自2003年以来，也就是全国城市、农村电网进行年夜规模改造、建设以后，电力系统的电能表运用迅速增加，据不全完统计，国家电网和南方电网拥有计费电能表总为19500万台。其中，两网直接治理用于计费的11800万台，非直接治理用于计费的7700万台。同时，由于全国社会用电跨跃式增加，电力工进进快速成长时期，电网经济技术治剃头生很年夜的变化，由此引发电力系统的电能表运用技术领域不竭扩大，提出许多具有电力特点的技术要求，电能表也面临新的产物设计改良和技术立异机遇。推动电力系统电能表运用技术成长的要素：

1.在现代年夜容电网上，百万千瓦级发机电并网，百万伏级电网开工建设；

电力体系体例改造慢慢到位，发电厂与电网分隔；

多年电力严重，国家出台新的电价政策和用电需求侧治理法子

为电力营销提供公正、合理、靠得住的计保证；

2.全国城市、农村电网改造以后，电网强化线损治理、变电站经济治理、配电变压器运行治理；

3.全国一户一表工程竣事以后，当地与远程自动抄表提到议事日程；

多方面关注电能问题；

上推动低压电网用户远程治理和家居网络化工程的经验；

、国内IT工的厂商，急于进进中国电子式电能表市场。

鉴于以上布景，近几年的电子式电能表的新技术、新产物不竭推向市场，围绕改良与完善电网经济技术治理，电能表运用技术成长前景看好。

1、电能表运用技术成长的特征与走向

1、三相多功能电能表向多运用领域拓展

近几年，电力系统不竭扩大三相多功能表运用领域，主要是：从用电计计费扩年夜到配电变压器、变电站的经济治理和用电需求侧治理的计；从用户计费扩年夜到发电厂上网电、跨省电网联络线交换电的计费；从315千伏安及以上年夜工用户计费扩年夜到100千伏安及以上商、非工、普通工户的计费。以上三相多功能表运用领域的扩年夜，引发计点总估由60万个扩年夜到400万个，三相多功能表运用需求接连多年走高，同时也昭示从此运用技术的成长趋向：

⑴电表多门类：由单一的计费产物成长到关口计、配电变压器计、变电站计、年夜工户计、中等容户计、用电需求侧治理系统的终端6类产物，划分制定产物技术规范；

⑵关口电能表，要成长高精度、高稳定性、高靠得住性、快速丈、0-360°计技术，多通讯方式和协议，经、国内同类电表的比力，提出化指标和测试方式；

⑶计费用三相多功能表要计准确、简单靠得住、讲求实用，慢慢成长三相SOC单芯片，开发具有谐波电压、电流总含和谐波污染水平的丈技术，研究温度、电压、频率、相位改变的自顺应计;

⑷早期三相多功能表需要更新换代，要经由过程查询拜访研究，提出新一代电表技术规范;

⑸电力网消耗计与防窃电根蒂根基技术；

⑹⑺⑻⑼⑽⑾研究制定三相多功能表评价尺度与测试方式，提高运行电能表的整体技术品。

2、单相多费率表在部门省（市）成为平易近用电表的主导计产物

2001以来，部门省（市）相继实行居平易近峰谷电价，据初步统计，全国共装用单相多费率表950万台，经过年运行，已堆集开初步经验：

⑴LCD显示成为主流：

⑵时钟采用温度自动抵偿电路

⑶单相多费率表设计方案多样化

⑷防窃电技术

⑸未来运用技术的走向：今朝部门省市的居平易近用电峰谷电价政策是由地方主管部门提出。在这些地域，单相多费率表成为平易近用电能表的主流。从此，单相多费率表的运用技术成长，一是，取决于国家是否出台居平易近用电峰谷电价政策；二是，在推行用电需求测治理进程中，单相多费率表将作为节电措施扩年夜运用。今朝，电力系统需要规范单相多费率表的技术条件、设计方案和通讯协议。

