把用户的用电量以电脉冲的形式传递给上一级数据采集装置。目前实际应用的远程自动抄表系统大多采用两级式数据汇集结构，即由安装于用户生活小区单元的采集器收集十几到几十个电能表的读数，而安装在配电变压器下的集中器则负责定期从采集器读取数据。

1.2通信子系统

通信子系统是把数据传送到控制中心的信道。为了适应不同的环境条件以及成本要求，通信子系统的构成有多种方案。按照通信介质的不同，通信子系统主要有光纤传输、无线传输、电话线传输和低压电力线载波传输等四种。

光纤通信具有频带宽、传输速率高、传输距离远以及抗干扰性强等特点，适合上层通信网的要求。但因其安装结构受限制且成本高，故很少在自动抄表系统中使用。

无线通信适用于用户分散且范围广的场合，在某个频点上以散射通信方式进行无线通信。其优点是传输频带较宽，通信容量较大(可与几千个电能表通信)，通信距离远(几十千米，也可通过中继站延伸)。目前，GPRS无线通信网络为无线抄表系统的实施提供了高效、便捷、可靠的数据通道。主要缺点是需申请频点使用权，且如果频点选择不合理，相邻信道会相互干扰。

租用电话线通信是利用电话网络，在数据的发出和接收端分别加装调制解调器。该方法的数据传输率较高且可靠性好，投资少；不足之处是线路通信时间较长(通常需几秒甚至几十秒)。

低压电力线载波通信利用低压电力线作为系统前端的数据传输信道。其基本原理是：在发送数据时，先将数据调制到高频载波上，经功率放大后耦合到电力线上。此高频信号经电力线路传输到接收方，接收机通过耦合电路将高频信号分离，滤去干扰信号后放大，再经解调电路还原成二进制数字信号。电力线载波直接利用配电网络，免去了租用线路或占用频段等问题，降低了抄表成本，有利于运营管理，发展前景十分广阔。但是，如何抑制电力线上的干扰，提高通信可靠性仍是亟待解决的问题。

1.3中心处理子系统

中心处理子系统主要由中心处理工作站以及相应的软件构成，是整个电能计量自动抄表系统的最上层，所有用户的用电信息通过信道汇集到这里，管理人员利用软件对数据进行汇总和分析，作出相应的决策。如果硬件允许，还可直接向下级集中器或电能表发出指令，从而对用户的用电行为实施控制，如停、送电远程操作。

2电能计量自动抄表技术的现状

2.1电能表

传感器、自动化仪表以及集成电路技术的发展，使得无论是机电脉冲式还是电子式电能表已能够较好地满足当今电能计量自动抄表技术的需要。预计今后相当一段时间内，电能计量自动抄表系统的终端采集装置将以机电脉冲式电能表和电子式电能表两种仪表为主。

2.2采集器和集中器

采集器和集中器是汇聚电能表电量数据的装置，由单片机、存储器和接口电路等构成，现在已经出现了较成熟的产品。

2.3通信信道

通信子系统是电能计量自动抄表技术中的关键。数据通信方式的选取要综合考虑地理环境特点、用户用电行为、技术水平、管理体制和投资成本等因素。国内外对于不同通信方式各有侧重，在西方发达国家，对于电能计量自动抄表技术的研究起步较早，电力系统包括配电网络较规范、完备，所以低压电力线载波技术被广泛应用；在我国，受条件所限，较多使用电话线通信。近来，随着对扩频技术研究的深入，低压电力线载波中干扰大的问题逐步得到解决，因此，低压电力线载波通信方式在电能计量自动抄表技术中的应用有逐步推广的趋势。

3电能计量自动抄表技术的热点和发展趋势

3.1电力线载波通信

电力线载波通信，是将信息调制为高频信号(一般为50～500kHz)并叠加在电力线路上进行通信的技术。其优势是利用电力线作为通信信道，不必另外铺设通信信道，大大节省投资，维护工作量少，可灵活实现“即插即用”。目前，国内10kV以上电压等级的高压电力线载波技术已经较成熟，但低压电力网络上的载波通信还未能达到令人满意的水平，这在一定程度上制约了电能计量自动抄表技术在我国的实际应用。

3.2无线扩频通信

扩频技术是一种无线通信方式，把发送的信息转换为数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号，以扩展信号的频谱，通过相关接收，用相同的频码序列解扩，最后经信息解调，恢复出原始信息。扩频通信距离一般可达几十千米，其最大的优点在于抗干扰能力较强，因此具有较强的安全保密性。扩频技术在电能计量自动抄表系统的典型应用方式是：采集器通过电力线载波把数据传至集中器，再由设置在集中器附近的扩频电台把数据发送给中央处理站的接收电台。

3.3复合通信

在应用于电能计量自动抄表系统中的所有通信模式中，各种通信模式都有优缺点，任何一种采用单一通信技术的方案均很难完全满足需要。为解决这类矛盾，提出了复合通信方案。

复合通信方案是在自动抄表的不同通信阶段采用不同的通信方式，组成实现电能自动抄表的复合通信网络。在数据传输量不太大、传输距离较近的底层数据采集阶段(电能表到采集器，采集器到集中器)，可以采用如红外、低压电力线载波甚至点对点的通信方式；而在集中器到中央处理站段，则可采用电缆、电话线或无线通信等。选择什么样的复合方式，需根据实际情况统筹考虑。混合使用的各种通信方式之间要有很好的相容性，不能相互干扰，这其中涉及到运筹学、最优规划等方面的研究与设计。

3.4自动抄表的安全性

自动抄表的安全性主要包括自动抄表过程的安全性和中心处理子系统的计算机网络安全性。电能计量自动抄表系统的抄表过程是分散的采集器、集中器与中心处理站间交换数据的过程。通信中既要保证所抄数据的安全、可靠传输，又必须确保中心处理子系统不会受到来自传输网络的意外攻击。

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0引言

随着国民经济的发展，科学技术的进步和生产过程的高度自动化，电网中各种非线性负荷及用户不断增长；各种复杂的、精密的，对电能质量敏感的用电设备越来越多。上述两方面的矛盾越来越突出，用户对电能质量的要求也更高，在这样的环境下，探讨电能质量领域的相关理论及其控制技术，分析我国电能质量管理和控制的发展趋势，具有很强的观实意义。

1衡量电能质量的主要指标

由于所处立场不同，关注或表征电能质量的角度不同，人们对电能质量的定义还未能达成完全的共识，但是对其主要技术指标都有较为一致的认识。

(1)电压偏差（voltagedeviation）：是电压下跌(电压跌落)和电压上升(电压隆起）的总称。

(2)频率偏差（friquencydeviation）：对频率质量的要求全网相同，不因用户而异，各国对于该项偏差标准都有相关规定。

(3)电压三相不平衡（unbalance）：表现为电压的最大偏移与三相电压的平均值超过规定的标准。

(4)谐波和间谐波（harmonics&inter-hamonics）：含有基波整数倍频率的正弦电压或电流称为谐波。含有基波非整数倍频率的正弦电压或电流称为间谐波，小于基波频率的分数次谐波也属于间谐波。

