时间：2023-03-20 16:22:24
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1.1电能计量作为电力企业与用户之间进行电能核算的重要依据，对电能数据进行采集、分析和处理，不仅能够及时为电能使用者提供准确的信息反馈，同时也能够为电能使用者提供准确的数据计量，因此电能供就者和电能使用者可以通过电能计量来制定相应的电能节能计划，确保实现节能减耗的目标。
1.2在节能措施制定时需要由电能计量提供数据上的支持首先，通过电能计量，用户可以得到准确的用电数据，通过对数据分析，或以明确一段时间内的用电量，并进而根据实际用电情况对用电量的合理性进行总结，采取相应的措施，避免用电浪费现象的发生；其次，目前电能计量开始向自动化和智能化的方向发展，对用电数据可能进行智能的分析和处理，能够自动对电能系统中存在的电能损耗问题进行发现，并还能够对对引发电能损耗的原因进行明确，这样就为电能损耗的处理具有重要的作用，可以采用针对性的措施来及时对设备进行更新，确保设备运行的节能减耗，使电力系统运行的稳定性和可靠性得到保障。
1.3电力计量自动化系统通过无线GPRS、CDMA网络，将每个采集终端的电能数据信息传送到计量自动系统主站，通过数据库处理，实现耗能单元远程抄表及综合性的智能管理。它具有采集功能、统计功能、数据共享功能。计量自动化还可以利用电能计量数据和计算机模拟软件相结合，通过计算机模拟软件及时而准确地对当前的电力系统状态进行评估，及时发现能量损耗严重的地方。
2电能计量节能减耗运用的实现
2.1进一步完善电能计量系统从计量装置普查情况来看，一般企业耗能计量配备率较低。只有完善能源消耗计量系统，才能科学地分析全厂耗能设备情况，合理地下达耗能指标，节能管理才能做到有的放矢，这也是节能降耗的首要措施。电量计量方面应当采用电量计量远传技术。安装配电监测系统终端，经过现场调试和运行，确保其测量准确率。
2.2确保电能计量的准确性
2.2.1采用复合变比电流互感器自动转换计量装置对负荷电流长期运行在电能表额定负荷20%以下的线路，可安装复合变比电流互感器自动转换计量装置，与复合变比电流互感器配套使用，通过在线检测，确定线路运行电流的大小，以提高电能表的计量准确度。
2.2.2开展计量装置综合误差分析把投运前电流、电压互感器合成误差、电压互感器二次回路压降误差通过计算形成数据表。在每次的周期校验时，都可以对照各项数据配合电能表进行调整，使计量综合误差达到最小。同时，按规程规定做好电能表、电流互感器、电压互感器进行周期检验和轮换工作。
2.2.3对互感器误差进行调整电能计量综合误差的大小主要决定于电能表本身的误差和互感器的合成误差。因此可根据现场的具体情况，对运行中的电流互感器、电压互感器进行误差补偿，使其误差尽可能地减小，甚至小到可以忽略；另外，还可通过调整某一相或两相电流、电压互感器的比差和角差来减小互感器的合成误差。
2.2.4经常检测电流互感器倍率和计量回路有些窃电户为了少交电费，往往私自将原装的电流互感器更换为较大倍率的电流互感器，甚至仍装上原来电流互感器的铭牌。在检查时，应注意电流互感器的实际倍率是否与铭牌相一致。检查电流互感器的一次回路或二次回路是否短接、二次回路是否伪接或开路、二次端子的极性或换相是否错接等。对电压互感器，应检查其接线的正确与否，防止虚接、伪接与二次回路的开断以及换相错接等。
2.2.5完善计量装置选择专业大厂生产的高精度、稳定性好的多功能电能表。由于电子技术的发展，现在多功能电子表已日趋完善，其误差较为稳定，且基本呈线性。一只多功能电子表可同时兼有正、反向有功，正、反向无功四种电能计量和脉冲输出、失压记录、追补电量等辅助功能，且过载能力强、功耗小。对Ⅰ、Ⅱ类用户应采用全电子式电能表。专业大厂生产的多功能电能表在元器件材料、设计技术水平、质量检验均有较高要求，是实际使用的首选。
3结束语
1.电力计量的重要性
随着人们需求的不断增加，能源短缺问题不断加剧，人们的生活、工作离不开电力资源的使用，为了解决能源短缺问题，保护我们赖以生存的环境，节能减排越来越重要。电力计量不仅对电力市场有着重要意义，而且可以有效的分析相关设备的损耗情况，对有效运用能够起到节能降耗的作用。电力计量能够为节能降耗工作提供电压、频率等数据信息，电力计量技术的水平直接关系着相关信息的准确度。而且，在电力管理工作中，我们只有准确的分析相关数据，才能改善电力节能技术，提高电力资源的利用了，进一步降低电力损耗。为此，我们只有不断完善电力计量技术，才能保证相关数据的正确性，使其更好的为电力节能降耗工作服务。
2.分析电力计量在节能降耗中的应用
2.1加强智能电表的应用
智能电表作为一种智能化仪表，它主要是先采集用户供电数据，然后再通过内部集成电路对采集信息进行相关处理，采集来的信息转换成脉冲进行输出，输出后经过单片机的有效处理和分析，再将脉冲转换成用电量输出。智能电表在节能降耗方面有很重要的作用，它能够利用计算机管理系统实时、准确的进行用电费用计算，有效的提高了结算效率。智能电表的实时监测功能方便了供电企业了解供电情况，避免了电能质量问题。而且，通过智能电表对水、热等能耗数据的采集，我们可以对能耗、峰值进行预测，为节能用电提供了很大帮助。
智能电表的功能性十分强大，使用智能电表可以通过电价来对用户负荷和分布式发电进行控制，在常规用电中实施分时电价控制，在短期用电需要中实行实时电价控制，在高峰期用电需求中实施紧急峰值电价控制。智能电表的使用过程中，会将有关能耗信息传达给用户，这样就能够方便用户合理用电，通过转换能源利用方式等减少能源消耗。我们也可以将智能电表提供的相关信息加以利用，在这一基础上建立用户能量管理系统，这样以来，就可以为各类型的用户提供能量管理服务，在满足用户需求的条件下尽量减少能源使用，避免了能源浪费。
除此之外，智能电表给用户提供相关能耗数据可以帮助用户改进用电方法，方便用户及时的发现各种能耗异常情况，有利于提高用户的节能意识。而且一些用户安装了分布式发电设备，这能够帮助用户进行合理用电和发电方案的制定，从而使用户实现利益最大化。
2.2促进电力计量系统的综合化
电量考核对电力管理来说尤为重要，考核的实施需要依据相关数据信息，从而针对电力市场交易情况进行考核。在对发电厂进行考核时，需要依据相应的电能量数据，与发电计划进行对比，准确得知发电厂执行情况。为了进一步完善电力考核系统，需要我们优化电力计量系统，充分满足电力计量综合化需求。电力远程计量主要采用了分层式结构，利用该计量系统，不仅能够通过移动通信系统、光纤等方式和采集终端进行通信，而且还能够将采集装置的相关数据信息进行记录，有效的提高了节能降耗的工作效率。
2.3提高计量工作人员的专业素质
要提高电力计量在节能降耗中的运用效率，一定要做好计量人员的管理工作。首先，要加强计量人员的培训工作。计量人员使计量工作的执行者，一旦计量工作人员缺乏相关专业技能，就会影响计量系统的正常运行。为此，对计量人员要实行岗前培训、定期培训，并根据实际情况给工作人员提供对外学习的机会，使他们不断的学习新技术。其次，要提高工作人员的积极性。计量工作的开展离不开人员操作，为了保证计量系统的有效运行，我们要不断优化人员考核系统，完善奖励机制，提高计量人员的积极性，减少人员流动。
二、总结
1.1电能计量信息化管理的设计原则
电能计量管理部门应建设电能计量管理高效的信息系统，并与用电营业等相关部门实现工作联网，电力部门才能实现电能计量信息化管理。其中，电能计量信息化管理系统的设计原则要满足如下四个方面：第一，电能计量信息系统在功能设计上，应保证各功能模块形成一个有机统一的整体，同时保证各功能模块的独立性，电力部门电能计量满足各业务功能的需要，各项业务处理有效实现独立性，实现连贯和统一的业务流程；第二，用电管理中，电能计量信息化管理系统是基础组成部分，还要预留数据接口为系统功能的扩展；第三，电能计量信息化管理系统的设计应以计量器具资产为辅线，以电能计量装置为主线，保证系统可以全程监控和管理整个电能计量装置的运行状况；第四，保证系统设计中各功能模块之间数据一致性好、共享性高，便于用户查询，保证系统维护简单。