3、单相预支费电能表再起风浪

⑴对单相预支费表提出的疑

·单相预支费表的负荷开关有时拒尽动作；

·IC卡座不外关；

·预购电进进单相预支费表的计较方式，轻易引发囤积电，调整电价时，发生抢购电的现象；

·预支费制度实施后，不需要定期抄表，削减用电治理，轻易发生窃电和背章用电情况；

⑵未来运用技术的走向

·采用预购电的金额和现行电价进进单相预支费表的计较方式

·调整电价时，经由过程远程电能计自动化系统，向用户的单相预支费表加载新的电价。

4、无线式电能计自动化系统在成长中引发技术争议

⑴电力负荷治理系统建设的分歧技术设计方案

·基于电力系统用230MHz通讯网的电力负荷治理系统

·基于公用GPRS通讯网的新一代电力负荷治理系统

·通讯信道传输模式的比力方式（略）

⑵基于公用GPRS通讯网的配电变压器远程监测控制系统

⑶基于公用GPRS通讯网的变电站电能收集与治理系统

⑷基于公用GPRS通讯网的在线电能表运行治理系统

⑸基于GPRS通讯技术的电能计终端系列产物，包括：配变监测终端、电力负荷治理终端、变电站电能数据收集子站、具有无线通讯功能的三相多功能表。以上终端系列产物可实现自动数据抄收，信息、故障自动上报，实时巡监终端参数，实时发现窃电行为。

⑹未来运用技术的走向

基于公用GPRS通讯网的电能计自动化系统，门类多，各有技术特点，需要整合一个统一的成长平台。今朝，重点改良实时性与平安性：按传输数据重要水平，选用GPRS服务品级与收费尺度；注进GPRS通讯网，宜选用用通道；改良GPRS模块的平安策略；引进远程传输数据平安认证机制等。更重要的改良是：电力负荷控制需要群控旌旗灯号，在GPRS公用网上能否不排队，给出一个用信道，需要与GPRS公用网主管部门进行技术经济谈判。从久远看，即使过几年电力不严重，GPRS系统用于在线电表运行监测治理、配电变压器和变电站电能表的远程抄表、居平易近用电远程抄表，很有拓展空间。

5、具有谐波电能计功能的三相多功能表进网试用，主要有：

高端关口表：具有谐波/基波有功电能计功能

三相谐波有功表

三相基波有功、无功表

未来运用技术的走向

·谐波有功、无功、视在功率电能计实用化产物，用以改良电力营销治理中的功率因数计较方式，为提高冶炼企、电气化铁路、采用整流装备企的电能计准确度，做技术上的豫备；

·谐波有功功率潮水判别、分析方式和电能实时监测产物，推动电能市场的建立与法制化治理；

·对电压具有正弦波，电流谐波含很高的各类用户，包括居平易近用电小区，开发运用谐波污染水平和电压、电流谐波总含的丈仪表；

注：谐波污染水平暂界说为：非基波视在电能/基波视在电能

·需要说明：谐波功率电能计产物进网试用，是个起步不久的新课题，虽然谐波无功功率界说的争议照旧存在，计新产物的推出，又引发新的技术争议，可是谐波功率计运用技术的成长趋向，将更切近电力负荷现实和电能法制化治理的需求。

6、电子式电能表具有运用技术开发的较着势

电子式三相多功能表和三相多费率表，占运用总95％

电子式三相有功表，占运用总的60％

电子式单相有功表，占运用总的40％

以上简要叙述电能表运用技术成长情况，同时也提出了电能表运用技术性能若何肯定与评价的问题。持久以来，电能表是在实验室条件，就是尺度温度20℃，稳态、正弦电力负荷下测定，已不顺应非线性负荷增多，电网电磁情况恶化和电子式计技术成长的情况。今朝，电能计运用技术面临的困惑是：