(5)电压波动和闪变（fluctuation&flicker）：电压波动是指在包络线内的电压的有规则变动，或是幅值通常不超出0.9～1.1倍电压范围的一系列电压随机变化。闪变则是指电压波动对照明灯的视觉影响。

2电能质量问题的产生

2.1电能质量问题的定义和分类

电能质量问题是众多单一类型电力系统干扰问题的总称，其实质是电压质量问题。电能质量问题按产生和持续时间可分为稳态电能质量问题和动态电能质量问题。

2.2电能质量问题产生原因分析

随着电力系统规模的不断扩大，电力系统电能质量问题的产生主要有以下几个原因。

2.2.1电力系统元件存在的非线性问题

电力系统元件的非线性问题主要包括：发电机产生的谐波；变压器产生的谐波；直流输电产生的谐波；输电线路（特别是超高压输电线路）对谐波的放大作用。此外，还有变电站并联电容器补偿装置等因素对谐波的影响。其中，直流输电是目前电力系统最大的谐波源。

2.2.2非线性负荷

在工业和生活用电负载中，非线性负载占很大比例，这是电力系统谐波问题的主要来源。电弧炉（包括交流电弧炉和直流电弧炉）是主要的非线性负载，它的谐波主要是由起弧的时延和电弧的严重非线性引起的。居民生活负荷中，荧光灯的伏安特性是严重非线性的，也会引起严重的谐波电流，其中3次谐波的含量最高。大功率整流或变频装置也会产生严重的谐波电流，对电网造成严重污染，同时也使功率因数降低。

2.2.3电力系统故障

电力系统运行的内外故障也会造成电能质量问题，如各种短路故障、自然现象灾害、人为误操作、电网故障时发电机及励磁系统的工作状态的改变、故障保护装置中的电力电子设备的启动等都将造成各种电能质量问题。

3电能质量分析方法

3.1时域仿真法

时域仿真方法在电能质量分析中的应用最为广泛，其最主要的用途是利用各种时域仿真程序对电能质量问题中的各种暂态现象进行研究。目前较通用的时域仿真程序有EMTP、EMTDC、NETOMAC等系统暂态仿真程序和SPICE、PSPICE、SABER等电力电子仿真程序。

采用时域仿真计算的缺点是仿真步长的选取决定了可模仿的最大频率范围，因此必须事先知道暂态过程的频率覆盖范围。此外，在模仿开关的开合过程时，还会引起数值振荡。

3.2频域分析法

频域分析方法主要包括频率扫描、谐波潮流计算和混合谐波潮流计算等，该方法多用于电能质量中谐波问题的分析。

频率扫描和谐波潮流计算在反映非线性负载动态特性方面有一定局限性，因此混合谐波潮流计算法在近些年中发展起来。其优点是可详细考虑非线性负载控制系统的作用，因此可精确描述其动态特性。缺点是计算量大，求解过程复杂。

3.3基于变换的方法

在电能质量分析领域中广泛应用的基于变换的方法主要有Fourier变换、神经网络、二次变换、小波变换和Prony分析等5种方法。

3.3.1Fourier变换

Fourier变换是电能质量分析领域中的基本方法，在实时系统中，通常采用短时Fourier变换方法(STFT)和快速Fourier变换方法(FFT)。

Fourier变换的优点是算法快速简单。但其缺点也很多：（1）虽然能够将信号的时域特征和频域特征联系起来观察，但不能将二者有机地结合起来。（2）只能适应于确定性的平稳信号(如谐波)，对时变非平稳信号难以充分描述。（3）STFT的离散形式没有正交展开，难以实现高效算法；只适合于分析特征尺度大致相同的过程，不适合分析多尺度过程和突变过程。（4）FFT变换的时间信息利用不充分，任何信号冲突都会导致整个频带的频谱散布；在不满足前提条件时，会产生“旁瓣”和“频谱泄露”现象。

3.3.2神经网络法

神经网络理论是巨量信息并行处理和大规模平行计算的基础，它既是高度非线性动力学系统，又是自适应组织系统，可用来描述认知、决策及控制的智能行为。

神经网络法的优点是：（1）可处理多输入－多输出系统，具有自学习、自适应等特点。（2）不必建立精确数学模型，只考虑输入输出关系即可。缺点是：（1)存在局部极小问题，会出现局部收敛，影响系统的控制精度；（2)理想的训练样本提取困难，影响网络的训练速度和训练质量；（3)网络结构不易优化。

3.3.3二次变换法

二次变换是一种基于能量角度来考虑的新的时域变换方法。该方法的基本原理是用时间和频率的双线性函数来表示信号的能量函数。

二次变换的优点是：可以准确地检测到信号发生尖锐变化的时刻；精确测量基波和谐波分量的幅值。缺点是：无法准确地估计原始信号的谐波分量幅值；不具有时域分析功能。

3.3.4小波分析法

小波变换是新的多尺度分析数字技术，它通过对时间序列过程从低分辨率到高分辨率的分析，显示过程变化的整体特征和局部变化行为。常用的小波基函数有：Daubechies小波、B小波、Morlet小波Meyer小波等。

小波变换的优点是：（1）具有时－频局部化的特点，特别适合突变信号和不平稳信号分析。（2）可以对信号进行去噪、识别和数据压缩、还原等。缺点是：（1）在实时系统中运算量较大，需要如DSP等高价格的高速芯片。（2）小波分析有“边缘效应”，边界数据处理会占用较多时间，并带来一定误差。

3.3.5Prony分析法

Prony分析衰减的思想类似于小波。在该方法中，信号总是被认为可以由一系列的衰减的正弦波构成，这些衰减正弦波类似于小波函数。所以Prony分析方法和小波一样，可以做多尺度的信号分析。Prony分析的主要缺点是计算时间过长。

4电能质量的控制策略与技术

4.1几种电能质量控制策略

（1）PID控制：这是应用最为广泛的调节器控制规律，其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便，易于在工程中实现。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，应用PID控制技术最为方便。其缺点是：响应有超调，对系统参数摄动和抗负载扰动能力较差。

（2）空间矢量控制：空间矢量控制也是一种较为常规的控制方法。其原理是：将基于三相静止坐标系(abc)的交流量经过派克变换得到基于旋转坐标系(dq)的直流量从而实现解耦控制。常规的矢量控制方法一般采用DSP进行处理，具有良好的稳态性能与暂态性能。也可采用简化算法以缩短实时运算时间。

（3）模糊逻辑控制：知道被控对象精确的数学模型是使用经典控制理论的"频域法"和现代控制理论的“时域法”设计控制器的前提条件。模糊控制作为一种新的智能控制方法，无需对系统建立精确的数学模型。它通过模拟人的思维和语言中对模糊信息的表达和处理方式，对系统特征进行模糊描述，来降低获取系统动态和静态特征量付出的代价。

