智能电能表功能课件

一电能计量功能三二四主要内容需量测量功能运行参数测量功能负荷记录五数据存储六冻结七时钟八费率时段第1页/共35页有功、无功电能量应对尖、峰、平、谷等各时段电能量及总电能量分别进行累计、存储。（一）智能电能表计量功能的要求智能电表计量功能分相计量双向计量分时计量具有正向、反向有功电能量和四象限无功电能量计量功能，并可以据此设置组合有功和组合无功电能量。具有计量分相有功电能量功能。不应采用各分相电能量算术加的方式计算总电能量。智能电能表计量功能示意图1、双向计量2、分时计量3、分相计量一、电能计量功能第2页/共35页（二）智能电能表双向计量功能1、功率方向的定义正向有功，是电网向用户送电，用户用电，+P表示。反向有功，是用户向电网送电，用户发电，-P表示。输入有功+P输出有功-P输入无功+Q输出无功-Q有功和无功功率的方向示意图1）输入有功率2）输出有功率3）输入无功功率正向无功，是电网向用户输送无功功率，用户吸收无功，+Q表示。4）输出无功功率反向无功，是用户向电网输送无功功率，-Q表示。一、电能计量功能第3页/共35页输出有功功率，输入无功功率，用户负荷相当于一台欠励磁发电机。（2）II象限无功输出有功功率，输出无功功率，用户负荷相当于一台过励磁发电机。（1）Ⅰ象限无功输入有功功率，输入无功功率，用户为阻感性负载。2、四象限无功功率（3）III象限无功四象限无功示意图（4）IV象限无功输入有功功率，输出无功功率，用户为阻容性负载。输入有功+P输出有功-P输出无功-Q输入无功+Q一、电能计量功能第4页/共35页3、组合有功、无功电能（1）组合有功电能（2）组合无功电能正反向有功电能加减运算得到的电能。四象限无功电能加减运算得到的电能。举例：假定一个用户既用电，又发电，是一个双方向用户，安装了一台计量正、反向有功和四象限无功的电子式智能电能表。又假定该用户在用电时，使用自动无功补偿装置对无功进行补偿；在发电时对同步电机的励磁系统进行自动调节，调整无功输出。其运行情况如图，试分析其无功情况。无功功率的象限取决于有功功率和无功功率的方向。一、电能计量功能第5页/共35页T7T10T2T3T4T5T6Q1Q7Q6Q5Q4Q3Q2tT4到T7段时间用户无功电量PQ+P-PWQIII=WQ6WQI=WQ1+WQ3WQII=WQ5+WQ7WQIV=WQ2+WQ40到T4段时间用户无功电量:感性负荷容性负荷发电机过励磁发电机欠励磁组合无功1=WQI+WQIV组合无功2=WQII+WQIII用户用电时：用户发电时：四象限无功应用示意图一、电能计量功能第6页/共35页问题1：电能表有功、无功的计量方式设置不正确，会有什么后果？问题2：如何根据客户类型正确设置有功、无功的计量方式？一、电能计量功能第7页/共35页1、分时计量功能实现电能测量与累加E=0.000001kWs分频电能测量单元当前电能累加0.01kWh,相应分时电能累加0.01kWh电能管理单元处理时刻每分钟每秒主循环掉电上电任务根据时段表找当前费率号从计量芯片取得每秒电能增量(△E:0.000001kWs)、计量尾数(E_s)累加：

E_s

＝E_s＋△E总电能累加、当前费率电能累加保存总电能、当前费率电能、计量尾数读出总电能、各费率电能、计量尾数（三）智能电能表分时计量功能一、电能计量功能第8页/共35页2、总电量与各分时电量的关系正向总电量等于正向各时段电量之和，反向总电量等于反向向各时段电量之和。一、电能计量功能第9页/共35页（四）智能电能表分相计量功能三相四线电能表：P＝PA+PB＋PC，