⑴电能计装配由电能表，PT、CT和PT二次回路组成。高压电网电能的计准确度若何算法

⑵年夜宗用户的冲击负荷电能计技术；谐波源用户采用谐波表仍是基波表

⑶中小用户和居平易近用小区，电压正弦波，电流波形畸变严重，用什么计规范予以抑制

⑷电能表在现场非参比条件下工作，若何自顺应准确计

⑸运行电能表整体计性能扩大的基本措施

电网总电与真值的误差若何算法

2、关注电能计技术热门

1、三相多功能表新产物

⑴在线电能计准确度跨越IEC尺度

·有功电能计误差：0.1％；

·视在电能计误差：0.3％；

⑵面向系统设计、长寿命计

·采用开放式通讯协议IEC62056—61/62/53/46/42：抄表、费率、负荷控制数据交换

·继续关口表的长寿命技术设计；

⑶具有互联网通讯、实时丈功能

·高速度计：采样速度256点/周波，记实周期短为10毫秒；

·电能丈：63次谐波、电压闪变、故障录波78微秒的瞬变；

·自动发送E-mail报警旌旗灯号、系统运行状态刷新、数据记实；

⑷具有年夜容的负荷曲线记实功能

⑸具有简单实用的谐波分析功能

⑹采用三相SOC单芯片或三相有功、无功计芯片的低端三相多功能表设计。

⑺三相电能计用芯片

·精度于0.1％的三相SOC单芯片，21位2阶∑-△A/D，负荷动态范围2000：1；

·具有基波/谐波电能计的三相多功能计芯片；

·采用Hilbert数字滤波器计谐波无功功率的三相计芯片；

⑻正弦功率电能计尺度

·进口的高精度三相尺度表，功率因数低于0.5（60°—90°）时，电能计准确度为＋/－0.02％/功率因数；

·电力系统的正弦无功功率计尺度，扩大不肯定度为75×10-6。

⑼关口表远程校准系统

2、谐波功率电能计技术难点的实用化索求

⑴冲击负荷电能计理论与算法

⑵基于IIR型Hilbert数字滤波器的谐波无功功率的丈与计溯源

⑶谐波有功功率潮水分析方式，经研究指出：FFT理论具有局限性

⑷非整数次谐波和间谐波的有功电能计

⑸进口的谐波功率电能计尺度

·三相0.01级尺度表，具有谐波功率计功能；谐波有功功率、谐波视在功率的计传递尺度；

·电能表自动校准系统，在肆意波形谐波总含30以下，计准确度为 /-0.005—0.05；

·电能功率尺度源，提供七种非正弦旌旗灯号的无功功率计较方式。

3、基于低压电力线载波通讯的自动抄表系统技术正在走出困境

⑴国内，新技术开发运用：

·一款采用BFSK调制的扩频通讯用芯片的改良：嵌进模糊识别、模糊控制和现代旌旗灯号处置技术；

·智能电表用芯片中的扩频通讯单元：采用4QPSK直序扩频，支持CDMA多址保密通讯；

·低压电力线载波SOC单芯片；

·基于LonWorks技术的低压电力线载波抄表系统；

·智能控制网络SOC单芯片；

·跨变压器台区的数据通讯；

·新型电网干扰测试仪；

·低压电力线载波通讯网的拓扑中继技术；

⑵上，意年夜利Enel的低压电网用户远程治理和自动抄表系统的经验，可以借鉴：

·Enel系统的功能，包括：远程抄表、用户治理和潜在的增值服务交付功能，触及近3000万个用户

·电子式电表：集成了丈系统，断路器和配电网载波通讯（采用FSK调制技术）功能

·引进测试装备公司进行现场实验，再现电网存在噪音的典型情况；今朝还在调整系统通讯，测试洗衣机、电视机、烤炉等新型产物的系统部件

·Enel联合IBM公司向的公用事单元推出低压电网用户远程治理与自动抄表系统

⑶高速PLC技术（略）

4、关口计装配设计改良

　　随着电力体系体例改造的深化，跨区域、跨省电网进行年夜功率电力交换，公用和自备发电厂的发电上网销售，关口电能计装配在电力营销治理上的地位十分突出。

⑴整机设计尺度的探讨

·现行设计技术规程：

《电丈及电能计装配设计技术规程》DL／T5137-2001和DL／T448-2000划定了关口计装配设计的部门要求

·三相多功能表尺度

　上，没有统一的三相多功能表产物尺度

DL／T614-1997需要修订

　国标《多功能表　非凡要求》正进进审定阶段

·互感器尺度

GB／T1207—1997电压互感器（电磁式）

GB／T1208—1997电流互感器（电磁式）

IEC60044—7电子式电压互感器

IEC60044—8电子式电流互感器

·通讯协议

DL／T645—1997

IEC62056—61／62／53／46／42