（4）非线性鲁棒控制：超导储能装置(SMES)实际运行时会受到各种不确定性的影响，因此可通过对SMES的确定性模型引入干扰，得到非线性二阶鲁棒模型。对此非线性模型，既可应用反馈线性化方法使之全局线性化，再利用所有线性系统的控制规律进行控制，也可直接采用鲁棒控制理论设计控制器。

4.2FACTS技术

FACTS，即基于电力电子控制技术的灵活交流输电，是上世纪80年代末期由美国电力研究院（EPRI）提出的。它通过控制电力系统的基本参数来灵活控制系统潮流，使输送容量更接近线路的热稳极限。采用FACTS技术的核心目的是加强交流输电系统的可控性和增大其电力传输能力。

目前有代表性的FACTS装置主要有：可控串联补偿电容器、静止无功补偿器、晶闸管控制的串联投切电容器、统一潮流控制器等。

4.3用户电力（CustomPower）技术

用户电力技术就是将电力电子技术、微处理机技术、自动控制技术等运用于中低压配电系统和用电系统中，其目的是加强配电系统的供电可靠性，并减小谐波畸变，改善电能质量。该技术的核心器件IGBT比GTO具有更快的开关频率，并且关断容量已达MVA级，因此DFACTS装置具有更快的响应特性。

用户电力技术概念的提出，有助于供电部门提供高可靠性和高质量的电力，也有助于满足各种新工艺用户对电力供应的更高要求。目前主要的DFACTS装置有：有源滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)、配电系统用静止无功补偿器(D－STATCOM)、固态切换开关(SSTS)等。

5电能质量控制的发展方向

5.1研究电能质量分析控制领域的基础性工作

一方面要深入探索电能质量领域的基础性研究工作，包括电能质量的定义、评价标准与体系，电能质量问题的表现形式、影响因素、防治方法等。同时，积极研究电能质量控制的新方法、新技术和新策略，将更为先进、科学的控制理念和控制思想借鉴到电能质量管理领域。

5.2推广使用数字化电能质量控制技术

以DSP为基础的实时数字信号处理技术在控制领域得到广泛应用，其优点为：①可提高系统稳定性、可靠性和灵活性；②由程序控制，改变控制方法或算法时不必改变控制电路；③可重复性好，易调试和批量生产；④易实现并联运行和智能化控制。随着DSP性能的不断改善和价格的下降，电能质量控制装置将用DSP来实现实时信号处理从而取代模拟量控制。

5.3对电能质量检测技术的新要求

传统的检测仪器一般局限于持续性和稳定性指标的检测，而且仅测有效值已不能精确描述实际的电能质量问题，因此需要发展新的监测技术。具体要求包括：①能捕捉快速(ms级甚至ns级)瞬时干扰的波形；②需要测量各次谐波以及间谐波的幅值、相位；③需要有足够高的采样速率，以便能和得相当高次谐波的信息。④建立有效的分析和自动辩识系统，反映各种电能质量指标的特征及其随时间的变化规律。

5.4大力发展应用新技术

电力电子技术的应用可以大大提高电网的电能质量，FACTS、CusPow等新技术更是为解决电能质量问题开拓了广阔的前景，同时一些非电力电子技术的发展也很迅猛，将这些技术融合发展，并合理使用、大力推广，必然会逐步满足电力负荷对电能质量日益提高的要求。

参考文献

[1]DuganRC，MegranghanMF，BentyHW．E1ectricalpowersystemsquality[M]．NewYork：McGrawHill,1996.

[2]DaubechiesI.Tenlecturesonwavelets[C].Philadelphia,Pennsylvania，SIAMMathematicalAnalysis,1992.

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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IEC61850-9-1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。

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1、人工抄表技术。人工抄表技术是一项传统技术，指在每个区域固定一个抄表员进行每家每户的抄表并用此进行电费使用量的核算的行为，仅适用于个体管理；

2、远程抄表技术。远程抄表技术是以远程通讯技术及计算机网络技术发展为基础，是一种便捷的现代化电力计量技术，可靠性高并得到广泛应用；

3、智能抄表技术。智能抄表技术并不是新技术，但它与传统电表收集的数据相比具有更高的完善性及多样性，且控制耗电量效果相对明显。现阶段，我国大部分地区电力资源不足成为了制约我国经济发展的主要因素，因此电力计量技术的发展成为了我国发展中较为重要的一项任务。当今，我国经济发展与人口剧增都导致了资源的使用量增加以及能源大量消耗。电力计量技术存在的诸多问题也导致不能有效节约资源，做到节能环保，低耗安全。电力资源利用与生产已经不再仅仅是技术问题，它已经逐渐成为了我国发展经济指标中的重要项目。经研究表明，近年来我国电力事业的发展不尽人意，城市人均耗电量及单位建筑面积耗电量是发达国家的两倍左右，严重超出了资源能够承受的范围，尤其是电力超额，导致社会供求不平衡，影响社会发展。若想有效控制超额用电，就要完善电力计量技术应用，广泛推广智能电能表对社会向前发展有重要现实意义。

二、电力计量技术实现节能降耗的前提

电力计量技术实现节能降耗需要以下两个条件，即先进的电力计量设备和规范化程序化的考核制度。先进的设备与技术能够进一步提高监测结果的准确性，但在我国的电子计量技术设备的发展中，处于相对优势地位的只有智能表，但它仍然需要不断完善与改进。在发展技术的同时，我们也要使电力考核程序化，不断健全完善考核方式，加大考核力度。例如对一些采用大型机电设备的用电单位，实施系统测量并定期对电力进行平衡检测，对电量使用进行限额且采用避峰就谷的方法来控制用电，保证科学合理用电，减少资源浪费，避免资源紧缺。对用电量大的单位要不定期检测一次，进行定期考核，保证电量合理使用。除此之外，还可以制定限电考核，采取超量收费的办法控制用电。在考核制度不断完善下，采用远程电力计量系统，既能够有效准确的收集电量使用信息数据，又能够实现节约环保，低耗安全，对社会发展起到了促进作用。

三、智能表在电力计量技术中发挥节能降耗作用

智能表作为我国当前较为科学合理的一种计量手法，被广泛接受。下面我们分析智能表的主要功能及优势，了解智能表在电力计量技术中应用的意义。

（一）智能表电力计量技术主要功能简述

智能表电力计量技术主要功能有如下几点：

1、多时间段与多费率可供选择。智能表可以根据设定的费率及时间段自主进行更换，节省能源同时也能够使用电费用更加精准，优越性与便捷性显而易见；

2、功能更加丰富。智能表比传统电能表多了有功组合电量的功能，能够进行自定义组合，从而达到节能降耗目的；

3、实时监测。智能表在电力计量中能够对各项功能进行监测且精确度非常高，还能够对异常情况进行记录与反馈，为供电单位提供准确数据；

4、端口输出功能得到强化。端口功能强化能够使日常用电更加安全与便捷，避免不必要的浪费。

（二）智能表电力计量优势

智能表在电量计量中拥有明显优势，其优势共有如下四点：

1、节能高效。智能表可以对电器用电量自行分配并能够有效控制用电时间，还能够建立安全防御系统，它可以在用电过程中出现漏电等情况时进行报警。除此之外，智能表除了反馈供电信息还能够对线路中损耗问题及时反应，方便人们及时处理。智能表能够分辨出损耗大的设备提醒人们及时更换或维修，从而达到节能降耗的效果；