1.2电能计量信息化管理的设计模式
电能计量信息化管理模式如图1所示，具体的工作原理为：整个电能计量信息化管理系统是以数据管理器的采用作为中心的，数据管理器负责管理整个系统的运行。用户通过售电系统，可以在售电系统上购电，电力公司通过互联网数据交换，通过管理系统命令将电量输入到数据管理器，然后数据管理器再将电量通过控电机柜传输到用户区，实行李振中国网湖北省电力公司孝感供电公司湖北孝感432000电能用电的自动管理。同时，电能计量信息化管理系统通过互联网，将用电信息在售电系统、管理系统和监控系统之间相互传输，最后端口为电力管理部门中相关用电管理中心，监控系统由各用电管理区放置在相应位置，电能计量进行逐层管理，便于电力管理部门信息化管理。
1.3电能计量信息化管理的功能设计
正常情况下，电力部门要实现电能计量信息化管理，电能计量信息化管理系统功能需求应满足如下四个方面：第一，使用电能计量信息化管理系统可以实现有效管理整个电能计量工作，凭借信息处理技术达到计量系统信息共享；第二，利用电能计量信息化管理系统能实现全程跟踪电能计量资产的状态，通过建设电能计量资产的各种台账，并实现电能计量信息化管理系统对计量资产流转过程的跟踪管理。另外，电能计量信息系统为了对人为因素的影响进行有效控制，需要信息系统利用口令以及权限管理等手段有效管理工作人员处理业务的权限；第三，用电业务管理的自动化操作可以利用电能计量信息化管理系统来实现，逐步取代用电业务的传统手工管理方式；第四，要求电能计量系统能方便查询计量业务进展、各种统计数据、用户的相关信息资料、计量器具的信息资料等。
2.电能计量信息化管理的主要措施
2.1建设计量信息管理系统
电量计量信息管理系统包括资产档案、运行计量装置档案、标准设备、检测数据档案等许多方面的内容。计量信息管理系统不仅具有实时抄录分析各种电量表、自动检测各种计量器等特征，还可以对系统中存在分散、混乱的抄表系统测量信息和静态测量进行技术计算，将分类为营销、管理等功能模块，将原来计量和抄表系统内的计量信息转换为动态、综合、有序的信息，实现现代化的计量管理。要充分利用计量和抄表系统功能，适应电网商业化运行的需要，核准电能计量的准确性，实时提供各类电量信息，实时查出有疑点的计量装置，对不合理用电情况进行严格查处，对在线计量装置引起的误差电量进行计算分析，能够改进计量管理，为电力营销决策提供有力依据。
2.2做好计量装置的维护
电压互感器二次电压降补偿器可以“补偿”计量TV二次回路的电压降，并且可以减少电能计量误差。同时，采用加大导线截面、电能表采用低功耗、缩短电压互感器和电能表之间的连线的有效解决方法，解决计量二次回路电压降过大的问题。在电能计量中采用电压互感器二次电压降补偿器，不但增加了计量装置的故障率，而且还影响了设备的稳定性和可靠性，甚至引起用户异议，造成不必要的争端，所以建议取消这种补偿方式。近年来，电量变送器代替电能表的现象逐渐出现，但是电量变送器因其用途、误差计算方式等方面的不同并不符合特殊的计量要求。所以，电量变送器不能代替电能表使用。
2.3优化计量工具
关键词：电能质量分析方法控制技术
0引言
随着国民经济的发展，科学技术的进步和生产过程的高度自动化，电网中各种非线性负荷及用户不断增长；各种复杂的、精密的，对电能质量敏感的用电设备越来越多。上述两方面的矛盾越来越突出，用户对电能质量的要求也更高，在这样的环境下，探讨电能质量领域的相关理论及其控制技术，分析我国电能质量管理和控制的发展趋势，具有很强的观实意义。
1衡量电能质量的主要指标
由于所处立场不同，关注或表征电能质量的角度不同，人们对电能质量的定义还未能达成完全的共识，但是对其主要技术指标都有较为一致的认识。
(1)电压偏差（voltagedeviation）：是电压下跌(电压跌落)和电压上升(电压隆起）的总称。
(2)频率偏差（friquencydeviation）：对频率质量的要求全网相同，不因用户而异，各国对于该项偏差标准都有相关规定。
(3)电压三相不平衡（unbalance）：表现为电压的最大偏移与三相电压的平均值超过规定的标准。
(4)谐波和间谐波（harmonics&inter-hamonics）：含有基波整数倍频率的正弦电压或电流称为谐波。含有基波非整数倍频率的正弦电压或电流称为间谐波，小于基波频率的分数次谐波也属于间谐波。
(5)电压波动和闪变（fluctuation&flicker）：电压波动是指在包络线内的电压的有规则变动，或是幅值通常不超出0.9～1.1倍电压范围的一系列电压随机变化。闪变则是指电压波动对照明灯的视觉影响。
2电能质量问题的产生
2.1电能质量问题的定义和分类
电能质量问题是众多单一类型电力系统干扰问题的总称，其实质是电压质量问题。电能质量问题按产生和持续时间可分为稳态电能质量问题和动态电能质量问题。
2.2电能质量问题产生原因分析
随着电力系统规模的不断扩大，电力系统电能质量问题的产生主要有以下几个原因。
2.2.1电力系统元件存在的非线性问题
电力系统元件的非线性问题主要包括：发电机产生的谐波；变压器产生的谐波；直流输电产生的谐波；输电线路（特别是超高压输电线路）对谐波的放大作用。此外，还有变电站并联电容器补偿装置等因素对谐波的影响。其中，直流输电是目前电力系统最大的谐波源。
2.2.2非线性负荷
在工业和生活用电负载中，非线性负载占很大比例，这是电力系统谐波问题的主要来源。电弧炉（包括交流电弧炉和直流电弧炉）是主要的非线性负载，它的谐波主要是由起弧的时延和电弧的严重非线性引起的。居民生活负荷中，荧光灯的伏安特性是严重非线性的，也会引起严重的谐波电流，其中3次谐波的含量最高。大功率整流或变频装置也会产生严重的谐波电流，对电网造成严重污染，同时也使功率因数降低。
2.2.3电力系统故障
电力系统运行的内外故障也会造成电能质量问题，如各种短路故障、自然现象灾害、人为误操作、电网故障时发电机及励磁系统的工作状态的改变、故障保护装置中的电力电子设备的启动等都将造成各种电能质量问题。
3电能质量分析方法
3.1时域仿真法
时域仿真方法在电能质量分析中的应用最为广泛，其最主要的用途是利用各种时域仿真程序对电能质量问题中的各种暂态现象进行研究。目前较通用的时域仿真程序有EMTP、EMTDC、NETOMAC等系统暂态仿真程序和SPICE、PSPICE、SABER等电力电子仿真程序。
采用时域仿真计算的缺点是仿真步长的选取决定了可模仿的最大频率范围，因此必须事先知道暂态过程的频率覆盖范围。此外，在模仿开关的开合过程时，还会引起数值振荡。
3.2频域分析法
频域分析方法主要包括频率扫描、谐波潮流计算和混合谐波潮流计算等，该方法多用于电能质量中谐波问题的分析。
频率扫描和谐波潮流计算在反映非线性负载动态特性方面有一定局限性，因此混合谐波潮流计算法在近些年中发展起来。其优点是可详细考虑非线性负载控制系统的作用，因此可精确描述其动态特性。缺点是计算量大，求解过程复杂。
3.3基于变换的方法
在电能质量分析领域中广泛应用的基于变换的方法主要有Fourier变换、神经网络、二次变换、小波变换和Prony分析等5种方法。
3.3.1Fourier变换
Fourier变换是电能质量分析领域中的基本方法，在实时系统中，通常采用短时Fourier变换方法(STFT)和快速Fourier变换方法(FFT)。
