摘要：改革開放以來，我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)及各領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，大規(guī)模集團(tuán)化大型生產(chǎn)企業(yè)對電力需求與日俱增，日益擴(kuò)大，原有的電力電網(wǎng)已不能滿足需要。電能計量作為計量工作的重要組成部分，是電力企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理及電網(wǎng)安全運行的重要環(huán)節(jié)，其技術(shù)水平和管理水平不僅事關(guān)電力工業(yè)的發(fā)展和電力企業(yè)的形象，而且影響電能貿(mào)易結(jié)算的公平、公正、準(zhǔn)確和可靠，關(guān)系到電力企業(yè)、廣大電力用戶和老百姓的利益，其工作好壞是客觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境的一重要組成部分。一、 引進(jìn)的三相多功能電能表新技術(shù)，代表目前國際上電能表技術(shù)的最高水平：1、 高精度、長壽命計量；2、 高速率、實時測量；3、 開放式、高速率通信技術(shù)應(yīng)用；4、 三相電能計量專用芯片；5、 諧波功率電能計量標(biāo)準(zhǔn)。二、 國產(chǎn)三相多功能電能表新技術(shù)國產(chǎn)電子式三相多功能表技術(shù)開發(fā)起步較晚，近幾年，注重吸收國際計量技術(shù)與管理經(jīng)驗，強(qiáng)化自主開發(fā)，取得了許多新的技術(shù)成果：1、 三相多功能表0.2s級有功功率計量，16位E-Aa/d，160mips的dsp，交流采樣速率256點/周波，運行和備用兩套費率時段，負(fù)荷曲線記錄和容量為4m字節(jié)的存儲器，寬電源電壓范圍，互感器合成誤差補(bǔ)償，變壓器銅損、鐵損計算；0.5s級三相基波有功表；采用三相soc單芯片或三相有功、無功計量芯片的低端三相多功能表設(shè)計，從技術(shù)上適應(yīng)電表量大、面廣的市場需求；高壓電能表，采用電子式傳感器，懸浮式電源設(shè)計，有功電能計量準(zhǔn)確度為0.5級，用于10千伏中壓電網(wǎng)直接計量電能量。2、 諧波功率、電能計量諧波功率、電能計量三相諧波表，有功功率計量0.2s級，無功功率計量0.5s級，高準(zhǔn)確度的基波和諧波有功電能計量，采用實時積分法計算總有功電能，通過fft算法，提供基波、諧波電能量和諧波功率方向；沖擊負(fù)荷電能計量理論與算法，應(yīng)用廣義功率理論，定義任意波形的單相電路和三相電路的功率，應(yīng)用正弦電路功率理論、傳統(tǒng)非正弦電路功率理論和廣義功率理論進(jìn)行沖擊負(fù)荷的有功、無功、視在、畸變、三相不對稱功率電能的計算；基于iir型hilbert數(shù)字濾波法的諧波無功功率的測量，hilbert數(shù)字濾波器具有優(yōu)越的頻率響應(yīng)特性，數(shù)值計算簡單，經(jīng)計算的諧波無功功率，與仿真實驗結(jié)果只差0.02%；諧波有功功率潮流分析方法，經(jīng)研究指出：fft理論具有局限性，實際的電力負(fù)荷，除基波和整數(shù)倍頻成份外，尚有間諧波存在，需要開發(fā)電能表新的算法。3、 三相電能計量專用芯片具有基波/諧波電能計量的三相多功能計量芯片，16位E-Aa/d、24位dsp，負(fù)荷動態(tài)范圍1000:1，線性度0.1%，測量帶寬21次諧波，集成溫度傳感器；采用hilbert數(shù)字濾波器計量諧波無功功率的三相計量芯片；采用數(shù)字并行算法和降低晶振頻率技術(shù)的低功耗三相有功功率計量芯片。4、 基于gprs通信網(wǎng)的用電需求側(cè)管理系統(tǒng)及其終端該系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程抄表、用電異常信息報警、電能質(zhì)量檢測、線損分析、無功電壓管理和電力負(fù)荷控制管理等功能，系統(tǒng)指標(biāo)為：并發(fā)數(shù)據(jù)量不小5萬采集點，一次采通率不小于95%，二次采通率不小于99.5%，遙測合格率大于98%，對時精度小于100毫秒。5、 關(guān)口表遠(yuǎn)程校準(zhǔn)系統(tǒng)該系統(tǒng)由多路關(guān)口表的測量、校準(zhǔn)回路和計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，就是將高精度三相標(biāo)準(zhǔn)表置于變電站內(nèi)環(huán)境條件符合要求的場所，被測電流的變換是通過計量電流互感器的二次回路接入0.02級、5/0.5a的中間互感器，標(biāo)準(zhǔn)表和關(guān)口表的三相接線方式和有功、無功計量方式是通過工控機(jī)指令切換，關(guān)口表的實時誤差通過專用信道送至系統(tǒng)主站，整個系統(tǒng)誤差為0.1%。