2、防窃电。众所周知，窃电现象一直受到人们广泛关注，尽管在过去采取很多措施，但仍然避免不了窃电现象的发生。智能表能够有效分析电路异常用电并找出窃电根源，防止电能肆意挥霍从而避免造成巨大浪费；

3、缩短停电时间。传统电力系统无法自动反馈信息，智能表在第一时间将断电事故反馈给供电部门从而能够在最短的时间内将故障维修好，使人们生活质量得到保障；

4、及时检测供电动态性。智能表能够实时监测用电情况，能够保证供电系统安全可靠，及时反馈信息的同时，对人们购电时的决定也起着关键性作用。

（三）智能表使用在电力计量中的意义

智能表作为具有较高完善性与多样性的一种电力计量方法，在日常生活中的应用可谓是必不可少。相比于传统电力计量技术，智能表拥有先进的技术且能够很好的控制耗电量，并能够通过纷繁复杂的设计用以提高所收集的数据的可靠性与准确性，对其进行备份处理以备不时之需。智能表与计算机智能信息化采集完美结合，促进电力能源的节约，且智能表能够采用阶梯式电价，有效控制了整体用电量，避免出现用电高峰期，从一定程度上来说控制了用电节奏，降低消耗。智能表明显提高了电力计量技术的管理与智能水平，从根本上实现了节能低耗，真正做到了“低投入高收获”，节约了资源，保护了环境，并且完善了人们日常生活中的用电质量，提高人们生活水平。总而言之，智能表在电力计量技术及电力系统中的应用，对节能降耗起到了非常重要的作用。

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在现代化生产过程控制中，执行机构起着十分重要的作用，它是自动控制系统中不可缺少的组成部分。现有的国产大流量电动执行机构存在着控制手段落后、机械传动机构多、结构复杂、定位精度低、可靠性差等问题。而且执行机构的全程运行速度取决于其电机的输出轴转速和其内部减速齿轮的减速比，一旦出厂，这一速度固定不可调整，其通用性较弱。整个机构缺乏完善的保护和故障诊断措施以及必要的通信手段，系统的安全性较差，不便与计算机联网。鉴于以上原因，采用传统的大流量电动执行机构的控制系统，可靠性和稳定性较差。随着计算机网络、现场总线等技术在工业过程中的应用，这种执行机构已远远不能满足工业生产的要求。笔者设计的大流量电动执行机构，采用机电一体化技术，将阀门、伺服电机、控制器合为一体，利用异步电动机直接驱动阀门的开与关。通过内置变频器，采用模糊神经网络，实现阀门的动作速度、精确定位、柔性开关以及电机转矩等控制。该电动执行机构省去了用于控制电机正、反转的接触器和可控硅换向开关模件、机械传动装置和复杂、昂贵的控制柜和配电柜，具有动作快、保护较完善、便于和计算机联网等优点。实际运行表明，该执行机构工作稳定，性能可靠。

2电动执行机构的硬件设计及工作原理

电动执行机构控制系统原理框图如图2-1所示。智能执行机构从结构上主要分为控制部分和执行驱动部分。

控制部分主要由单片机、PWM波发生器、IPM逆变器、A/D、D/A转换模块、整流模块、输入输出通道、故障检测和报警电路等组成。执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。

系统工作原理：

霍尔电流、电压传感器及位置传感器检测到的逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号，经A/D转换后送入单片机。单片机通过8255控制PWM波发生器，产生的PWM波经光电耦合作用于逆变模块IPM，实现电机的变频调速以及阀位控制。逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。

控制系统各功能元件的选型与设计：

1)单片机选用INTEL公司生产的8031单片机，它主要通过并行8255口担负控制系统的信号处理：接收系统对转矩、阀门开启、关闭及阀门开度等设定信号，并提供三相PWM波发生器所需要的控制信号；处理IPM发出的故障信号和报警信号；处理通过模拟输入口接收的电流、电压、位置等检测信号；提供显示电动执行机构的工作状态信号；执行控制系统来的控制信号，向控制系统反馈信号；

2)三相PWM波发生器PWM波的产生通常有模拟和数字两种方法。模拟法电路复杂，有温漂现象，精度低，限制了系统的性能；数字法是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点，并存入内存，然后通过查表及必要的计算产生PWM波，这种方法占用的内存较大，不能保证系统的精度。为了满足智能功率模块所需要的PWM波控制信号，保证微处理器有足够的时间进行整个系统的检测、保护、控制等功能，文中选用MITEL公司生产的SA8282作为三相PWM发生器。SA8282是专用大规模集成电路，具有独立的标准微处理器接口，芯片内部包含了波形、频率、幅值等控制信息。

3)智能逆变模块IPM为了满足执行机构体积小，可靠性高的要求，电机电源采用智能功率模块IPM。该执行机构主要适用功率小于5．5kW的三相异步电机，其额定电压为380V，功率因数为0．75。经计算可知，选用日本产的智能功率模块PM50RSA120可以满足系统要求。该功率模块集功率开关和驱动电路、制动电路于一体，并内置过电流、短路、欠电压和过热保护以及报警输出，是一种高性能的功率开关器件。

4)位置检测电路位置检测电路是执行机构的重要组成部分，它的功能是提供准确的位置信号。关键问题是位置传感器的选型。在传统的电动执行机构中多采用绕线电位器、差动变压器、导电塑料电位器等。绕线电位器寿命短被淘汰。差动变压器由于线性区太短和温度特性不理想而受到限制。导电塑料电位器目前较为流行，但它是有触点的，寿命也不可能很长，精度也不高。笔者采用的位置传感器为脉冲数字式传感器，这种传感器是无触点的，且具有精度高、无线性区限制、稳定性高、无温度限制等特点。

5)电压、电流及检测检测电压、电流主要是为了计算电机的力矩，以及变频器输出回路短路、断相保护和逆变模块故障诊断。由于变频器输出的电流和电压的频率范围为0～50Hz，采用常规的电流、电压互感器无法满足要求。为了快速反映出电流的大小，采用霍尔型电流互感器检测IPM输出的三相电流，对于IPM输出电压的检测采用分压电路。如图2-2所示。

6)通讯接口为了实现计算机联网和远程控制，选用MAX232作为系统的串行通讯接口，MAX232内部有两个完全相同的电平转换电路，可以把8031串行口输出的TTL电平转换为RS－232标准电平，把其它微机送来的RS－232标准电平转换成TTL电平给8031，实现单片机与其它微机间的通讯。