Fourier变换的优点是算法快速简单。但其缺点也很多：（1）虽然能够将信号的时域特征和频域特征联系起来观察，但不能将二者有机地结合起来。（2）只能适应于确定性的平稳信号(如谐波)，对时变非平稳信号难以充分描述。（3）STFT的离散形式没有正交展开，难以实现高效算法；只适合于分析特征尺度大致相同的过程，不适合分析多尺度过程和突变过程。（4）FFT变换的时间信息利用不充分，任何信号冲突都会导致整个频带的频谱散布；在不满足前提条件时，会产生“旁瓣”和“频谱泄露”现象。
3.3.2神经网络法
神经网络理论是巨量信息并行处理和大规模平行计算的基础，它既是高度非线性动力学系统，又是自适应组织系统，可用来描述认知、决策及控制的智能行为。
神经网络法的优点是：（1）可处理多输入－多输出系统，具有自学习、自适应等特点。（2）不必建立精确数学模型，只考虑输入输出关系即可。缺点是：（1)存在局部极小问题，会出现局部收敛，影响系统的控制精度；（2)理想的训练样本提取困难，影响网络的训练速度和训练质量；（3)网络结构不易优化。
3.3.3二次变换法
二次变换是一种基于能量角度来考虑的新的时域变换方法。该方法的基本原理是用时间和频率的双线性函数来表示信号的能量函数。
二次变换的优点是：可以准确地检测到信号发生尖锐变化的时刻；精确测量基波和谐波分量的幅值。缺点是：无法准确地估计原始信号的谐波分量幅值；不具有时域分析功能。
3.3.4小波分析法
小波变换是新的多尺度分析数字技术，它通过对时间序列过程从低分辨率到高分辨率的分析，显示过程变化的整体特征和局部变化行为。常用的小波基函数有：Daubechies小波、B小波、Morlet小波Meyer小波等。
小波变换的优点是：（1）具有时－频局部化的特点，特别适合突变信号和不平稳信号分析。（2）可以对信号进行去噪、识别和数据压缩、还原等。缺点是：（1）在实时系统中运算量较大，需要如DSP等高价格的高速芯片。（2）小波分析有“边缘效应”，边界数据处理会占用较多时间，并带来一定误差。
3.3.5Prony分析法
Prony分析衰减的思想类似于小波。在该方法中，信号总是被认为可以由一系列的衰减的正弦波构成，这些衰减正弦波类似于小波函数。所以Prony分析方法和小波一样，可以做多尺度的信号分析。Prony分析的主要缺点是计算时间过长。
4电能质量的控制策略与技术
4.1几种电能质量控制策略
（1）PID控制：这是应用最为广泛的调节器控制规律，其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便，易于在工程中实现。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，应用PID控制技术最为方便。其缺点是：响应有超调，对系统参数摄动和抗负载扰动能力较差。
（2）空间矢量控制：空间矢量控制也是一种较为常规的控制方法。其原理是：将基于三相静止坐标系(abc)的交流量经过派克变换得到基于旋转坐标系(dq)的直流量从而实现解耦控制。常规的矢量控制方法一般采用DSP进行处理，具有良好的稳态性能与暂态性能。也可采用简化算法以缩短实时运算时间。
（3）模糊逻辑控制：知道被控对象精确的数学模型是使用经典控制理论的"频域法"和现代控制理论的“时域法”设计控制器的前提条件。模糊控制作为一种新的智能控制方法，无需对系统建立精确的数学模型。它通过模拟人的思维和语言中对模糊信息的表达和处理方式，对系统特征进行模糊描述，来降低获取系统动态和静态特征量付出的代价。
（4）非线性鲁棒控制：超导储能装置(SMES)实际运行时会受到各种不确定性的影响，因此可通过对SMES的确定性模型引入干扰，得到非线性二阶鲁棒模型。对此非线性模型，既可应用反馈线性化方法使之全局线性化，再利用所有线性系统的控制规律进行控制，也可直接采用鲁棒控制理论设计控制器。
4.2FACTS技术
FACTS，即基于电力电子控制技术的灵活交流输电，是上世纪80年代末期由美国电力研究院（EPRI）提出的。它通过控制电力系统的基本参数来灵活控制系统潮流，使输送容量更接近线路的热稳极限。采用FACTS技术的核心目的是加强交流输电系统的可控性和增大其电力传输能力。
目前有代表性的FACTS装置主要有：可控串联补偿电容器、静止无功补偿器、晶闸管控制的串联投切电容器、统一潮流控制器等。
4.3用户电力（CustomPower）技术
用户电力技术就是将电力电子技术、微处理机技术、自动控制技术等运用于中低压配电系统和用电系统中，其目的是加强配电系统的供电可靠性，并减小谐波畸变，改善电能质量。该技术的核心器件IGBT比GTO具有更快的开关频率，并且关断容量已达MVA级，因此DFACTS装置具有更快的响应特性。
用户电力技术概念的提出，有助于供电部门提供高可靠性和高质量的电力，也有助于满足各种新工艺用户对电力供应的更高要求。目前主要的DFACTS装置有：有源滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)、配电系统用静止无功补偿器(D－STATCOM)、固态切换开关(SSTS)等。
5电能质量控制的发展方向
5.1研究电能质量分析控制领域的基础性工作
一方面要深入探索电能质量领域的基础性研究工作，包括电能质量的定义、评价标准与体系，电能质量问题的表现形式、影响因素、防治方法等。同时，积极研究电能质量控制的新方法、新技术和新策略，将更为先进、科学的控制理念和控制思想借鉴到电能质量管理领域。
5.2推广使用数字化电能质量控制技术
以DSP为基础的实时数字信号处理技术在控制领域得到广泛应用，其优点为：①可提高系统稳定性、可靠性和灵活性；②由程序控制，改变控制方法或算法时不必改变控制电路；③可重复性好，易调试和批量生产；④易实现并联运行和智能化控制。随着DSP性能的不断改善和价格的下降，电能质量控制装置将用DSP来实现实时信号处理从而取代模拟量控制。
5.3对电能质量检测技术的新要求
传统的检测仪器一般局限于持续性和稳定性指标的检测，而且仅测有效值已不能精确描述实际的电能质量问题，因此需要发展新的监测技术。具体要求包括：①能捕捉快速(ms级甚至ns级)瞬时干扰的波形；②需要测量各次谐波以及间谐波的幅值、相位；③需要有足够高的采样速率，以便能和得相当高次谐波的信息。④建立有效的分析和自动辩识系统，反映各种电能质量指标的特征及其随时间的变化规律。
5.4大力发展应用新技术
电力电子技术的应用可以大大提高电网的电能质量，FACTS、CusPow等新技术更是为解决电能质量问题开拓了广阔的前景，同时一些非电力电子技术的发展也很迅猛，将这些技术融合发展，并合理使用、大力推广，必然会逐步满足电力负荷对电能质量日益提高的要求。
参考文献
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关键词：电厂电能量自动采集系统平衡率
在电力市场运营过程中，买卖双方交易的物理量是电能量，对发、供电量、联络线交换电量、网损（线损）电量及分时、分类电量的采集、监视、统计、分析、运算是电力市场运营的主要内容；建设电能量自动采集系统是实现电力市场运营的基础。对火力发电厂，主要对发、供电量进行统计，对机组平衡率、交接班电量等进行统计计算，以加强管理，并采取相应措施降低损耗，提高效率。
以我们江苏新海发电有限为例，每天分四班，传统的方式是每次交接班时抄表，人工录入进行统计计算；这种人工抄表、统计不能满足实时、分时及动态分析管理的要求，电能量采集方式的改变已势在必行。江苏新海发电有限公司电能量自动采集系统于2001年9月底基本建成。该系统已采集了所有机组的全部电能量数据，完成了电能量的自动采集、存储、总加计算、统计、报表打印等功能；系统代替了人工抄表，提高了数据的同步性、及时性、准确性和完整性；系统对全公司发电情况和各类平衡率进行自动统计，提高了统计计算速度和自动化水平；利用系统进行分班次考核，提高了企业的管理水平和效率；各部门可通过Web查看所有数据和报表，进行不同的二次开发，提高了电能数据的利用率。系统（如图1所示）分主站和采集终端（ERTU）两部分，主站与ERTU之间采用网络通信方式进行数据传输。主站采用南京华瑞杰自动化设备有限公司的COM-2000系统、厂站采用该公司的MPE-III电能量远方数据终端。