Q＝QA

＋

QB+QC合元无功功率是分元无功功率的代数和合元有功功率是分元有功功率的代数和。三相三线电能表：P＝PA＋PC，

Q＝QA+QC合元无功功率处于哪个象限，由合元有功功率P和合元无功功率Q的方向决定。一、电能计量功能第10页/共35页（五）智能电能表电能类型电能类型（显示和通信抄表）★合元正向有功电能及分时电能★合元反向有功电能及分时电能★合元组合无功电能1（正向）及分时电能★合元组合无功电能2（反向）及分时电能★合元四象限无功电能及分时电能★分元正向有功电能★分元反向有功电能★分元正向(组合)无功电能★分元反向(组合)无功电能电能类型（电表内部保存）●合元正向有功电能及分时电能●合元反向有功电能及分时电能●合元四象限无功电能及分时电能●分元正向有功电能●分元反向有功电能●分元四象限无功电能1、智能电能表能实现电能类型组合无功电能1：四象限任意组合组合无功电能2：四象限任意组合一、电能计量功能第11页/共35页2、智能电能表电能类型推荐一、电能计量功能第12页/共35页二、需量测量功能（1）需量：规定时间内的平均功率。以需量周期内的电量除以需量周期计算。1、与需量测量相关概念（2）需量周期：测平均功率连续相等的时间间隔需量周期的确定应考虑供电设备温升时间常数、用电性质、总负荷功率、供电形式等因素。目前国内一般采用15分钟，但若总负荷中存在频繁的冲击负荷，且功率大、时间相对较长，则此时应设置较短的需量周期。（3）最大需量：规定时间段记录需量最大值最大需量的计算必须保证完整性。第13页/共35页滑差时间：依次递推用来测量最大需量的小于需量周期的时间间隔。目前国内使用的需量计算方法大部分采用滑差方式，即保持固定的需量周期，再推移时间间隔。2、最大需量测量功能的实现（1）滑差式需量从任意时刻起，按给定的滑差时间递推测量需量的方法所测得的需量。（2）区间式需量：从任意时刻起，按给定的需量周期递推测量需量的方法所测得的需量。二、需量测量功能第14页/共35页(a)区间式需量计算(b)滑差式需量计算二、需量测量功能第15页/共35页在1分钟内，每秒的合元正向有功电能累加到该正向有功电能累加单元中，1分钟后得到1分钟平均功率，即：（3）滑差需量计算说明：以需量周期为15分钟，滑差时间1分钟为例（滑差式）的合元正向有功需量计算J滑差1分钟序号二、需量测量功能第16页/共35页最大需量及最大需量发生时间:每个滑差时间到后，将需量周期内的累计功率除以需量周期，即为当前需量；当前需量和最大需量比较，如果当前需量大于最大需量，则用当前需量替代最大需量，当前时间即为最大需量发生时间。

各需量周期内的需量为P1=(N1+N2+…+N15)/15

P2=(N2+N3+…+N16)/15表内分别设置4组需量计算累加单元正向有功(每个滑差1个，共15个)反向有功(每个滑差1个，共15个)正向无功(每个滑差1个，共15个)反向无功(每个滑差1个，共15个)二、需量测量功能第17页/共35页3、需量测量功能的要求（1）需量类型在约定的时间间隔内（一般为一个月），测量单向或双向有功或无功最大需量、分时段最大需量及其出现的日期和时间。如果测量组合最大需量,计量方式须同组合电能一致；对于用户计量点，根据要求也可以记录分相最大需量及其发生时间。（2）需量周期和滑差时间需量周期可在5、10、15、30、60min中选择；滑差式需量周期的滑差时间可以在1、2、3、5min中选择；需量周期应为滑差时间的5的整倍数。出厂默认值：需量周期15分钟，滑差时间1分钟。最大需量测量采用滑差方式，需量周期和滑差时间可设置。二、需量测量功能第18页/共35页2）当发生电压线路上电、清零、时钟调整、时段转换、需量周期变更、功率潮流方向转换等情况时，电能表应从当前时刻开始，按照需量周期进行需量测量；当第一个需量周期完成后，按滑差间隔开始最大需量记录；在不完整的需量周期内，不应做最大需量记录。（3）最大需量计算完必须保持完整性