7)时钟电路时钟电路主要用来提供采样与控制周期、速度计算时所需要的时间以及日历。文中选用时钟电路DS12887。DS12887内部有114字节的用户非易失性RAM，可用来存入需长期保存的数据。

8)液晶显示单元为了实现人机对话功能，选用MGLS12832液晶显示模块组成显示电路。采用组态显示方式。通过菜单选择，可分别对阀门、力矩、限位、电机、通讯和参数等信号进行设置或调试。并采用文字和图形相结合的方式，显示直观、清晰。

9)程序出格自恢复电路为了保证在强干扰下程序出格时系统能够自动地恢复正常，选用MAX705组成程序出格自恢复电路，监视程序运行。如图2-3所示，该电路由MAX705、与非门及微分电路组成。

工作原理为：一旦程序出格，WDO由高变低，由于微分电路的作用，由“与非”门输入引脚2变为高电平，引脚2电平的这种变化使“与非”门输出一个正脉冲，使单片机产生一次复位，复位结束后，又由程序通过P1．0口向MAX705的WDI引脚发正脉冲，使WDO引脚回到高电平，程序出格自恢复电路继续监视程序运行。

3阀位及速度控制原理

阀位及速度控制原理框图如图3-1所示。

采用双环控制方案，其中内环为速度环，外环为位置环。速度环主要将当前速度与速度给定发生器送来的设定速度相比较，通过速度调节器改变PWM波发生器载波频率，实现电机的转速调节。速度调节器采用模糊神经网络控制算法(具体内容另文叙述)。

外环主要根据当前位置速度的设定，通过速度给定发生器向内环提供速度的设定值。由于大流量阀执行机构在运行过程中存在加速、匀速、减速等阶段。各阶段的时间长短、加速度的大小、在何位置开始匀速或减速均与给定位置、当前位置以及运行速度有关。速度给定发生器的工作原理为：通过比较实际阀位与给定阀位，当二者不相等时，以恒定加速度加速，减速点根据当前速度、阀位值、阀位给定值的大小计算得来。

执行机构各阶段运行速度的计算原理

图3-2为执行机构的典型运行速度图，它由若干段变化速率不同的折线组成。将曲线上速率开始发生改变的那一点称为起始段点，相应的时间称为段起始时间，如图3-2中的t(i)(i＝0，1，2，……)，相应的速度称为段起始速度，如图3-2所示v(i)(i＝0，1，2，…)。

设第i段速度的变化速率为ki，则有：

式中：Δv为两段点之间的速度变化值，Δv＝vi＋1－vi；

Δt为两段之间的时间，Δt＝ti＋1－ti。

显然，当ki＝0时为恒速段，ki＞0时为升速段，ki＜0时为减速段。任意时刻的速度给定值为：

Ts为采样周期。

变化速率ki的取值由给定位置、当前位置以及运行速度的大小确定。

4关键技术问题的解决

该电动执行机构采用了最新的变频调速技术，电机驱动功率小于5．5kW。用户可根据需要设定力矩特性，根据控制的阀设定速度，速度分多转式、直行程、角行程3种方式。控制系统由阀位给定和阀位反馈信号构成的闭环系统，控制特性视运行方式、速度而定，并具有自动过流保护、过载保护、超压、欠压、过热、缺相、堵转等保护功能。

该执行机构解决的关键性技术问题主要有：

1)阀门柔性开关柔性开关主要是为了当阀关闭或全开时，保证阀门不卡死与损伤。执行机构内部的微处理器根据测得的变频器输出电压和电流，通过精确计算，得出其输出力矩。一旦输出力矩达到或大于设定的力矩，自动降低速度，以避免阀门内部过度的撞击，从而达到最优关闭，实现过力矩保护。

2)阀位的极限位置判断阀位的极限位置是指全开和全关位置。在传统执行机构中，该位置的检测是通过机械式限位开关获得的。机械式限位开关精度低，在运行中易松动，可靠性差。在文中，电动执行机构极限位置通过检测位置信号的增量获得。其原理是，单片机将本次检测的位置信号与上次检测的信号相比较，如果未发生变化或变化较小，即认为己达到极限位置，立即切断异步电机的供电电源，保证阀门的安全关闭或全开。省去了机械式限位开关，无需在调试时对其进行复杂的调整。

3)电机保护的实现为了防止电机因过热而烧毁，单片机通过温度传感器连续检测电机的实际运行温度，如果温度传感器检测到电机温度过高，自动切断供电电源。温度传感器内置于电机内部。

4)准确定位传统的电动执行机构在异步电机通电后会很快达到其额定动作速度，当接近停止位置时，电机断电后，由于机械惯性，其阀门不可能立即停下来，会出现不同程度的超程，这一超程通常采用控制电机反向转动来校正。机电一体化的大流量电动执行机构根据当前位置与给定位置的差值以及运行速度的大小超前确定减速点的位置及减速段变化速率ki，使阀门在较低的速度下实现精确的微调和定位，从而将超程降到最低。

5)模拟信号的隔离。

对于变频器的直流电压以及输出的三相电压，它们之间的地址不一致，存在着较高的共模电压，为了保证系统的安全性，必须将它们彼此相互隔离。采用LM358和4N25组成了隔离线性放大电路。如图4-1所示，采用±15V和±12V两组独立的正负电源。若运放A的反相端电位由于扰动而正向偏离虚地，则运放A输出端的电位将降低，因而光电耦合器的发光强度将增强，则使其集射极电压减小，最后使运放A反相端的电位降低，回到正常状态。若A的反相端电位负向偏离虚地，也可以重回到正常状态。从而增强了系统的抗干扰性。

5结束语

该执行机构集微机技术和执行器技术于一体，是一种新型的终端控制单元，其电机是通过内部集成的一体化变频器来控制，因此，同一台智能执行机构可以在一定范围内具有不同的运行速度和关断力矩。该智能执行机构采用了液晶显示技术，它利用内置的液晶显示板，不仅可以显示阀门的开、关状态和正常运行时阀门的开度，还可以通过菜单选择运行参数设定，当系统出现故障时，能显示出故障信息。总之，该执行机构集测量、决断、执行3种功能于一体，顺应了电动执行机构的发展趋势，它的研制成功给电动执行机构的研究开发提供了新的思路。

参考文献

［1］邓兵，等．数字阀门电动执行机构［J］．自动化仪表，2001(1)．

［2］LiuJianhou．Theresearchonreliabilityandenvironmentadaptabilityofelectriccontrolvalveusedinunclearpowerstation［J］．MaintainabilityandSafety，vol．2，Dalian，China，28－31August2001．

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中图分类号： TV547.3 文献标识码： A 文章编号：

