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数字电能计量体系的检定分析

作者：程刚日期：2015-01-17 09:24 来源：《电子制作》

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【文章摘要】
文章首先针对当前数字电能计量体系的工作原理和逻辑构成展开分析，而后进一步围绕该体系的检定工作进行了深入的讨论，对于了解数字电能计量体系的工作状态和检定工作细节以及价值有着一定的积极意义。
【关键词】
数字；电能计量；检定
当前我国电力领域的建设，是以智能电网作为主要的方向展开的。自2009 年国家电网公司提出了坚强智能电网这一总体思路之后，智能电网在建设过程中就开始认真关注存在于整个供配电网络环境中的设备运行准确程度以及可靠性等方面的特征。对于我国的智能电网实现而言，电能计量是一个关键的环节，必须给予充分关注，才能切实保证我国智能电网的健康水平。
1 数字电能计量体系结构分析
就我国当前智能电网的建设状态看，数字电能计量装置已经在整个输配送网络环境中有较为深入的应用。就当前的状况看，数字电能计量系统坚持IEC61850 标准体系建立完成，并且一个完整的系统包括有电子式互感器、合并单元和数字式电能表等基本单元。具体结构参见图1。
图1 仅仅为理想状态下的数字电能计量体系结构，在实际的工作过程中，电子互感器的工作状态仍然在可靠性方面有所欠缺，因此更为常见的工作方式，是采用传统互感器代替电子互感器安置于系统中展开工作。数字字电能计量体系的合并单元需要具有模拟采样功能，并且将图1 中的电子电压互感器EVT 更换成为传统电压互感器VT，将电子电流互感器ECT 更换成为传统的电流互感器CT，构建起新的更具实用价值的数字电能计量体系。传统互感器将二次电流/ 电压值传送给合并单元MU，进一步实现对于电流/ 电压值的数字化，这是将传统互感器应用于数字电能计量体系中，并且实现工作的具体方式。
从工作的角度看，无论采用何种互感器展开工作，均需要严格遵守IEC61850 通信协议，符合过程层、间隔层、变电站层的划分。但是二者之间仍然存在显著区别，主要体现在模数转换是放在电子式互感器内部实现还是让合并单元来实现。数字电能计量体系与传统的计量相比，最为重要的差异在于在靠近高压侧实现了二次电流/ 电压值的数字化，因此对于传统环境中二次压降以及电磁干扰对计量精度的影响能够实现更好的控制和削弱。
2 数字电能计量体系的检定浅析
当前在我国的智能电网环境中，数字电能计量体系的应用已经有了长足的进展，但是迄今为止，数字电能计量体系的计量结果更多用于参照，而非直接参与实际结算。造成这种状况的重要原因在于数字电能计量体系的检定规程并未得到完全确立，因此其计量结果的准确性在法规层面看缺少必要的支持。
从具体的检定工作看，检定包括多个角度和层面的工作，诸如电子互感器的检定以及合并单元的检定等，但是其中核心的环节在于数字式电能表的检定。数字电能表的检定与传统电能表有很大的区别，考虑到数字电能表遵循IEC61850—9— 1/2 规约采样作为输入，并且进一步通过光媒网络输入到电能表的工作方式就可以判断，传统电能表的检定方法无法应用于数字环境。就目前的发展状况看，对于数字电能表的检定可以按照溯源方式分为三类，即向标准模拟电能表溯源、向标准数字电能表溯源以及向标准数字功率源溯源。
向标准模拟电能表溯源方式相对而言比较完善，并且也是一个十分直接的鉴定方式。当前在工作环境中常用的向标准模拟电能表溯源方式工作流程参见图2。模拟信号从左侧进入流程，最终实现误差计算目标。
向标准数字电能表溯源的工作原理，则是提供一个标准数字电能表作为检定工作的依据和标准，通过对比标准表和被测表来实现对于被测表的检定工作。此种工作方式通常依据功率源的不同进一步划分为纯数字功率源和实际功率源两种溯源模式。
最后，向标准数字功率源溯源工作方式中，标准数字功率源输出遵循IEC61850-9-1/2 协议的采样值数据帧，并且该数据帧所代表的电压、电流信号的幅值和相位可以根据实际的要求设置。根据配置的参数可以得到理论电能值，与被测表输出的电能值比较，就可以得到被检表的误差。
3 结论
数字式电能表的检定在目前我国的电力领域中还属于相对较新的题目，其成熟与发展，对于我国电力体系的发展有着毋庸置疑的积极价值。虽然目前电力领域中仍然缺乏相对统一的检定方法，但是这一方面的发展却并未停止，必然会在不远的将来形成成熟的体系，发挥应有的作用。
【参考文献】
[1] 刘振亚. 智能电网技术[M]. 北京: 中国电力出版社,2010.
[2] 王耀锋. 电子式互感器校验仪的研究[D]. 武汉: 华中科技大学硕士论文，2009.