1、江苏新海发电有限公司电能量自动采集系统配置
1.1主站系统配置
该系统采用高性能的PC机作为硬件平台，系统的数据库服务器采用双机备份，互为热备用，并保持数据的一致性；前置机负责采集数据，连接GPS用于全网对时，后置机负责处理并保存数据，报表工作站负责所有报表的编辑和打印，Web服务器提供Web浏览，各MIS工作站通过Web可查看所有数据和报表；主网采用10/100M网，由交换机来连接服务器和所有计算机。
系统操作系统采用目前广泛使用的、安全性能较高的Windows2000Server，网络通信采用TCP/TP协议，数据库采用具有Client/Server模式的商用数据管理系统SQLServer2000，编程全部采用VC、VB、Delphi等，集成EXCEL作为报表工具生成图文并茂的图形报表。
1.2主站系统主要功能模块
（1）数据库管理系统
COM-2000数据库管理系统采用标准的商用数据管理系统。数据处理是整个系统的核心，它涉及到数据结构、数据存取、数据维护、数据共享等多方面的管理
数据库大致分四部分，即系统信息数据库(档案信息库)、原始数据库、二次统计数据库和公式统计库。系统数据库存放了有关系统的配置、参数等信息，原始数据库主要数据来源于各采集终端的电表数据，二次统计数据库主要存放来源于原始数据库，经过计算、统计的数据。公式统计数据库来源于二次统计数据库，存放了公式的计算结果。
（2）WEB服务管理系统
WEB服务管理系统响应来自Internet/Intranet的WEB服务请求，提供客户端请求的数据库数据和WEB页面格式。
（3）前置通讯及数据处理管理系统
此系统完成电能量自动采集系统对采集终端数据的采集和处理，数据采集采用大容量高速数据传输部件，保证准确性。全部操作均为在线完成，随输随用，响应性好。具体功能为：对所接收的报文完成规约转换、系数处理和合理性检查，将处理结果交给数据库。可即时查看通讯状况及具体通讯报文。
（4）数据统计及公式管理系统
该系统完成统计计算公式的设定和定时统计任务，如班次电量、日电量、月电量、年电量及电能量总加、平衡、线损、变损等数据的定时统计任务。
（5）报表图形设置显示打印系统
用户可根据实际需要设置报表和图形显示的格式，完成班次电量、日电量、月电量、年电量等报表数据的定时打印，并可根据用户要求对任意电表、任意采集终端或全厂的历史数据的显示及打印。
（6）终端、电表参数设置下装及召唤系统
该系统完成从主站对采集终端中各电表的基值、转比、时段方案、PT、CT等参数的在线设置和下装，并在线查看终端、电表状态和参数。
（7）内部网络通讯管理系统
该系统是整个系统中各个子系统之间的纽带，其功能为：在操作系统所提供的网络支持的基础上实现面向应用的高层网络通讯；根据应用所定义的数据流动模式确定数据流向，提高应用的通信效率。该系统采用完全的Client/Server模式，基于TCP/TP协议，保证了整个平台在不同网络通信协议之间的可移植性。
（8）告警管理系统
该系统根据用户的要求和数据处理的结果，以及设备状态的变化，对系统中发生的特定变化进行提示和告警。如电量值越界、设备异常等，可进行弹出提示框、语音等多种方式告警，对告警信息，可进行打印和保存，可分时段查询和检索。
（9）远程诊断管理系统
该系统用以完成对用户已投运的系统的诊断和维护。系统可通过拨号MODEM和用户系统连接，对其运行情况进行分析诊断；可远程更新系统程序，排除系统故障；并可远程系统更新消息，提高系统使用水平。
（10）安全机制管理系统
该系统完成安全性校核，防止非法操作。对使用用户进行分级管理，根据用户的类别赋予不同的操作权限；在进行关键操作时，对使用者身份的操作权限进行合法性检查；记录关键操作过程，提高系统管理水平。.3电能量采集装置
采用MPE-III电能量远方数据终端，装置采用交、直流双电源，同时对全厂的脉冲和数字电表进行采集。每时段的电能量均带时标，并保留1个月；采用Polling方式实现远程通信；具备接受当地或远方参数下装、自诊断、远方诊断、自恢复等功能；中文液晶显示；设置、查看、核对具有密码保护；具有输入、输出电压、电流保护、防雷保护、直流反极性输入保护。
1.4通信方式
主站系统与远方电能量采集终端之间的通信方式采用网络方式通讯，由于距离较小，各采集终端直接连接在主站系统网络交换机上。电能量采集终端与电能表之间直接通过RS-485口进行数据传输，对脉冲电表增加脉冲采集板。
2、火电厂电能量自动采集系统建设中的几个问题
2.1主站系统建设
（1）电能量自动采集系统有别于SCADA/EMS系统。当电力工业转向市场化运营后，电网的生产和经营工作将更加细化，电能量自动采集系统必将成为一个独立的系统。
（2）电能量自动采集系统的建设，必须符合相应的国家计量管理标准和技术规范。
（3）数据库的设计。在选用数据库时，一方面要考虑性能和功能；另一方面，还要考虑和现有调度自动化系统数据库的继承，以及开放平台和数据接口等问题。电能量自动采集系统数据库内容的设计，要涉及到今后兼容的问题。我国的电能量自动采集系统从无到有，市场规则一定会不断的修改和完善，应尽量减少和避免数据库结构和内容的变动。完善的数据库系统是研究和设计电能量自动采集系统的一项重要工作。
（4）系统的安全性。电能量自动采集系统实现的功能涉及到企业的切身利益，系统应当具备很强的抗干扰能力，系统运行必须稳定可靠。
（5）数据的完整性。由于电能消耗是前后连贯的，因此电能计量的是一系列随时间递增的电能量累加值，要求在计量、采集、传输、存储和处理的整个过程中，保证在任何环节出现故障时，都不允许丢失数据。特别是在进行分班次电能量统计和结算时，数据的完整性成为电能量自动采集系统的基础。系统数据处理应采用分层处理方式存储数据，确保电能量数据的安全性和完整性。
（6）数据的修改。系统必须保证采集的电能量原始数据完整准确。存入的原始电能量数据只能查看，不能修改；各电能量备份数据有权限才能修改，并保存修改记录档案。
（7）数据的可恢复性。对意外情况引起的系统故障，系统应具有恢复数据的能力，保证电能量数据的安全和完整。
（8）数据的及时性。电能量数据应以5min（或1min）为单位进行带时标采集、传送和存储，便于电能量的统计、分班次考核。
（9）系统的时间性，整个电力系统一直处于电能的发、变、输、配、用的动态平衡状态中，电力交易的产、售、购是同时进行的，电能量自动采集系统应以标准时钟（GPS）为基准，以保证各个计量点基于相同的时间基准完成对电能量的计量及电能量数据带时标的存储。主站系统连接GPS时钟，系统对采集终端对时，采集终端对电表对时（要求电表支持）。
（10）系统的容错性。电能量自动采集系统的软件和硬件设备应具有良好的容错能力。当各软件、硬件功能发生一般故障，以及运行人员或维护工程师在操作中发生一般性错误时，均不引起系统的主要功能丧失或影响系统的正常运行。
（11）系统的灵活性。目前我国的电力市场有其特殊性，电能量自动采集系统的应用功能应当具有很大的灵活性，能够适应政策和市场的变化，并符合不同用户的要求。
（12）系统的扩展性。系统设计必须采用标准化、模块化结构，功能扩展部分的安装要简单、方便，对系统不造成有害影响。
（13）系统的开放性。电能量自动采集系统在保证安全的情况下，要求系统的开放性强，保证电力市场运营的公平、公正、公开的原则，提高电力企业的信誉。