一、现行检修体制下的机组能量状况

在20世纪90年代中后期，将国际上发达国家设备检修的发展趋势想借鉴作为依据，在这种情况下，我国发电设备检修也会面临着更大的变化。伴随着不断完善的机组状态检测技术，设计的检修方式也从传统的定期预防性检修逐渐转变为预知性检修方式。所谓状态检修，其实就是指检修管理方式具有一定的先进性，利用这样的方式，可以使计划检修更为准确，这样的话，人、材、物资源的浪费现象也不会出现，从而使设备的可靠性和可用性得到一定的保障，这种方式运用在检修中是最为合适的。但是当前，也会出现一些的问题，就像没有完善的监测系统、不够成熟的故障诊断机理、无法确定指标判据，以及状态检修一直以来复杂性都比较强，在一定程度上，使状态检修的推广和应用受到限制。

一台水轮机性能的好坏，是需要通过1台水力发电机组的水轮机能量指标、稳定性指标和空蚀特性的3大指标来决定的，水轮机综合性能是在水轮机综合性能的基础上反映出来的，而水轮机过流通道的完善也起着决定性的作用，水轮机结构和工艺方案的水平以及制造、安装、检修和运行的质量，如果有过高的运行效率，那么发电成本就会越低，对于整个水电站而运行而言，更为经济和有效。因为水轮机的运行工况的复杂性太强，而且零部件也比较多，运行中空化、磨损等问题的出现，到现在还没有得到有效地控制，作为决定检修工作的水轮机空化性能指标和泥沙磨损程度的监测工作仍然处于停滞状态, 所以, 定期检修及检修质量的好坏将直接影响机组安全稳定运行和经济效益的发挥。

水电厂机组检修的时机、检修工期的安排主要取决于水轮机的运行状态, 除一些设备更新改造外, 每次检修的主要任务是对水轮机及其过流通道被空化、泥沙磨蚀严重的部位(如:水轮机固定导叶、活动导叶、上下抗磨板、止漏环、转轮叶片、转轮下环流道、轴流机组转轮室、尾水管等)进行补焊、打磨处理, 尤其是多泥沙河流电站更是如此。当空蚀磨损部位修补结束, 机组其它部件检修安装完成, 参数调整合格后, 经过机组检修水轮机能量指标能否“ 恢复”, 机组的能量指标(功率、效率)客观地反映了设备的健康状况、机组的检修质量、机组当前的运行状况以及运行人员的操作水平等综合信息, 对指导机组安全经济运行具有现实意义。

二、水轮机能量指标现场实测

某电网的主力电厂, 原设计装机容量1225MW(实际核定容量为 1160MW), 从1988年开始, 经过 10 余年的技术改造, 于2001 年顺利完成了全厂5台机的改造增容，共增容190MW, 相当于扩建 1 座中型水电厂。机组改造后, 电厂领导非常重视发电设备的健康状况, 大修前后开展机组性能指标的检测工作已成惯例, 以此作为检验大修质量的重要数据之一, 并为机组以及全厂开展优化运行提供宝贵的第一手资料。水轮机的能量指标并不是突然下降的, 而是设备受到损坏后, 如:转轮被磨蚀, 叶片表面形状、粗糙度发生变化, 转轮间隙增大, 漏损增加, 使水轮机效率逐渐降低。这种降低可以通过各种类型的传感器(变送器)不断地监测参数的变化和比较来了解机组的状态, 从而达到能量指标的早期诊断、预测和预防。通过比较, 也可以判断检修前水轮机经过一个大修周期运行后能量指标的下降程度, 以及检修后的机组是否恢复到了初始状态及恢复程度, 并成为检验检修质量的标准之一。

三、加强检修管理, 提高检修质量

状态检修随着时间的不断发展，占有的地位也是越来越重要的，在检修过程中，对于机组的设计参数、结构特点、静态和动态品质、安装质量、运行状态等方面都应该进行全面地了解和认识，只有这样，才能将检修标准规范制定出来，而且同时也要紧密地联系机组性能的重要指标使检修计划的安排更为合理，使其目的性和针对性更为明确。例如，影响效率指标的因素多为转轮叶片形线的变化、过流通道的磨损以及止漏环间隙的增大, 所以, 从能量指标角度出发, 检修中应重点考虑这几方面的检修质量, 尽可能恢复到原来的设计标准。要改革传统的检修观念, 树立全新的检修意识, 实行项目负责制, 积极推行项目监理制, 确保检修工期和检修质量。除此之外，检修其实并不只是单纯的维修就可以了，而是应该在检修过程中找到出现问题的相关原因，针对其中所出现的问题应该在更深层次的角度进行分析，然后准确地判断出问题的基本原因，最后找出相应的解决办法，这样的话，机组的可用率也可以得到进一步的提升，使机组的检修周期可以更大程度地延长，从而使发电厂获得的经济效益更多。

四、结语

有效地检测和诊断水轮机能量状态是尤为重要的，这种重要性其实与安全生产的重要性同样都占有着重要的地位。而监测能量指标的工作，应该在很长的时间内都作为一项重要的工作来进行，这对于每一个水电厂而言，特别是针对那些泥沙河流水电厂，应该与各电厂的实际情况相结合，将能力指标下降以及恢复程度的检修标准制定出来。在能力指标下降到一定程度的时候，就可以明确机组是不是需要检修，也就是要与发电设备的实际情况相结合，最终确定机组是不是需要检修，以及检修后能量指标的某一恢复值作为机组检修质量评定的重要指标之一, 而检修后的能量指标又可为确定水电厂经济运行中的开机台数和负荷优化分配提供第一手资料。水轮发电机组，特别是那些大中型水轮发电机组，在进行大修前后，现场性能的对比测试是很有必要的，将这类机组大修测试工作列入到规范化的工作中。

参考资料：

1.陈顺永.水轮发电机组状态监测与故障诊断方法[J].甘肃科技. 2010(22).

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中图分类号： TM933.4 文献标识码： A 文章编号：

1 电能计量管理的意义

电能是电力市场营销的主要对象，也是供电企业生产和经营管理过程之中最为重要的环节之一，其计量的准确与否不仅直接影响着电力企业的发展和电力企业的形象，也影响着整个贸易结算的公正性和准确性，更与用电客户的利益息息相关，从这一方面而言，电能计量管理工程是一项涉及国民经济发展的计量活动。电能计量工作与其他的计量工作有着一些不同，它既是一种基础的计量工作，更是关乎电力企业生产和经营的组成部分，关于电能计量的工作，应该涵盖在整个计量装置的投运前、运行过程以及运行档案的管理过程，做好电能计量工作可以促进供电企业改善经营和管理，提高经营过程中的经济效益。

2 电能计量装置的分类

电能计量管理的对象包括计量点的管理、在线计量装置的管理、计量标准的管理、计量法制的管理以及计量信息的管理六个方面，其中，在线计量装置的管理是为重要的部分。常用的电能计量装置包括各种类型的电能表、计量用电压、电流互感器、电流互感器的二次回路以及用电电能计量柜等等。根据运行过程中电能消耗量以及计量对象的重要程度，电能计量装置包括以下几种：