·建议制定统1、完整的关口电能计装配设计尺度

　整机划定一个准确度品级

　调整电能表、互感器和PT二次压降的限值要求

　提出整机综合误差动态计较方式和验证实验方式

　关口表技术条件

　互感器选型和二次负载测试记实

PT二次压降限值和实时监测

⑵关口电能表技术条件

今朝，进口三相多功能表是关口计的主导产物，电能表技术指标、功能、通讯方式纷歧。从此要依照国内电力市场的需求，设计统一尺度、技术进步前辈的计产物。

·30万千瓦及以上发机电的上网电计，需要0.1级电表

·关口表误差稳定性、靠得住性指标化

·完整的0-360°计特征

·具有谐波有功、无功、视在电能计功能

·经常使用功能：具有运行和备用两套费率、三种需（年夜需、小需、堆集需）、正弦和谐波下的两种功率因数计较、年夜容负荷曲线记实

·对基本误差曲线的要求

　误差带宽

　有功、无功计下限负荷不异

　防潜动功率限值

　批关口表的现实误差要求

⑶电容式PT用于计费，是无奈的选择

·电容式PT的误差特征不稳定，多种身分引发附加误差

·变电站设计要为PT现场测试缔造基本条件

·关注电子式PT运用技术的成长

⑷PT二次压降

·现行PT二次压降限值过宽

·为实时监测PT二次压降，需要开发新的丈技术

·动态PT二次压降抵偿器限用引发争议

⑸关口表远程监测技术

⑹关口表在电能计自动化系统中的拓展运用

·新一代关口表应直接提供与终电结算有关的全数静态、动态和事务记实三类数据

·电能计自动化系统的运用需求（略）

·关口表与系统主站要建立双标的目的、透明的传输通道。电能远方终端（ERTU）和系统主站，无需要重复开发关口表已具有的功能

·关口表电能数据组网，提到议事日程

注：315千伏安及以上的年夜工户、100千伏安及以上的商、非工、普通工户，均要依照新出台的电价政策和响应计技术要求，电力负荷的现实情况，进行电能计装配设计改良。

3、构建电能计系统，推动电网经济技术治理变化

《电能计装配技术治理规程》DL/T448-2000经过年的实践，对推动电力系统电能计治理工作起到导向作用。从此，随着电网经济技术治理的不竭深化，电能计治理若何成长，已引发多方面的关注。

1、电能计治理的成长方针

为电力营销提供公正、合理、靠得住的计保证

为电网经济运行提供实时、准确、靠得住的电能数据

为此，要构建面向电网的电能计系统

2、电能计治理的成长使命

⑴计用具安装：电表、互感器要装足，计方式合理靠得住，计功能要合适电力负荷现实情况

·电能表、互感器准确品级要顺应计容扩年夜的需要

·主、副表扩大运用到用电年夜户

·按系统接地情况，选用四线或三线电表

·电表具有以上叙述过的两套费率、三种需、两种功率因数计较

·PT、CT二次回路设计要规范

·采用防窃电根蒂根基技术措施

·用电年夜户、中等容户、居平易近用电小区的电表，要具有谐波电压、电流总含和谐波污染水平的监测功能

⑵改善与提高运行电能表的整体计特征

·计新技术电表经试用后批推行运用：

0.1级电表

谐波有功潮水计与分析

21位A／D负荷动态范围2000：1的三相SOC单芯片

物理条件改变后的自顺应计

具有Hilbert数字滤波器的谐波无功计方式

开放式通讯协议

IEEE1459-2000尺度的运用

电能计

·早期电能表按品抽检成效批更新，需要制定一个电表更新换代技术计划

·电表在线监测或数据组网

关口表远程监测

年夜用户电表数据组网

低压三相表和居平易近浮现场抽检

积极缔造条件，实施PT在线检测或停电检测

·制定电能表品评价尺度和测试方式

·建设实用、完整的电能计工作尺度系统，进口急需而国内缺门的新型计尺度装备，知足在线电表计溯源的需求

⑶改良与完善线损计与防窃电根蒂根基技术，为改造线损技术治理提供技术支持

·电具有时标

·电波动软件

·电异常自动上报

·线损、变损采用电子式计技术

·实时远程自动抄表

·电网接点、母线、线路电能平衡计

⑷构建电能计系统

·要计划低压电网用户远程治理与自动抄表系统的成长

·基于GPRS公用通讯网的电能计集成化系统

·基于光纤通讯技术的关口表远程抄表系统

·电网总电数据组网

·电网总电误差的实时计与计较

每套计装配的综合误差计较

每一个计点由综合误差引发的误差电计较

总的误差电，由每一个计点的误差电累加计较

改良电能计装配，保证总电与真值的误差趋于零

（张春晖）