（14）系统的可维护性。电能量自动采集系统的软件和硬件设备应便于运行维护。系统应具有在线维护处理功能，电能量自动采集系统的维护处理必须在不中断和不干扰系统正常工作的情况下进行，确保系统安全。
（15）系统的接口。电能量自动采集主站系统要为SCADA、EMS以及MIS等系统提供标准接口，实现数据共享。
（16）系统的权限管理，系统的安全性、可靠性和数据的准确性，直接关系到企业的经济利益，电能量自动采集系统必须具有严格的权限管理功能。
2.2电能量采集终端
（1）采集终端要求有很高的稳定性和可靠性，主要部件应有备份。
（2）采集终端与电能表之间的通信宜采用RS-485数据通信。
2.3电能表
（1）电能表是电能量自动采集系统的基础，数量非常大。电能表要求运行稳定可靠、精度高、使用寿命长、通信可靠、易于安装维护等。
（2）电能表与电能量自动采集系统之间能进行自动对时，实现统一时钟，
关键字：水轮机；能量；检修；试验研究；状态监测
中图分类号：[TV734.1]文献标识码： A 文章编号：
正文：
本文结合笔者多年实践工作经验，通过实例说明水轮机能量特性是衡量水电机组检修质量的重要指标之一，各个水电厂应根据各自的实际情况尽快出台和制定能量指标下降及恢复程度的检修标准，并将此工作纳入规范化管理。
一、现行检修体制下的机组能量状况
当今社会不断的高速发展，机组状态检测技术也随之日益完善，在设备检修方面由过去传统的利用时间为基础的定期预防性检修，逐渐的转变成为以状态检测为基础的预知性检修。所谓状态检修，就是一种先进的检修管理方式，在实践运用当中它能够有效的避免检修当中体现出来的盲目性，而且还能够有效的减少人力以及物力等资源的铺张浪费，对于设备的可靠性以及可用性能够有针对性的进行有效的提升和全面加强，所以其在当今社会中作为检修方式是一种相对而言较为理想的方式。但是，在社会当中具体运用过程中，状态检修本身就是一项非常复杂的系统工程，所以其还是存在一些负面的问题有待解决，例如检测系统在实践中还显得不够完善以及故障诊断机理还显得不够成熟等，由此便在一定程度上限制了状态检修在社会进行全面推广以及具体应用。
对于1 台水力发电机组，水轮机的能量指标、稳定性指标和空蚀特性是决定水轮机性能优劣的3 大指标，然而水轮机的综合性能反映是水轮机的能量指标，其主要是取决于水轮机过流通道的完善，而且还取决于水轮机在结构以及工艺方案的水平和具体的制造。安装、检修、运行的质量，在实践当中运用所得到的效率越高则体现出其发电成本就越低，这样就能够使得水电厂更加的经济和有效。水轮机其主要由于工况复杂以及零部件较多等问题，在实践运用当中没有得到进一步更好的处理，作为决定检修工作的水轮机空化性能指标和泥沙磨损程度的监测工作仍然处于停滞状态。说以，水轮机进行有效的定期检修以及检修完成之后质量的好与坏，对于机组安全稳定性的运行以及经济效益的全面有力的发挥，都有着直接的影响。
水电厂机组检修的时机、检修工期的安排主要取决于水轮机的运行状态，除一些设备更新改造外，每次检修的主要任务是对水轮机及其过流通道被空化、泥沙磨蚀严重的部位进行补焊、打磨处理。当空蚀磨损部位修补结束，机组其它部件检修安装完成，参数调整合格后，经过机组检修水轮机能量指标能否“ 恢复”，机组的能量指标客观地反映了设备的健康状况、机组的检修质量、机组当前的运行状况以及运行人员的操作水平等综合信息，对指导机组安全经济运行具有现实意义。
二、水轮机能量指标现场实测
某电网的主力电厂，原设计装机容量1225MW(实际核定容量为1160MW)，机组改造后，电厂领导非常重视发电设备的健康状况，大修前后开展机组性能指标的检测工作已成惯例，以此作为检验大修质量的重要数据之一，并为机组以及全厂开展优化运行提供宝贵的第一手资料。水轮机的能量指标并不是突然下降的，而是设备受到损坏后，使水轮机效率逐渐降低。通过比较，也可以判断检修前水轮机经过一个大修周期运行后能量指标的下降程度，以及检修后的机组是否恢复到了初始状态及恢复程度，并成为检验检修质量的标准之一。水轮机效率的一般函数形式为: ηt=f(Pt,Q，H) ( 1)
式中ηt———水轮机效率，%;
Pt———水轮机出力，MW;
Q———机组流量，m3/s ;
H———水轮机工作水头，m。
从水轮机效率的现场实测提供的工况数据基本信息中可以看出，在各种水头下，机组的工作特性曲线有一定的规律，如水轮机效率ηt=f(Pt,H)是水轮机出力Pt 与工作水头H 的函数，只与机组的运行工况有关。
设机组完好无损时的效率为:
ηt0=f0(Pt，H) ( 2)
机组经过一段时间的运行后，由于转轮受到空蚀和泥沙磨损等的作用后，在同一水头下，其效率变为:
ηti=fi(Pt,H) (3)
式中i———测量次数，与时间有关。
水轮机磨蚀越严重，则ηti 就越低，式(2)与式(3)的差值Δηti:
Δηti=ηt0- ηti=f0(Pt,H)- fi(Pt,H) ( 4)
在相同工况下，Δηti 表示与机组无损状态时的效率相比的差值。Δηti 越大，则说明水轮机过流部件被空蚀、磨损破坏得越严重。
反之，也可通过机组能量监测装置来比较和判断水轮机磨蚀破坏的严重程度以及由于效率的降低所带来的能量损失。同理，水轮机出力Pt=f(S，H)的变化为:
ΔPt=Pt0- Pti=f0(S，H)- fi(S，H) ( 5)
式中S———接力器行程，mm。
当然，也可以在机组运行的任一时段(t1- t2)内，通过2 次测试来判断机组经过这一时段的运行后，水轮机能量指标的变化程度，其表达式如下:
水轮机出力:
ΔPt=Pt2- Pt1=f2(S，H)- f1(S，H) ( 6)
水轮机效率:
Δηt=ηt2- ηt1=f2(Pt,H)- f1(Pt,H) ( 7)
采用检修前后能量特性测试数据完全可以鉴别水轮机的检修质量，其变化值是判断机组检修质量优劣的一个重要的指标。
三、加强检修管理，提高检修质量
随着状态检修逐渐提到议事日程，检修中要全面了解并掌握机组的设计参数、静态和动态品质运行状态等等，才能制定相应的检修标准规范，要紧紧围绕影响机组性能的重要指标来合理安排检修计划，做到目的明确，有针对性。所以，从能量指标角度出发，检修中应重点考虑这几方面的检修质量，尽可能恢复到原来的设计标准。另外，检修过程不仅仅是修修补补，要带着问题去检修，要从深层次查找产生问题的根本原因并尽可能地加以消除，以进一步提高机组的可用率，延长机组的检修周期，使发电厂获得更大的经济效益。
【总结】：综上所述，在现代社会新时期全面有力的加强水轮机设备检修管理、提高检修质量，充分发挥水力发电机组能量效益的基础，那么在今后的发展过程当中势必有着更为广阔的发展空间，为水电厂取得最大化的经济利益。
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1引言
在现代化生产过程控制中，执行机构起着十分重要的作用，它是自动控制系统中不可缺少的组成部分。现有的国产大流量电动执行机构存在着控制手段落后、机械传动机构多、结构复杂、定位精度低、可靠性差等问题。而且执行机构的全程运行速度取决于其电机的输出轴转速和其内部减速齿轮的减速比，一旦出厂，这一速度固定不可调整，其通用性较弱。整个机构缺乏完善的保护和故障诊断措施以及必要的通信手段，系统的安全性较差，不便与计算机联网。鉴于以上原因，采用传统的大流量电动执行机构的控制系统，可靠性和稳定性较差。随着计算机网络、现场总线等技术在工业过程中的应用，这种执行机构已远远不能满足工业生产的要求。笔者设计的大流量电动执行机构，采用机电一体化技术，将阀门、伺服电机、控制器合为一体，利用异步电动机直接驱动阀门的开与关。通过内置变频器，采用模糊神经网络，实现阀门的动作速度、精确定位、柔性开关以及电机转矩等控制。该电动执行机构省去了用于控制电机正、反转的接触器和可控硅换向开关模件、机械传动装置和复杂、昂贵的控制柜和配电柜，具有动作快、保护较完善、便于和计算机联网等优点。实际运行表明，该执行机构工作稳定，性能可靠。