1）总的最大需量测量应连续进行；各费率时段最大需量的测量应在相应的费率时段内完整的测量周期内进行。（4）需量结算日需量结算和电能结算分开，电能结算日可有三个，需量结算是每月结算一次，使用每月第1结算日进行转存，转存后清零掉电上电后,不管掉电时间是否跨过结算日,上电时不补结算，包括电能、需量都不补。二、需量测量功能第19页/共35页三、运行参数测量1、测量的运行参数可测量总及各分相有功功率、无功功率、功率因数、分相电压、分相（含零线）电流、频率等运行参数。相角：A相为Uab与Ia的夹角，B相为0，C相为Ucb与Ic的夹角。三相三线电表电压：A相为Uab，B相为0，C相为Ucb；电流：A相为Ia，B相为0，C相为Ic；功率因数：A相为Uab与Ia的夹角余弦，B相为0，C相为Ucb与Ic的夹角余弦；2、测量的误差测量误差（引用误差）不超过±1％。第20页/共35页（四）负荷记录1、负荷记录内容负荷记录的存储空间应至少保证在记录正反向有功总电能、无功总电能、四象限无功，间隔时间为1min的情况下不少于40天的数据量。负荷记录内容可以从“电压、电流、频率”、“有无功功率”、“功率因数”、“有、无功总电能”、“四象限无功总电能”、“当前需量”六类数据项中任意组合。2、负荷记录时间间隔可以在1～60min范围内设置；每类负荷记录的间隔时间可以相同，也可以不同。3、存储容量第21页/共35页五、数据存储1、电能数据存储在电能表电源断电的情况下，所有与结算有关的数据应至少保存10年，其它数据至少保存3年。至少应能存储上12个结算日的单向或双向总电能和各费率电能数据（电能累计值）；数据转存分界时刻为月末的24时（应设为月初零时），或在每月的1号至28号内的整点时刻。2、需量数据存储至少应能存储上12个结算日的单向或双向最大需量、各费率最大需量及其出现的日期和时间数据；数据转存分界时刻为月末的24时（月初零时），或在每月的1号至28号内的整点时刻；月末转存的同时，当月的最大需量值应自动复零。3、断电保存第22页/共35页六、冻结1、冻结概念在非正常情况下，冻结当前的日历、时间、所有电能量和重要测量量的数据；瞬时冻结量应保存最后3次的数据。存储特定时刻的重要数据。（数据必须包含时标）2、定时冻结按照约定的时刻及时间间隔冻结电能量数据；每个冻结量至少应保存12次。可实现以月、以日、以小时为周期的冻结；定时冻结命令下发时无须按下编程键。3、瞬时冻结第23页/共35页一般是主站认为需要冻结当前数据才下发的。瞬时冻结可以用于多个计量点的同时电量冻结和数据抄读，便于进行电网线损、电量平衡分析；3、日冻结存储每天零点的电能量，应可存储2个月的数据量（62次）。4、约定冻结在新老两套费率/时段转换、阶梯电价转换或电力公司认为有特殊需要时，冻结转换时刻的电能量以及其他重要数据。两套时区表切换冻结、两套日时段表切换冻结、两套费率电价切换冻结、两套阶梯电价切换冻结主要用于发生电价切换时，冻结转换时刻的电能量以及其他重要数据；冻结完成后切换时间归零，。六、冻结第24页/共35页5、整点冻结存储整点时刻或半点时刻的有功总电能，应可存储96个数据。不同的冻结对应固定的模式字，冻结模式字是可设置的，用户在冻结模式字中未选择的数据类型，单项抄读时应返回异常应答。两个参数整点冻结起始时间和整点冻结时间间隔，整点冻结时间间隔为60分钟（默认）或30分钟，建议扩充存储254个数据。多次冻结采用先进先出的方式进行。六、冻结第25页/共35页七、智能电能表时钟时钟类型：具有温度补偿功能的内置硬件时钟电路。时钟功能：时钟应具有日历、计时、闰年自动转换功能。

环保型的锂电池作为时钟备用电源，备用电源在电能表寿命周期内无需更换，断电后应维持内部时钟正确工作时间累计不少于5年；电池电压不足时，电能表应给予报警提示。1、时钟类型及准确度准确度：在-25～+60℃的温度范围内：时钟准确度≤±1s/d，23℃，时钟准确度≤±0.5s/d。2、时钟功能3、备用电源第26页/共35页

广播校时不受密码和硬件编程开关限制；电能表只接受小于或等于5分钟的时钟误差校时；每日允许校时次数可根据要求进行设置（缺省为每日只允许校时一次），且应尽量避免在电能表执行冻结或结算数据转存操作前后5分钟内进行。4、日期和时间的设置必须有防止非授权人操作的安全措施。（硬件编程开关和密码）。5、广播校时七、智能电能表时钟第27页/共35页时段、费率：将一天中的24小时划分成的若干时间区段称之为时段；一般分为尖、峰、平、谷时段。与电能消耗时段相对应的计算电费的价格体系称为费率。八、费率和时段1、相关概念时段和费率是相关的，一个时段内对应一个费率，最小时段间隔不应小于15分钟，一天的最多划分不应超过14个时段。第28页/共35页2、费率和时段的要求（1）至少应支持尖、峰、平、谷四个费率。（2

）全年至少可设置2个时区(最大14）；24小时内至少可以设置8个时段(最大14），时段最小间隔为15分钟（小于需量周期），且应大于电能表内设定的需量周QI期；时段可以跨越零点设置。（4