摘要：本文详细论述了多功能全电子表的发展过程，通过深入浅出的论述使我们认识到应用多功能全电子表对我们实现营销管理现代化的重要性，作者本人通过多年的实践与研究提出对多功能全电子表的设想和要求。
关键词：多功能全电子表；现状；与；展望
概述
近几年以来，随着我国对电网大规模改造、建设，电力系统对智能化电能表的需求量迅速增长，智能化电能表已不仅仅作为一个简单的电能计量器具，而是一个多功能的数据采集终端。全电子式三相多功能表就是智能化电能表的典型表型。本文将就该类型电能表在计量技术应用中的现状与展望进行简述与分析。
与传统的机械表相比，采用电子计量原理的多功能表，具有高精度、多参数测量、谐波功率电能计量等优势。
1 多功能电能表
２.１三相多功能表
0.2s级采用16位∑-△A/D，160M IPS的DSP，交流采样速率256点/周波，运行和备用两套费率时段，负荷曲线记录和容量为4M字节的存储器，宽电源电压范围，互感器合成误差补偿，变压器铜损、铁损计算；
0.5s级三相基波有功表；采用三相SOC单芯片或三相有功、无功计量芯片的低端三相多功能表设计，从技术上适应电表量大、面广的市场需求；
高压电能表，采用电子式传感器，悬浮式电源设计，有功电能计量准确度为0.5级，用于10千伏中压电网直接计量电能量。
２.２谐波功率、电能计量
三相谐波表，有功功率计量0.2s级，无功功率计量0.5s级，高准确度的基波和谐波有功电能计量，采用实时积分法计算总有功电能，通过FFT算法，提供基波、谐波电能量和谐波功率方向；基于IIR型Hilbert数字滤波法的谐波无功功率的测量，Hilbert数字滤波器具有优越的频率响应特性，数值计算简单，经计算的谐波无功功率，与仿真实验结果只差0.02%。
２.３三相电能计量专用芯片具有基波/谐波电能计量的三相多功能计量芯片，16位∑-△A/D、24位DSP，负荷动态范围1000：1，线性度0.1%，测量带宽21次谐波，集成温度传感器；采用Hilbert数字滤波器计量谐波无功功率的三相计量芯片；采用数字并行算法和降低晶振频率技术的低功耗三相有功功率计量芯片。
２.４基于GPRS通信网的用电需求侧管理系统及其终端
系统具有远程抄表、用电异常信息报警、电能质量检测、线损分析、用户用电负荷监测、无功电压管理和电力负荷控制管理等功能，系统指标为：并发数据量不小5万采集点，一次采通率不小于95%，二次采通率不小于99.5%，遥测合格率大于98%，对时精度小于100毫秒。
２.５关口表远程校准系统
该系统由多路关口表的测量、校准回路和计算机通信网络构成，就是将高精度三相标准表置于变电站内环境条件符合要求的场所，被测电流的变换是通过计量电流互感器的二次回路接入0.02级、5/0.5A的中间互感器，标准表和关口表的三相接线方式和有功、无功计量方式是通过工控机指令切换，关口表的实时误差通过专用信道送至系统主站，整个系统误差为0.1%。
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２.６电能质量和电能计量标准
准确度为0.02%的数字式三相标准表，四象限测量，多种无功功率计量方式，谐波和基波有功功率计量，50次谐波分析，三相不对称测量；电力系统的正弦无功功率计量标准，它以电流比较仪技术为基础，通过基本电学参量溯源，正弦无功 功率计量的扩展不确定度为75×10-6；电力系统的电能质量计量标准，包括：谐波电压、电流测量，谐波次数从直流和2—100次整数倍谐波，任意次间谐波，谐波电压扩展不确定度为0.02%，谐波电流扩展不确定度为0.04%；闪变，常用的指标是短时间闪变Pst（10min）和长时间闪变Plt（2h），该标准装置的扩展不确定度为0.5%；频率：1Hz-21MHz，该装置扩展不确定度为2×10-10；相位，该标准装置扩展不确定度为0.02°；
综上所述，经过十几年的发展，多功能表门类比较齐全，中、低端电表技术开发水平较高，特别是谐波无功功率计量、具有谐波功率计量的三相专用芯片、高压电能表、GPRS通信技术应用、电能远程校准等技术项目具有创新意义。但是也应该看到，高端电表技术没有完全过关，电网关口计量仍以进口电表为主导产品，这是一个值得深思的问题。
３、未来对多功能电能表技术需求
正视现状，展望未来，21世纪随着科技的不断进步与创新，我们营销现代化必将有一个长足的进步与飞跃，另外随着人们生活水平的不断提高，对我们电力系统供电可靠性要求越来越高，因此建设一个网络化坚强的大电网势在必行，为此我们将对电能表有更高的要求。