2电动执行机构的硬件设计及工作原理
电动执行机构控制系统原理框图如图2-1所示。智能执行机构从结构上主要分为控制部分和执行驱动部分。
控制部分主要由单片机、PWM波发生器、IPM逆变器、A/D、D/A转换模块、整流模块、输入输出通道、故障检测和报警电路等组成。执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。
系统工作原理：
霍尔电流、电压传感器及位置传感器检测到的逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号，经A/D转换后送入单片机。单片机通过8255控制PWM波发生器，产生的PWM波经光电耦合作用于逆变模块IPM，实现电机的变频调速以及阀位控制。逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。
控制系统各功能元件的选型与设计：
1)单片机选用INTEL公司生产的8031单片机，它主要通过并行8255口担负控制系统的信号处理：接收系统对转矩、阀门开启、关闭及阀门开度等设定信号，并提供三相PWM波发生器所需要的控制信号；处理IPM发出的故障信号和报警信号；处理通过模拟输入口接收的电流、电压、位置等检测信号；提供显示电动执行机构的工作状态信号；执行控制系统来的控制信号，向控制系统反馈信号；
2)三相PWM波发生器PWM波的产生通常有模拟和数字两种方法。模拟法电路复杂，有温漂现象，精度低，限制了系统的性能；数字法是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点，并存入内存，然后通过查表及必要的计算产生PWM波，这种方法占用的内存较大，不能保证系统的精度。为了满足智能功率模块所需要的PWM波控制信号，保证微处理器有足够的时间进行整个系统的检测、保护、控制等功能，文中选用MITEL公司生产的SA8282作为三相PWM发生器。SA8282是专用大规模集成电路，具有独立的标准微处理器接口，芯片内部包含了波形、频率、幅值等控制信息。
3)智能逆变模块IPM为了满足执行机构体积小，可靠性高的要求，电机电源采用智能功率模块IPM。该执行机构主要适用功率小于5．5kW的三相异步电机，其额定电压为380V，功率因数为0．75。经计算可知，选用日本产的智能功率模块PM50RSA120可以满足系统要求。该功率模块集功率开关和驱动电路、制动电路于一体，并内置过电流、短路、欠电压和过热保护以及报警输出，是一种高性能的功率开关器件。
4)位置检测电路位置检测电路是执行机构的重要组成部分，它的功能是提供准确的位置信号。关键问题是位置传感器的选型。在传统的电动执行机构中多采用绕线电位器、差动变压器、导电塑料电位器等。绕线电位器寿命短被淘汰。差动变压器由于线性区太短和温度特性不理想而受到限制。导电塑料电位器目前较为流行，但它是有触点的，寿命也不可能很长，精度也不高。笔者采用的位置传感器为脉冲数字式传感器，这种传感器是无触点的，且具有精度高、无线性区限制、稳定性高、无温度限制等特点。
5)电压、电流及检测检测电压、电流主要是为了计算电机的力矩，以及变频器输出回路短路、断相保护和逆变模块故障诊断。由于变频器输出的电流和电压的频率范围为0～50Hz，采用常规的电流、电压互感器无法满足要求。为了快速反映出电流的大小，采用霍尔型电流互感器检测IPM输出的三相电流，对于IPM输出电压的检测采用分压电路。如图2-2所示。
6)通讯接口为了实现计算机联网和远程控制，选用MAX232作为系统的串行通讯接口，MAX232内部有两个完全相同的电平转换电路，可以把8031串行口输出的TTL电平转换为RS－232标准电平，把其它微机送来的RS－232标准电平转换成TTL电平给8031，实现单片机与其它微机间的通讯。
7)时钟电路时钟电路主要用来提供采样与控制周期、速度计算时所需要的时间以及日历。文中选用时钟电路DS12887。DS12887内部有114字节的用户非易失性RAM，可用来存入需长期保存的数据。
8)液晶显示单元为了实现人机对话功能，选用MGLS12832液晶显示模块组成显示电路。采用组态显示方式。通过菜单选择，可分别对阀门、力矩、限位、电机、通讯和参数等信号进行设置或调试。并采用文字和图形相结合的方式，显示直观、清晰。
9)程序出格自恢复电路为了保证在强干扰下程序出格时系统能够自动地恢复正常，选用MAX705组成程序出格自恢复电路，监视程序运行。如图2-3所示，该电路由MAX705、与非门及微分电路组成。
工作原理为：一旦程序出格，WDO由高变低，由于微分电路的作用，由“与非”门输入引脚2变为高电平，引脚2电平的这种变化使“与非”门输出一个正脉冲，使单片机产生一次复位，复位结束后，又由程序通过P1．0口向MAX705的WDI引脚发正脉冲，使WDO引脚回到高电平，程序出格自恢复电路继续监视程序运行。
3阀位及速度控制原理
阀位及速度控制原理框图如图3-1所示。
采用双环控制方案，其中内环为速度环，外环为位置环。速度环主要将当前速度与速度给定发生器送来的设定速度相比较，通过速度调节器改变PWM波发生器载波频率，实现电机的转速调节。速度调节器采用模糊神经网络控制算法(具体内容另文叙述)。
外环主要根据当前位置速度的设定，通过速度给定发生器向内环提供速度的设定值。由于大流量阀执行机构在运行过程中存在加速、匀速、减速等阶段。各阶段的时间长短、加速度的大小、在何位置开始匀速或减速均与给定位置、当前位置以及运行速度有关。速度给定发生器的工作原理为：通过比较实际阀位与给定阀位，当二者不相等时，以恒定加速度加速，减速点根据当前速度、阀位值、阀位给定值的大小计算得来。
执行机构各阶段运行速度的计算原理
图3-2为执行机构的典型运行速度图，它由若干段变化速率不同的折线组成。将曲线上速率开始发生改变的那一点称为起始段点，相应的时间称为段起始时间，如图3-2中的t(i)(i＝0，1，2，……)，相应的速度称为段起始速度，如图3-2所示v(i)(i＝0，1，2，…)。
设第i段速度的变化速率为ki，则有：
式中：Δv为两段点之间的速度变化值，Δv＝vi＋1－vi；
Δt为两段之间的时间，Δt＝ti＋1－ti。
显然，当ki＝0时为恒速段，ki＞0时为升速段，ki＜0时为减速段。任意时刻的速度给定值为：
Ts为采样周期。
变化速率ki的取值由给定位置、当前位置以及运行速度的大小确定。
4关键技术问题的解决
该电动执行机构采用了最新的变频调速技术，电机驱动功率小于5．5kW。用户可根据需要设定力矩特性，根据控制的阀设定速度，速度分多转式、直行程、角行程3种方式。控制系统由阀位给定和阀位反馈信号构成的闭环系统，控制特性视运行方式、速度而定，并具有自动过流保护、过载保护、超压、欠压、过热、缺相、堵转等保护功能。
该执行机构解决的关键性技术问题主要有：
1)阀门柔性开关柔性开关主要是为了当阀关闭或全开时，保证阀门不卡死与损伤。执行机构内部的微处理器根据测得的变频器输出电压和电流，通过精确计算，得出其输出力矩。一旦输出力矩达到或大于设定的力矩，自动降低速度，以避免阀门内部过度的撞击，从而达到最优关闭，实现过力矩保护。
2)阀位的极限位置判断阀位的极限位置是指全开和全关位置。在传统执行机构中，该位置的检测是通过机械式限位开关获得的。机械式限位开关精度低，在运行中易松动，可靠性差。在文中，电动执行机构极限位置通过检测位置信号的增量获得。其原理是，单片机将本次检测的位置信号与上次检测的信号相比较，如果未发生变化或变化较小，即认为己达到极限位置，立即切断异步电机的供电电源，保证阀门的安全关闭或全开。省去了机械式限位开关，无需在调试时对其进行复杂的调整。
