關(guān)于電能計(jì)量誤差與電能計(jì)費(fèi)問題思考

黃曉磊

摘 要：文章首先分析了電力系統(tǒng)中有功電能的計(jì)算與誤差，接著是電力系統(tǒng)暫態(tài)狀況下的電能計(jì)量分析。這樣不僅減少了電能資源的浪費(fèi)，也在一定程度上維護(hù)了電力企業(yè)的利益，而且能夠更好的完善電能計(jì)費(fèi)管理。

關(guān)鍵詞：電能計(jì)量誤差；電能計(jì)費(fèi)；思考

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，認(rèn)真分析電能計(jì)量的誤差可以減少電能的消耗，幫助電力企業(yè)電能資源的消耗管理，維護(hù)電力企業(yè)和用戶的利益。所以，在電力運(yùn)行的過程中，分析電能的計(jì)量誤差，這樣對電力企業(yè)和用戶有積極的意義。電力系統(tǒng)與資源用戶之間，對于怎樣進(jìn)行電能的購買，怎樣進(jìn)行電能的計(jì)量與計(jì)費(fèi)，不但是經(jīng)濟(jì)方面的問題，也是技術(shù)方面的問題。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，很多設(shè)備的種類變得復(fù)雜起來，電網(wǎng)的一些非線性負(fù)荷也越來越多。在電力系統(tǒng)運(yùn)行的時候，電氣企業(yè)向用戶提供電能的同時，還要保證電能計(jì)量的公正與公平，除了影響企業(yè)與用戶的利益，還體現(xiàn)了電子資源計(jì)量管理技術(shù)的發(fā)展水平。

1 電力系統(tǒng)中有功電能的計(jì)算與誤差分析

1.1 電力系統(tǒng)中有功電能的計(jì)算

在整個電力系統(tǒng)中，計(jì)算電能資源中的有功電能，主要根據(jù)一定時間內(nèi)的電能資源的平均功率加上計(jì)量時間這兩個因素。計(jì)算公式為：W=T×P，在這個公式中，T表示的是在進(jìn)行有功電能計(jì)算的實(shí)踐，P是相應(yīng)的有功功率的功率值。在整個電力系統(tǒng)中，只要計(jì)算出在一個時間范圍內(nèi)的有功功率就可以計(jì)算出這個范圍內(nèi)的有功電能的狀況。打個比方，在一個三相四線制的系統(tǒng)運(yùn)行的時候，根據(jù)這個電力系統(tǒng)運(yùn)行的狀況來計(jì)算有功電能。在三相四線制的電力系統(tǒng)中，其瞬時的功率加在一起等于這個電路中的平均有功功率的任何一個時刻。但是也有例外，就是在三相四線制電力系統(tǒng)中出現(xiàn)諧波分量的狀況的時候，要計(jì)算相關(guān)的有功電能，就要計(jì)算系統(tǒng)的瞬時功率，通過計(jì)算這個功率來把有功電能的狀況計(jì)算出來。

1.2 電力系統(tǒng)中有功電能的計(jì)量誤差分析

在進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行的時候，要計(jì)算電力資源的消耗和使用，很多時候都是通過電能表來計(jì)算的。其運(yùn)行中數(shù)字式的電能表在整個電能系統(tǒng)的計(jì)量過程可以從下圖1來看出：

圖1 全數(shù)字化電能表有功電能計(jì)量過程

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的時候，進(jìn)行計(jì)量和檢測有功電能過程中，運(yùn)用數(shù)字化電能表，要全面實(shí)現(xiàn)對于電力系統(tǒng)中有功電能的實(shí)時檢測，一般都是通過電能表中的前置低通濾波器來開展的。但是即便這樣，前置低通濾波器在檢測運(yùn)行的時候還會產(chǎn)生一定的誤差。一方面在電力系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行的術(shù)后，低通濾波器在進(jìn)行有功能能運(yùn)行狀況檢測的時候不可能把所有的都檢測在內(nèi)，這樣一來，可能會造成一部門高頻率有功電能出現(xiàn)損耗或者流失掉，在進(jìn)行電能的監(jiān)測的時候不可避免的產(chǎn)生誤差；另一方面，在電力系統(tǒng)中，要進(jìn)行有功電能的檢測，使用全數(shù)字化電能表，應(yīng)用前置低通濾波器可能會產(chǎn)生一定的信號分量的轉(zhuǎn)移，這樣在監(jiān)測過程中也可能產(chǎn)生誤差。根據(jù)通常意義上對功率進(jìn)行計(jì)算的方式，我們可以進(jìn)行假設(shè)，把瞬時功率當(dāng)做是p（t），那么可以計(jì)算出，在某一個時間段內(nèi)的有功功率的公式可以算出來。假設(shè)，當(dāng)實(shí)際功率為3的時候，因?yàn)榫颓爸脼V波器來說，會有一個動態(tài)響應(yīng)的過程，這樣就會產(chǎn)生響應(yīng)的延時，所以，在進(jìn)行積分的時候產(chǎn)生誤差是在所難免的。根據(jù)計(jì)算可以看出，在一個時間段內(nèi)，用前置濾波器計(jì)算出來的有功功率是2.93，這樣的誤差就是比較大的，基本已經(jīng)達(dá)到了2.3%，如果不計(jì)算時間，單純的計(jì)算積分的話，所謂的絕對誤差在0.0013，在計(jì)算下一個周期，可以看出，不計(jì)算時間的誤差跟上一個周期相同，但是有功功率卻縮小了一般作用。這樣就可以看出來，0.0013這個誤差主要是通過前置濾波器的延時這個原因造成的，并且實(shí)際上，相對誤差卻是隨著積分的周期數(shù)的不斷增加而呈現(xiàn)出遞減的規(guī)律，主要是以2的指數(shù)的變化為違規(guī)率。

