摘要：电能计量系统的主要组成部分是软件和硬件，本文现根据电能计量装置的发展简要讨论了其整个技术系统的发展，并根据现代社会中电能计量系统的发展趋势做了深入研究，并提出了自己的意见及其建议，并提出一些可供参考的建议与措施。
关键词：电能；计量系统；技术；发展
1 前言
电能计量主要是通过二次回路联合电能表及互感器依照规定接线方式组合构成的电能计量系统来实现的。在电力市场条件下，为确保能够为用电客户提供优质的电力服务，并确保电能供应商公平、公正、公开的进行生产，现代化的电能计量、管理及交易系统必须要加以健全与完善。从某种程度上来说，电能计量的信息源头在于电能计量系统，他对于电能的计量与管理有着极为重要的作用。
2 电能计量系统技术发展历程
2.1 从电磁式互感器到电子式互感器
2.1.1 电磁式电流互感器和电压互感器
电磁式互感器主要工作原理基于电磁感应，其额定输出信号为1A、5A，TV额定输出信号为100/2V、100V。一直以来，电磁式互感器在电流测量及继电保护中往往占据主动地位，但是随着我国社会经济的迅速发展，超高压输电网络的大范围覆盖、供用电容量的迅速上升，传统的电磁式互感器已经无法目前要求，其原因就在于传统电磁式互感器同此系统相匹配往往会出现以下两个方面的问题：一是安全性降低、绝缘难度大。尤其是对于500kV以上的高压系统而言，为确保输电线路的绝缘性，往往会导致互感器质量增大、体积增大及价格提升的问题；二是二次保护设备正确识别会受到不良影响，传统电磁式互感器带有铁芯结构，动态范围不大，当电流较大时往往会出现饱和，严重时会导致二次保护设备出现故障问题。
2.1.2 电子式互感器
随着科技的迅速发展，光电子技术发展迅速，以数字量输出的无铁芯式新型互感器应运而生，它也称为电子式互感器，它具有较为简单的结构、性价比高、输出范围宽、线性度良好的特点。电子式互感器主要分为两类，分别为光电式电压互感器和光电式电流互感器。光电式电压互感器主要是基于Pockels电光效应，由电子测量电路与相应的光学电压传感头共同组合而成。光电式电流互感器又细分为无源型与有源型两种，无源型电流互感器基于法拉第磁光效应原理，有源型则基于罗柯夫斯基的空心线圈原理。
2.2 从机械式电能表到电子式电能表
2.2.1 第一阶段
20世纪60年代所应用的电能表多基于电气机械原理，应用最为广泛的是感应式电能表。它主要是依据电磁感应原理制作而成，其中包含两个固定的铁芯线圈和活动转盘，线圈通过电流时会在转盘式产生涡流，涡流在两个铁芯线圈的磁场作用下会产生电磁力，引起活动部分转动。
2.2.2 第二阶段
由于感应式电能表具有价格低、技术成熟、耐用等特点，因此感应式电能表仍处于计量的主导地位。但考虑到传统感应式电能表往往会受到外部因素的影响，误差较大且精度难以提高。在这一背景下，电力研究人员为克服感应式电能表的这一缺陷，从80年代起开始研究模拟电子电路的方案。到80年代末期，科学技术得到了迅速发展，大量的电子元器件出现，为电子式电能表的研发奠定了坚实基础。
2.2.3 第三阶段
到上世纪末、本世纪初，数字采样技术在电功率测量上得到了广泛运用。以处理器为核心的数字式电子式电能表出现，它能够对测定对象进行多种判断、处理与运算，多种功能能够同时实现，且具有寿命长、准确性高、功耗低及运维便捷的特点，受到了业内人士的广泛关注。不久后，以数字式电子式电能表为代表的电子式电能表在西方发达国家迅速推广，精度可达0.01级。
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2.3 光电式互感器
光电式电压互感器在电光调制方式上分为横向调制与纵向调制。横向调制是利用光与电场的方向相互垂直以及被测电压的大小（半波电压）与晶体的尺寸紧密连接的原理，只需要变化尺寸大小就可调整半波电压。这种结构简单同时对电极也无特殊要求，但在应用时，可采用双光路或双晶体进行温度补偿，以消除自然双折射导致的附加相位延迟。纵向调制方法是利用指半波电压仅与晶体电光特性有关的原理，将被测电压全部加至晶体上，可排除极间外电场的干扰及杂散电容的影响，提高测量精度。
2.4 智能电能表
目前，人们对供电的可靠性以及供电质量的要求越来越高。因此，电力系统的发展离不开智能电网，而智能电表是智能电网的重点。智能电表已经在欧洲、美国、加拿大以及中国等国家大批量的安装和使用。2010年，中国南方电网公司、国家电网公司颁发了智能电能表技术标准，标志着我国已全面进入智能电能表的应用建设阶段。
3 现代电能计量系统的发展趋势
当前，社会需求正由简单的电能需求向能源服务方向发展，电能计量也由单一电量计量向数字化、标准化、网络化和智能化发展，以满足社会日益增长的多元化、多样化需求。
3.1 数字化
数字化是指基于数字化变电站技术、光纤通信技术而研制成的新型数字式电能计量装置。比如，电子式互感器的应用可以消除二次回路压降对电能计量的影响，进一步提供电能计量的确性和可靠性。
3.2 标准化
标准化是指电能计量装置标准化和系统集成应用标准化，尤其是电能表技术标准的统一和系统互操作性、开放性、兼容性标准的制订。实现电能计量系统标准化，能够进一步促使电能计量装置的配置达到先进、合理、统一的要求，以便于电能计量系统的运行、维护与管理。
3.3 网络化
网络化是指将电能计量系统与供电企业其他系统如营销MIS系统、客户服务系统等联通构成一个信息网络，以达到信息资源共享、拓展服务范围之目的，从而进一步提高运营管理水平和客户服务质量。即插即用式网络接口技术是电能计量系统网络化发展的一个重要方向。
3.4 智能化
智能化是指在准确计量电能量的基础上具备良好的互操作性，满足我国居民阶梯电价、分时电价和分布式能源即插即用接入的需求，能实时存储电价、费率以及用户用电信息，并及时通知用户实施的费率政策。用户可根据相关信息调节自身用电行为或直接参与实时电力市场，达到合理、科学、经济用电。
4 结束语
社会经济快速发展条件下，电能计量系统逐渐朝向数字化、网络化与智能化的趋势发展，供用电管理过程逐渐简化、便捷。本文对电能计量系统技术的发展做出了简要论述，并结合当前社会的实际发展状况对未来电能计量系统技术的发展趋势进行了分析。电能计量系统技术的发展最终会实现高效、高质量的智能化管理，从而给我们的生活、社会经济的发展起到一定的促进作用。
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论文作者:冯相龙,曹利慧,赵彪
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/25
标签：电能论文; 互感器论文; 系统论文; 电能表论文; 电子论文; 技术论文; 电压互感器论文; 《电力设备》2017年第12期论文;