6、電能質(zhì)量和電能計量標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確度為0.02%的數(shù)字式三相標(biāo)準(zhǔn)表，四象限測量，多種無功功率計量方式，諧波和基波有功功率計量，50次諧波分析，三相不對稱測量；電力系統(tǒng)的正弦無功功率計量標(biāo)準(zhǔn)，它以電流比較儀技術(shù)為基礎(chǔ)，通過基本電學(xué)參量溯源，正弦無功功率計量的擴(kuò)展不確定度為75X10；電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量計量標(biāo)準(zhǔn)，包括：諧波電壓、電流測量，諧波次數(shù)從直流和2-100次整數(shù)倍諧波，任意次間諧波，諧波電壓擴(kuò)展不確定度為0.02%，諧波電流擴(kuò)展不確定度為0.04%；閃變，常用的指標(biāo)是短時間閃變pst(10min)和長時間閃變plt(2h)，該標(biāo)準(zhǔn)裝置的擴(kuò)展不確定度為0.5%；頻率：1hz-21mhz，該裝置擴(kuò)展不確定度為2X10；相位，該標(biāo)準(zhǔn)裝置擴(kuò)展不確定度為0.02%；產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范，鑒于國際上尚未有三相多功能表的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，中國電工儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會組織起草國家標(biāo)準(zhǔn)《多功能電能表特殊要求》，現(xiàn)正進(jìn)入審定階段。制定該標(biāo)準(zhǔn)的目的，是為制造商和使用電能的用戶提供一個產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范，并使其體現(xiàn)產(chǎn)品訂貨技術(shù)規(guī)范的大部分內(nèi)容，多功能表的通用要求，將參照中國相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的的內(nèi)容。三、未來三相多功能電能表技術(shù)的走向正視現(xiàn)狀，展望未來，需要超前預(yù)測電表應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)要求的不斷變化，才能正確把握今后產(chǎn)品技術(shù)的走向。1、 應(yīng)用領(lǐng)域的拓展：近幾年，中國的社會用電量迅速增長，全國聯(lián)網(wǎng)，特高壓電網(wǎng)建設(shè)，百萬千瓦級發(fā)電機(jī)并網(wǎng)，家居網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程，電網(wǎng)經(jīng)營管理改進(jìn)和計量新技術(shù)應(yīng)用等要素，推進(jìn)電表應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，主要是：從用電計量計費擴(kuò)大到配電變壓器、變電站的經(jīng)濟(jì)管理和用電需求側(cè)管理的計量；從用戶計費擴(kuò)大到發(fā)電廠上網(wǎng)電量、跨省電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線交換電量的計費；從315千伏安及以上的大工業(yè)用戶計費擴(kuò)大到100千伏安及以上的商業(yè)、非工業(yè)、普通工業(yè)戶的計費，以上電表應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，引起計量點總量估計由60萬個擴(kuò)大到400萬個，電表應(yīng)用需求量前景看好。2、 技術(shù)要求的更新：隨著電表應(yīng)用范圍擴(kuò)大，電力系統(tǒng)提出許多具有專業(yè)特點的計量要求傳統(tǒng)計費電表的通用要求，有功、無功電能計量，最大需量計量，費率時段，單方向、雙方向和不完整的四象限計量，多參數(shù)測量，多種計時要求，多種通信方式，自檢、報警，停電抄表，失壓、斷相、停電、失流、三相不對稱、編程預(yù)置、需量復(fù)位等事件記錄；新提出的通用要求，運行和備用兩套費率時段0-360°計量，具有時標(biāo)的視在電能計量，最小需量計量，qh計量，溫度誤差自動補(bǔ)償，諧波電壓、電流總含量和諧波污染程度測量，防竊電基礎(chǔ)技術(shù)，同時，計費電表要準(zhǔn)確可靠，功能簡單、實用；關(guān)口表的特殊要求，最高準(zhǔn)確度提高到0.1級，電表穩(wěn)定性和可靠性指標(biāo)要量化，低負(fù)荷計量，需量周期、費率時段的同步和主、副表實時比對，電表遠(yuǎn)程校準(zhǔn)等；大工業(yè)戶計量的特殊要求，諧波、沖擊負(fù)荷計量，功率越限報警，主變壓器損耗計量，互感器合成誤差補(bǔ)償，電能質(zhì)量計量等；中等容量戶計量的特殊要求，大電流計量，半波通過電流互感器計量，三相不平衡、不對稱計量；變電站進(jìn)線、出線計量的特殊要求，主變壓器損耗計量，變電站的有功、無功、視在電能平衡計量，無功功率控制信號輸出，用戶線路的特殊要求，參照大工業(yè)戶計量的特殊要求內(nèi)容；配電變壓器計量的特殊要求，停電采集，三相不平衡、不對稱測量，中性線電流測量，變壓器油溫測量，變壓器損耗計量和有功、無功、視在電能平衡，電力線路損耗電量的核實等；用電需求側(cè)管理系統(tǒng)終端的特殊要求，功率越限報警和主動上報，電力負(fù)荷開關(guān)投切信號輸出等。綜上所述，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，中國的三相