3)电机保护的实现为了防止电机因过热而烧毁，单片机通过温度传感器连续检测电机的实际运行温度，如果温度传感器检测到电机温度过高，自动切断供电电源。温度传感器内置于电机内部。
4)准确定位传统的电动执行机构在异步电机通电后会很快达到其额定动作速度，当接近停止位置时，电机断电后，由于机械惯性，其阀门不可能立即停下来，会出现不同程度的超程，这一超程通常采用控制电机反向转动来校正。机电一体化的大流量电动执行机构根据当前位置与给定位置的差值以及运行速度的大小超前确定减速点的位置及减速段变化速率ki，使阀门在较低的速度下实现精确的微调和定位，从而将超程降到最低。
5)模拟信号的隔离。
对于变频器的直流电压以及输出的三相电压，它们之间的地址不一致，存在着较高的共模电压，为了保证系统的安全性，必须将它们彼此相互隔离。采用LM358和4N25组成了隔离线性放大电路。如图4-1所示，采用±15V和±12V两组独立的正负电源。若运放A的反相端电位由于扰动而正向偏离虚地，则运放A输出端的电位将降低，因而光电耦合器的发光强度将增强，则使其集射极电压减小，最后使运放A反相端的电位降低，回到正常状态。若A的反相端电位负向偏离虚地，也可以重回到正常状态。从而增强了系统的抗干扰性。
5结束语
该执行机构集微机技术和执行器技术于一体，是一种新型的终端控制单元，其电机是通过内部集成的一体化变频器来控制，因此，同一台智能执行机构可以在一定范围内具有不同的运行速度和关断力矩。该智能执行机构采用了液晶显示技术，它利用内置的液晶显示板，不仅可以显示阀门的开、关状态和正常运行时阀门的开度，还可以通过菜单选择运行参数设定，当系统出现故障时，能显示出故障信息。总之，该执行机构集测量、决断、执行3种功能于一体，顺应了电动执行机构的发展趋势，它的研制成功给电动执行机构的研究开发提供了新的思路。
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关键词：发电量；测风塔；弃风；风电场；项目后评价；风能资源 文献标识码：A
中图分类号：TM614 文章编号：1009-2374（2015）32-0010-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.006
基本建设程序中一个尤为重要的阶段是对建设项目进行建设项目后评估，这一活动最早的起源是在20世纪30年代的美国。从2005年开始直到今天，中国风电装机容量正以一个稳定而又持续的速度在不断增长。该项目在目前已经取得某些研究成果，并应用在风电场项目建成后的评估中。层次分析法应用于风电场运营经济性的评定测估中。
对于风电场来说，一切技术手段都是为了能通过更好、更有效的方法来提高投资效益。在这个宗旨的指导下，需要对项目决策时与落成后的各项指标的细微差异进行原因分析，经验总结并据此提出相应的改进等多方面努力。而为了达到对发电厂发电量指标的评估目的，则需要致力于发电场内外因素的发现，风力发电组的发电量指标作为风电场运营后评价的一个重要指标必须通过严格的分析与设计值比对提出高效建议，来达到提高效率减少偏差的目的。
1 评估方法
对风电场预期目标与实际产生的效果进行对比的一种分析方法叫做风电场发电量后评估。通过前后数据的分析与比对，对该风电场的年发电量运行效率进行评估考核。通过多风电场的预测评估阶段所预测的风能资源和风电场发电机的年发电总量与风电场建成投入实际生产后产生的实际情况进行分析比较，从中找出存在差别及产生偏差的可能原因，为风电场以后的发展设计提供更加完善准确可靠的思路和方法。对设计值是保守还是偏大进行理论的分析研究及改进，最大幅度地提高对风能资源的分析能力以及对风电机组的选型原则，对风能资源进行充分的利用，从而使得风电场的发电量大幅提高。
2 评估步骤
对发电厂的风电项目的发电量后有以下六个基本步骤：（1）最基础的是收集与分析电场内测风塔的测风数据，并整理风电场每台风电机的运行数据；（2）按照代表年来订正并对实际发电量进行整理排序，由风能资源代表年的数据来判断实际年份中的情况，对比设计过程与实际运行过程中的各项参数；（3）对项目实施前后所产生的各种偏差与差异进行合理的分析研究；（4）针对所存的项目问题提出相应的改善建议；（5）对整个项目中存在的缺点及弊端进行修缮，以达到在已有情况下进一步提高风电场总体的发电效率及提高总发电量的目的；（6）具体可以通过以下方面来改善发电量的代表年订正方法，例如在实际运行年并不是水平年的情况下需要根据等比例计算发的电量并推算至代表年后再进行数据比对；在这之前关键是做到对其是否是水平年进行准确判断，这要根据实际运行年份的气象站同期数据或现场测风塔实测数据才能进行最符合实际的判断。在判断结果为水平年的条件下，则可以直接将可研阶段测算出的上网发电量与实际运行后的发电量进行比较与分析。
3 偏差分析
在可研阶段的风资源及发电量均进行了合理的发电量设计的情况下，仍然与实际预期结果产生了偏差的情况下，则需要对整个系统进行偏差可能存在原因的分析。这一步是为了风电场长远发展做好经验积累工作。
3.1 机型
业主所使用的风力发电机组机型若与在可研阶段所提出的系统推荐机型并不相符，那么考虑到各类机型功率曲线并不尽相同的问题，对发电量会造成不可避免的直接影响。
3.2 停机
各类可能直接或间接导致风力发电厂风力发电机组造成停机问题，例如特殊气象条件、不可抗力甚至合理的例行维护、操作停机等都会对发电量产生不可消除的直接影响。
3.3 测风塔
由于从可研阶段至实际运行阶段最少需要经过1～3年的时间，在这段时间内所产生的仪器问题无法立刻发现及解决，这使得在可研阶段使用的测风塔所产生的代表性不足，测风时段出入，校准产生人为失误及测风仪器的部分老化等因素在这段时期能持续对测风量精度造成严重影响，从而对发电量造成严重影响。
3.4 弃风
电网建设的相对滞后对目前三北地区产生了较为严重的风力发电厂限负荷现象，而其产生对于发电量产生了直接影响。
3.5 折减系数的选取
为了做好本地区长远发展上的设计考量工作，对折减系数进行选取分析、调整等工作必不可少，由于每台风机理论发电量在可研阶段通过软件预估完成，因此折减系数在经各项折减并得上网发电量数值后，其选取都对上网发电量数值造成了极大的影响。
3.6 软件计算准确性
行业内较为普遍的发电量计算软件使用原则是利用WT对复杂地形进行计算，而较为平坦的地形则通过WAsP来进行计算。
3.7 风机布点
微观选址是实际运行阶段的风机布点的基本阶段，考虑到每台风机的实际情况与现场情况得到最符合实际的风机布点方案，而适当的手调以及对河流村庄的相同考虑等也必不可少。每个机位都必须进行严格的实地考察发电量工作，因为可研阶段与实际运行阶段存在时间的先后顺序，故导致了风机布点的失误所存的严重的问题，因而必须综合多方面原因做出最合理的计划方案。
4 结语
对风电场发电量进行后评估要使用代表年分析来进行订整的方法，将发电厂运行期间所得的实际发电量与在可研阶段进行的预估进行严谨的对比及合理分析总结，对于产生的差异进行重点研究，尽量注意可能产生差异的细节问题，对差异的产生进行科学合理的深入思考，整理并调节使其有效减少，使通过调整后的发电量能够与实际发电量更为贴近，为科研设计人员提供有效的参考使其提升设计水平的同时，也为本区长远方向上的风电场发展提供了高效可参考的指导意见及合理发展方向。因此对不同地区不同的发展项目进行相应后评估需要合理地通过对当地实际情况的相应数据真实采集，以此来达到改善各项折减系数的目的。在以后的发展中使科研设计人员和后评估人员获得多个地区不同项目的各类参考信息。
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[6] 李俊峰.中国可再生能源技术评价[M].北京：中国环境科学出版社，1999.