2.1 I类电能计量装置

I类电能计量装置即变压器容量大于10MVA及以上或者月平均用电量5GWh以上的计费客户，200MW及以上发电机、电网经营企业、发电企业上网电量的省级电网经营企业及其供电关口计量的电能计量装置。

2.2 II类电能计量装置

II类电能计量装置就是变压器容量是2000kVA以上或者月平均用电量为1GWh以上的高压计费客户，以及100MW以上供电企业、发电机之间电量交换点电能计量装置。

2.3 III类电能计量装置

III类电能计量装置就是变压器容量是315VA以上或者月平均用电量为100MWh以上的高压计费客户、100MW以上发电企业厂用电量、发电机、供电企业内部用在承包考核工作中的计量点。

2.4 IV类电能计量装置

III类电能计量装置就是变压器容量小于315kVA以下的计费客户，供、发电企业内考核使用的电能计量装置。

2.5 V类电能计量装置

V类电能计量装置就是未单相供电电力客户提供计费功能的电能计量装置。

对于不同类型的电能计量装置，其具体的考核标准液不同，准确度的等级也会有所不同，专用电压、电压互感器二次电压降、电流互感器、周期检定、订货验收的要求、现场检验的要求也会有所不同。总之，电能计量管理是一种符合现代化企业管理需求的计费系统，其使用的目的是保证电量计算的安全性和可靠性，为电网经济技术提供相关的保证。

3 加强电能计量管理的措施

3.1 加大互感器和电能表的到期轮换力度

在电能计量系统之中，互感器和电能表都有其使用的寿命和运行周期，如果互感器和电能表处于超周期的运行过程中，那么两者就会出现误差，随着时间的推移，互感器和电能表之间的误差也会越来越大，根据调查研究表明，在超周期的运行下，大多数互感器与电能表之间会呈现出负误差的状态，这就在很大程度上影响着电能计量的准确性以及供电企业的利益。

3.2 加强电能表现的检验工作

对于电能表现的检验可以在现场负荷下测试电能变中存在的误差，可以真实有效的反映出电能表的性能，此外，还可以通过对计量接线的反映，及时的发展计量过程中存在的故障。由于大用户每个月的用电量较大，负荷也比较大，一旦计量出现损失，那么就会给供电企业带来较大的经济损失，因此，必须加强对用户由于是对大用户的电能表现的检验工作，及时发现计量过程中的故障，避免不必要损失的出现。

3.3 推广智能电表的使用

智能电表是由测量单元、通信单元、数据处理单元组成，是即数据处理、电能计量、自动控制、实施监测、信息处理等功能的自动计量系统，智能电表是电力企业未来的应用趋势，就现阶段而言，智能电表已经在我国的大中城市中得到了普遍的应用，将智能电表应用在电能计量管理装置之中，可以对用户的实时电压进行检测，了解电力和负荷情况的变化，如果发现存在异常检查人员可以在第一时间发现，这就可以避免偷电、窃电情况的发生，避免电力企业出现不必要的损失。

3.4 推广用电管理终端的使用

将用电管理终端系统与电力负荷的主站与电能表进行系统的配合和使用，可以实现自动化抄表，也可以对用户的负荷进行及时的监测和控制，遇到异常情况可以及时报警，这就在很大程度上加强了对电能变化的在线监控，对于电力企业计量工作的管理有着十分重要的意义。

3.5 计量管理信息系统的应用

计量管理信息系统即计量管理与计算机系统的结合和应用，计量管理信息系统的应用可以将电能的计量管理工作全面的带入了信息化的阶段，电能计量信息管理包括标准设备、档案资产、设备数据档案、技术资料以及运行电能计量装置档案等内容，计量管理系统可以将现有电能计量和抄表系统中分散、静态、无序的计量信息转化为综合、动态、有序的数据信息，从而实现电能计量管理的现代化。这可以有效的避免传统人工管理中的不足之处，减少管理的漏洞，提高用户的满意度，保证尖峰电价制度的顺利实施，保证电网可以安全有效的运行，减少从用户包装到投入运行过程中花费的时间，这样，就可以将电能表质量评价从传统的定性分析转化为现阶段下的定量分析，对于提高电力企业的管理水平有着十分重要的意义。此外，计量管理信息系统的应用也可以提高电力企业计量管理的实时性和准确性，对电能表现场校验的周期、轮换周期以及型号数据等进行实时动态的管理，也全面的实现了对电能表的实时监控，全面提高电能计量管理的质量和效率。

3.6 健全管理制度

要确保计量装置可以安全合理的运行，必须要建立一套完善的管理制度，管理制度的制定要有针对性，针对一般照明和普通的小动力客户与重要和大负荷客户的管理制度要存在差异性，此外，要实行责任到人的管理制度，每个片区负责人要对区域内的电量计量效果进行检查，及时的掌握电能的使用情况，保证电量计量系统的适应效果。

4 结语

随着电力企业体制以及经营制度的改革，电力企业的市场营销工作也逐渐的受到了社会的关注，为了应对新的挑战，进行全面的电能计量管理成为现阶段下发展的必然趋势，在电能计量管理工作中，要重视计量信息交换以及相关技术的发展，对工作进行规划，加强技术的监督，从新的视角来探索电能计量管理工作的问题，从整体上提高电力企业电能计量管理的水平。

参考文献：

【1】吴健生：关于加强电能计量管理的思考[期刊论文]，中国电力教育，2010，12（20）

篇10

 

电能计量装置是用于测量和记录发电量、厂用电量、供（互供）电量、线损电量和客户用电量的电能计算器具及其辅助设备的总称。它的准确性和可靠性直接关系到双方贸易结算是否公平、公正、合理 ,直接影响着发、供、用三方的利益分配和社会经济效益，是保证电力市场向前推进的重要基础条件。唐山供电公司地处冀北地区，毗邻京、津两座直辖市，是华北电网的重要组成部分，随着电力体制改革的深入发展，厂网分开后，面对全新的企业内部外部环境，面对竞争日益激烈的电力市场，如何提高电能计量管理水平，更好的为用电客户提供公平、公正、优质的服务，把握好电能计量装置这个供电企业与用电客户之间进行公平交易和贸易结算的秤杆；如何为电力企业进一步推进“一强三优”的发展战略，提高供电企业的社会效益和经济效益，成为近期电能计量管理工作研究的重点。

一、 唐山供电公司电能计量管理的现状分析及存在的主要问题。

目前，唐山供电公司连续两年售电量超过440多亿kWH，管理的电能计量装置数量庞大，重要用户多，光各类电能表就52万多只，其中各类220千伏及以下的发电上网、趸售、考核等关口表就1700多只，再加上Ⅰ至Ⅲ类大用户，重要的电能表已达3800多只，可见计量管理工作难度之大。论文参考。从近年的实际情况看，比较突出的电能计量管理问题主要体现在以下几方面：