2 電力系統(tǒng)暫態(tài)狀況下的電能計(jì)量分析

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的時候，數(shù)字化電能表對于有功電能的監(jiān)測一般都是在系統(tǒng)運(yùn)行比較穩(wěn)定的狀況下進(jìn)行的。但是，電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況在處于暫態(tài)的時候，就可能會對電能的監(jiān)測與計(jì)量產(chǎn)生影響，導(dǎo)致問題的存在。我們可以以單相電路所謂運(yùn)行狀況作為案例，對系統(tǒng)在運(yùn)行的時候的暫態(tài)狀況出現(xiàn)的問題進(jìn)行探討。電力系統(tǒng)出現(xiàn)暫態(tài)的狀況的時候，在系統(tǒng)中會出現(xiàn)電壓突然下降，還可能產(chǎn)生其他的電壓變化，在電壓出現(xiàn)突然的變化的時候，這種變化會影響有功電能的檢測的狀況。

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的時候，如果是處于暫態(tài)的狀況。那么系統(tǒng)運(yùn)行的時候就有功功率出現(xiàn)的狀況或者說是周期跟上文所述的三相電壓的有功功率的周期是不相同的。與此同時，有功功率的檢測值跟電力暫態(tài)的出現(xiàn)具有一定的關(guān)系。在電力系統(tǒng)運(yùn)行的時候，主要是根據(jù)傅里葉變換原理來進(jìn)行電路電壓信號的處理。但是這種情況也有例外，就是在電力系統(tǒng)中電路電壓信號的變換，運(yùn)用傅里葉變換并不能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。需要進(jìn)行小波變換的應(yīng)用。因此，如果電能系統(tǒng)運(yùn)行處在暫態(tài)狀況下，進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行的有功電能的功率計(jì)量的實(shí)現(xiàn)，需要進(jìn)一步結(jié)合了小波變換和傅里葉變換的原理。只有把兩者結(jié)合起來，才能更好的實(shí)現(xiàn)電能功率計(jì)量工作。在電力系統(tǒng)運(yùn)行的時候，電路電壓的負(fù)載數(shù)值會對有功功率的變化產(chǎn)生影響。電力用戶主要分為兩種：一種是非線性負(fù)荷用戶，還要一種是線性負(fù)荷用戶。所以，就這樣的狀況來看，電力用戶的電力負(fù)荷不一樣的話，對于電力系統(tǒng)的有功功率的影響必然不相同。

3 關(guān)于電能計(jì)量與計(jì)費(fèi)問題的思考

有功功率的綜合是基波有功和諧波有功的之間的總數(shù)和。就當(dāng)前情況來看，對于諧波有功究竟怎么進(jìn)行計(jì)費(fèi)并沒有一個完全統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，如果電表生產(chǎn)廠家不一樣，其有功計(jì)量的也是不一樣的。當(dāng)前供電系統(tǒng)所采用的計(jì)量方面的裝置一般分為兩種類型：一種是感應(yīng)式電能表，還有一種是電子式的電能表。就感應(yīng)式的電能表來說，根據(jù)其主要的工作原理以及相應(yīng)的構(gòu)造決定了，一般是在比較理想的狀態(tài)下才會有比較好的工作性能。這樣的電子性能是非線性的，當(dāng)有諧波存在的時候，計(jì)量的電能量就不是基波有功和諧波有功的之間的總數(shù)和。就電子式電子表來說，因?yàn)橛?jì)算電能的方法存在差異，種類也比較多，其中很大的部門是進(jìn)行一個大致的計(jì)算，計(jì)算出一個總的電能量。所以，這些狀況的存在就很難真正的把用戶的實(shí)際用電狀況反應(yīng)出來。事實(shí)上，比較理想計(jì)費(fèi)方法是把諧波有功電能的計(jì)費(fèi)和基波產(chǎn)生的有功電能分開，采取不相同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。對于線性負(fù)荷來說，當(dāng)電網(wǎng)被諧波污染的時候，依據(jù)現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電費(fèi)的統(tǒng)計(jì)，用戶在繳費(fèi)的時候需要交納總功率的電能，但是用戶實(shí)際交納的費(fèi)用應(yīng)該只是一些有電能，因此，這樣的標(biāo)準(zhǔn)來收取費(fèi)用是存在一定的不合理之處的。他們不僅僅是多繳納了相關(guān)費(fèi)用，而且由于存在諧波現(xiàn)象可能會損壞一些用電設(shè)備，因此，就需要得到相應(yīng)的賠償。這就需要解決諧波源的探測等方面的技術(shù)問題。要在技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上，形成全社會范圍的共識，就電費(fèi)收取的公平問題上達(dá)成一致。

4 結(jié)束語

綜上所述，對于電力系統(tǒng)的電能計(jì)量存在誤差的狀況以及相應(yīng)的計(jì)費(fèi)問題進(jìn)行科學(xué)合理的探究和思考，能夠維護(hù)電力企業(yè)的利益，還能夠維護(hù)電能使用者的利益。除此之外，為了更好的減少電能計(jì)費(fèi)誤差的存在，提高電能計(jì)費(fèi)的公平性，需要提高電力系統(tǒng)中電能計(jì)量技術(shù)，為電力系統(tǒng)的發(fā)展做出積極的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]周莉，劉開培.電能計(jì)量誤差分析與電能計(jì)費(fèi)問題的討論[J].電工技術(shù)學(xué)報，2012（2）.

[2]王金.電能計(jì)量裝置綜合誤差分析及降低措施[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2012（24）.