３.１应用领域的拓展：
近几年，中国的社会用电量迅速增长，全国联网，特高压电网建设，百万千瓦级发电机并网，家居网络化进程，电网经营管理改进和计量新技术应用等要素，推进电表应用领域的扩展，主要是：从用电计量计费扩大到配电变压器、变电站的经济管理和用电需求侧管理的计量；从用户计费扩大到发电厂上网电量、跨省电网联络线交换电量的计费.。
３.２技术要求的更新：
随着电表应用范围扩大，我们电力系统所需要的电度表应该有如下特点：传统计费电表的通用要求，有功、无功电能计量，最大需量计量，费率时段，单方向、双方向和不完整的四象限计量，多参数测量，多种计时要求，多种通信方式，自检、报警，停电抄表，失压、断相、停电、失流、三相不对称、编程预置、需量复位等事件记录；
新提出的通用要求，运行和备用两套费率时段，0-360°计量，具有时标的视在电能计量，最小需量计量，Qh计量，温度误差自动补偿，谐波电压、电流总含量和谐波污染程度测量，防窃电基础技术，同时，计费电表要准确可靠，功能简单、实用；大工业户计量的特殊要求，谐波、冲击负荷计量，功率越限报警，主变压器损耗计量，互感器合成误差补偿，电能质量计量等；中等容量户计量的特殊要求，大电流计量，半波通过电流互感器计量，三相不平衡、不对称计量；变电站进线、出线计量的特殊要求，主变压器损耗计量，变电站的有功、无功、视在电能平衡计量，无功功率控制信号输出，用户线路的特殊要求，参照大工业户计量的特殊要求内容；配电变压器计量的特殊要求，停电采集，三相不平衡、不对称测量，中性线电流测量，变压器油温测量，变压器损耗计量和有功、无功、视在电能平衡，电力线路损耗电量的核实，等；
用电需求侧管理系统终端的特殊要求，功率越限报警和主动上报，电力负荷开关投切信号输出等。 需要特别关注的是，近年来，电网的谐波污染越来越严重，经验证：电子式电能表计量的电能=基波电能+谐波电能。对于产生谐波干扰源的用户，由于谐波电能的方向是与基波电能方向相反的，所以计量电能小于基波电能。对于没有产生谐波电能的用户，如果电网谐波严重，其计量电能会大于基波电能，反而要分担电网产生的谐波电能。因此，尽快出台有关基波电能、谐波电能的计量技术标准应引起重视。
3.３多功能电度表技术的发展趋向
多功能表技术要跟踪应用需求的不断变化，也就明示了今后多功能电度表技术发展趋向。电表多种类：由单一的计费产品发展到关口考核计量、配电变压器台考核计量、变电站计量、大工业户计量、中小动力户计量、用电需求侧管理系统及终端6类多功能电度表，分别制订多功能电度表技术规范。关口电能表，要发展高精度、高稳定性、高可靠性、快速测量、0-360°计量、多通信方式和协议，经国际、国内同类电表的比较，提出量化指标和测试方法；计费用多功能表要计量准确、简单可靠、讲求实用，逐步发展三相SOC单芯片，开发具有谐波电压、电流总含量和谐波污染程度的测量技术，研究温度、电压、频率、相位改变的自适应计量；谐波有功、无功、视在功率电能
计量实用化产品，改进谐波下的功率因数计算方法，推进电能质量市场建立与发展，也为提高冶炼企业、电气化铁路、采用整流设备企业的电能计量准确度做准备；基于GPRS通信网的用电需求侧管理系统及终端，要改进实时性和安全性技术，从长远看，即使将来电力不紧张，用于配电变压器计量与抄表、居民用电远程抄表，其发展前景也很好；电力网损耗计量与防窃电基础技术，包括：电量具有时标，电量波动分析软件，电量异常报警与主动上报，变压器、电力线路损耗计量，电力系统节点、母线和电力线路的电量平衡计量；全国联网、省网的总电量计量、计算和电能量数据组网，要提到议事日程；加强国内电能质量和电能计量标准建设，包括：基波、谐波功率电能计量标准的建设，进口急需而国内缺门的国际新型计量标准设备，满足在线电表新技术计量溯源的要求；最后是研究制订多功能表质量评价标准与测试方法，提高在电网上运行电表的整体技术品质。
参考资料：
[1]电力营销技术支持系统.傅景伟主编.中国电力出版社.2002
[2]电力客户服务. 江克宜主编.中国电力出版社. 2012
[3]畸变波形下的功率定义与测量.王学伟.2005.6
论文作者:张龙瑞,王燕
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
标签：谐波论文; 电能论文; 多功能论文; 基波论文; 功率论文; 电表论文; 测量论文; 《电力设备》2017年第27期论文;