【关键词】供电系统；电能计量管理；应用
中图分类号： U223.6 文献标识码： A 文章编号：
近年来，随着经济和社会的发展，电力企业也得到了迅速的发展，供电系统除了要满足电力供应以外，还要加强电能的计量管理工作，以便适应电力企业的发展效率，保证电力企业的经济效益，满足电气企业精细化的要求，以适应现代化买方市场的转变。电力计量设备可以满足实时监控、电量分析预测、远方抄表、防窃电报警等工作，可以为电费和电价的智能管理提供技术保障，协调电气企业与用户之间的关系。对于电力企业而言，电能计量管理工作是电力企业管理的主要分支工作之一，可以保证电量计量的准确和统一，指导电力企业进行准确的生产。
1 电能计量工作的发展
在信息化发展的现代社会，人们的生活与信息有着密切的关系，电能计量系统也逐渐的呈现出信息化的发展模式，为了指导整个社会合理科学的用电，电能计量系统也逐渐根据用户的需求变化对用户的用电进行分时段的计价，保证用户可以避开用电的高峰，实现用电费用的节约目的。根据电能计量系统的特点来看，整个系统中主要包含三个方面的内容，一是电能采集与计算机系统的整合；而是使用什么样的方式来实现对电能的数据传输；三是如何对电能表进行全面集中的控制和管理。随着科技水平的进步，国内外电能计量系统逐渐朝着信息化、智能化和网络化的方向发展。
电能计量管理在国外的发展较早，英国早在1992年就已经建立了集开发、供售、数据的采集、计算、账单的计算于一体的数据采集系统，法国和北欧四国在1995年，西班牙、德国、比利时在1997年，意大利在1999年已经全部完成了用户电能表的电子化。我国的电能计量管理系统与2002年开始发展，当时，随着省以及跨省电网市场的发展，我国各省以及跨省电网关口表已经逐渐更新为电子式的多功能电能表，华东和沿海等经济发达的地区配合分时电价的实施，开始将大、中容量住户的电能表更换为电子式的多功能电能表，截止到2002年底，用于居民住宅安装的单相电子式电能表已经超过了31%，达到国际水平的要求，近些年来，随着社会的发展，电能计量管理工作也得到了迅速的发展，在我国大中城市已基本实现普及。加强电能计量管理是节约能源的重要体现。近年来，水资源和能源呈现出全球化的匮乏趋势，整个社会对于节能减排的要求也越来越高，作为电力供应单位，电力企业应该积极的相应国家号召，做好节能减排工作，加快计量设备的更新速度，加大对计量工作人员的技术和素质培训，加深对电力系统计量技术的改革，节约电力企业的成本，提高经营管理带来的经济效益，减少不必要的资源浪费，节约不必要的资源输出，为节能减排做出应有的贡献。
2 供电系统做好电能计量管理工作的要点
2.1 消除电能计量管理工作中的盲点
由于我国经济发展的不平衡，各个地区电力企业的发展水平和有所不同，经济发达的地区早已实现了电能智能管理，但是一些经济落后的地区，由于资金因素的限制，尚未将电能计量管理系统应用到工作中来，电能的消耗也无法实现精确的计算。此外，一些变电所使用的电容器有功电量，一般不纳入计量中，这便是计量工作中的盲点；同时，对于一些低压计量的铜铁损，电力部门往往是按照当月用户用电量的比饲以及变压器的型号来增收，实际上，这种计算方法并不科学，也缺乏公平性。因此，在未来阶段下，一方面国家要加大经济欠发达地区电力企业的资金投入，另一方面电力企业要加强电能计量系统的建设，全面消除电能计量管理工作中的盲点。
2.2 推广高可靠性、高精度的电能计量设备
作为电力供应的单位，供电企业应该积极的使用高可靠性、高精度的电能计量设备，实现对电能的精确计量，减少以及消除供电企业在用电量计算方面存在的误差，保证计量工作可以顺利的进行，为此，可以推广电子式多功能的电能表，目前，电子式多功能电能表在世界各个国家均已经得到了全面的推广，电网关口一般使用0.5或者0.2级表，工商用户则使用0.5、0.2或者1级表，这类电表的功能比较全面，可以实现无功和有功的功能，还可以提现出负荷曲线的变化以及需求量的变化，此外，电子式多功能电能表还具有通信接口和分时计量接口，计量方式安全、可靠，可以为供电系统的精确计算提供有效的保障。
2.3 引入自动抄表系统，解决抄表问题
近年来，随着阶梯式电价收费制度的实施，抄表的工作量也逐渐增加，这就给电费的结算以及抄表工作带来了一定的难度，为了解决这一问题，必须要推广和使用质量可靠的自动化抄表系统，自动化抄表系统的应用不仅可以解决抄表难的问题，也可以提高抄表的准确性。自动化抄表系统的功能十分强大，不仅可以实现自动化抄表，也具有可靠性高的特点，同时还兼具通信同能，在温差较大的环境下也可以克服传统感应系统超差以及精度变化大的缺点，此外，自动抄表系统中还带有保护和遥控功能，彻底解决了抄表难的问题。
2.4 开展反窃电技术的应用，完善用电管理
除了上述的工作以外，电力企业还要加强对电能量的实时监控和采集系统的建设，逐渐实现对大中用户的远方抄表、实时监控、电量分析预测等目标，同时，要积极的开展防窃电监控工作，为阶梯化电价制度的实施提供完善的技术保障。此外，要注意到，随着近年来农网改造的完成，用电市场得到进一步的扩展，窃电现象也不仅仅存在于农村中，也蔓延到城市之中，猖獗的窃电行为严重的影响着供电企业的经济利益。因此，应该对供电系统进行合理的改造，全面的推行反窃电技术，加强对计量装置的管理工作，建立好完善的电能计量稽查制度，推广使用带有反窃电功能的互感器、电能仪器设备，并做好相关的防护措施，使反窃电工作由传统的被动地位转化为主动地位。
3 结语
电能计量是电力企业基础性的生产工作，涉及着各个方面的社会效益和经济效益，随着科技水平的发展，电能计量管理系统也在不断的完善，同时，供电系统的电能计量工作是一项综合性很强的工作，供电企业必须认真的对待，电力企业的计量人员也要正确的对待电能计量工作，积极的学习新技术，了解电能计量工作的进行，保障供电安全，在保证电能计量准确性的同时为国家的节能减排工作作出应有的贡献。
参考文献：
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