1、电能计量装置的基础资料管理不够严格和精细。

电能计量装置基础信息不全面不准确，其原因是多方面的，由于以往电能计量装置的基础信息在电费系统中不影响算费，因此没有引起相关人员的足够重视。有的是管理的不严和疏漏造成的，也有的是工作人员主观能动性不强，责任心不够造成的，总之这些电能计量装置基础信息的缺失或不准，会造电能计量各类分析报表的失真，给电能计量工作的管理和决策带来混乱，影响着电量、线损等经济指标的分析和计算，还会造成计量装置改造计划、方案出台及实施的困难。所以说基础资料是关键，是我们各项计量管理工作开展的基础。要提高电能计量管理水平，首先要掌握全面的、准确的电能计量装置基础资料。

2、电能计量装置的配置水平有待提高。论文参考。

通过07、08年的电能计量普查来看，很多计量装置的配置达不到《电能计量装置技术管理规程》（DLT 448-2000）和国家电网有关管理的要求，主要体现在计量装置的接线方式、电能表的主副配置、互感器的精度配置达不到要求。接线方式不合格主要是非中性点绝缘系统未采用三相四线接线方式；三相三线制接线的电能计量装置，其2台电流互感器二次绕组与电能表之间未采用四线连接；三相四线制接线的电能计量装置，其3台电流互感器二次绕组与电能表之间未采用六线连接。造成接线方式不合格的原因主要是因为早些年的设计未做出这方面的要求。电能表主副配置达不到要求主要是因为趸售关口、发电上网关口统一调整为Ⅰ类计量装置，由原来的1+0，改为1+1配置。互感器精度达不到要求主要因为以往的配置要求较低造成。这些配置不合格的电能计量装置不仅影响了公司电能计量装置的整体运行水平，还影响了电能计量的准确性和可靠性。另外公司的计量装置还存在陈旧老化、不防窃电、功能不先进等问题。目前仍有部分DD28、DD862等淘汰型号的电表及超期电表在运行，带有预付费、载波等功能的全电子式多功能电能表应用不够广泛，电能计量装置在集中抄表、预防电费拖欠等方面的作用仍然有限，以上这些都影响了公司的经济效益、管理效益和社会效益的进一步提高。

3、电能计量管理职能没有充分发挥。

目前，电能计量中心对电能计量的管理还是偏重于技术层面，对于监管考核的职能作用发挥有限，而且同其他部门的有效沟通不够，结果造成计量管理职能不能充分履行，这里有体制、机构设置的原因，也有历史的原因。主要表现在以下几方面：

（1） 对供电部电能计量的管理不到位。各供电部没有计量专工，在各部开展的电能计量工作的各个环节缺少专业的技术指导和监督管理人员。虽然各供电部的电能计量工作指标也纳入了公司营销处的绩效考核体系，但这些是远远不够的，因为指标的完成只偏重于数量上的体现，对于完成的质量不能充分体现。比如轮换表，虽然都完成了指标，但完成的质量如何，就要看走线是否规范，接线是否正确，台帐是否更新，封印是否按规定进行管理等。这些都需要现场考核。每年虽然也进行供电营业小指标联查，能够查到一些问题，但并不能全面反映出电能计量管理中存在的问题，往往发现了问题也是事后的，不能进行事前控制和预防。

（2）电能计量中心和其他部门不能有效的合作，影响了电能计量技术监督和管理监督职能的充分发挥。比如电能计量装置改造涉及生技、调度、修试、营销、发策、通讯等多个单位和部门，单靠电能计量专业根本无法完成。可是计量中心的组织协调能力很有限。最后导致提出的改造要求多，实现的少。另外其它部门工作涉及到电能计量的没能主动联系电能计量中心，导致信息传递不及时，往往是多个部门重复安排改造。还有计量审核方案还没送到计量中心，现场就已经施工完毕，通知计量中心去验收的现象等。都暴露出部门之间协作机制的不畅通，影响了电能计量管理职能的有效履行。

二、解决方案的探讨

1、完善电能计量技术监督和管理体系。

在原有电能计量技术监督和管理体系上建立电能计量稽查制度，设立专职岗位，负责电能计量工作的技术监督管理工作，发挥电能计量稽查制度的技术监督和管理的长效作用。电能计量专业技术性强、政策水平高、法律法规多，建立电能计量稽查制度，是对计量技术监督管理体系的重要补充，通过与绩效考核体系挂钩，能够对电能计量管理的各环节、各部门形成有效的全过程监督管理。在稽查中发现的问题，可以将解决办法及时补充到各项电能计量管理规章制度、实施细则和管理办法中，使计量管理工作进一步精细化，减少疏漏，尽量做到事前和事中控制解决。

2、充分利用信息化平台管理和完善计量装置基础信息

随着公司精细化管理的进一步推进和电能计量装置数量的增多及功能的增加，对电能计量装置的描述信息更加具体，不仅包含所有装置及其附属设备的厂家技术参数，还增加了资产归属、电量远传方式、负控、台区等等一系列信息，这使需要管理的电能计量装置的基础信息数量成倍增长，如果单靠传统的信息处理技术，恐怕再严格的规章制度和考核也难以发挥作用，这就需要充分利用现代化信息手段和技术进行管理，现在公司的ECM系统已经成功上线运行，它的功能利用还远没有到头。要利用一切现场工作的机会，对计量装置基础信息进行补充和核实。利用ECM的查询功能，对数据进行分析，找出可能有误的信息，有针对性地进行现场核实并在ECM中修正。再充分利用辅助营销决策分析系统进行各项数据的分析处理，可以为上层管理者和决策者提供更准确地信息。

3、加强电能计量专业的培训，提高工作人员素质。

再规范的管理制度，再好的硬件设施，如果人员的素质跟不上，恐怕也难达到满意的工作效果。电能计量工作长期以来只注重对装表接电、室内检定、现场检测人员的培训，往往忽略了其它相关人员的培训。比如抄表，有时母线电量不平衡分析来分析去就是因为抄表不规范或错误。再比如电费营业人员由于不知道电能计量装置的划分规定，常将Ⅰ至Ⅴ类装置划分错误，虽然不影响ECM电费计算，但却影响计量装置的周期检验和统计分析等工作。论文参考。

4、建立部门间的有效合作机制。

理顺计量中心同其他部门的合作关系和工作流程，建立跨专业跨部门的合作机制。能够使各部门之间不再单独的只管本专业的工作，造成不必要的重复性劳动，使同电能计量工作相关的部门信息共享。尤其在变电站、大用户新建和改造中要按照“典设”和各项规程规定，做好计量装置的设计、审查、安装、调试的全过程监督，充分发挥监督管理职能。

5、加快电能计量装置的改造，确保改造的质量。

计量装置改造不仅可以提高公司的计量装置运行水平，更重要的是可以为我公司带来最直接的经济效益、社会效益和管理效益。有人计算过如果一个供电企业整体精度通过改造提升0.5个精度等级，以全公司年售电量为24亿kWH计算，保守粗略估算，每年可挽回近千万kWH电能损失，那么对于我们年售电量在400多亿kWH的供电企业来说，哪怕总体精度提高0.1个精度等级，效益也是非常可观的。