电能计量误差及电能计费探析

李艳红

内蒙古电力（集团）有限责任公司阿拉善供电分公司  内蒙古自治区阿拉善盟  750306

   摘要：电能计费的合理性与电力企业及用户的经济利益有着很大的关系。深化电能计量的正确性及收费的合理性，无论对电力企业亦或用户都是十分重要的。电力系统及用户间怎样销售并购买电能，电能怎样计量及计费，不仅涉及经济问题，同时也存在技术问题。基于此，本文将对电能计量误差及电能计费进行分析。

关键词：电能计量；误差分析；电能计费

        电能计量具有良好的合理性和科学性，对我国电力行业的发展，起到了在重要的作用和意义。因此，对于电力企业在发展的过程中，不断提高电能计费的科学性和和合理性是尤为重要的，对企业经济效益的提高，起到了重要的意义。但是，在电能计量运行的过程中，经常会存在着一定程度上的误差，这对电力企业的发展，造成了严重的影响。只有电力企业地电能计量误差与电能计费等存在的问题，给予高度的重视，并进行全面的分析，制定良好的解决形式，才能在最大程度上提高了电能计量误差与电能计费的科学、准确、合理等性能。

 1 有功电能的计量

        科技的飞速发展带动了电子产业的产生，在电力消耗的过程中正常消耗的电能叫做有功电能，而没有被消耗只是在电容或者电感中来回流动的电能叫无功电能。无功电能没有被消耗，会占用交流电源容量。比如感性负载（带电感或电容）实际消耗40瓦，那么电源实际提供就要大于40瓦。这样就会对电能的计量产生误差，所以进行有功电能的计量是非常必要的。

2 电能计量误差的出现原因

        全数字形式的电能表在功能检测执行的过程中，实际上都是针对前置的低通滤波器加以应用，进而使用到是通道检测工作中，运行的原理是依据电能计量期间实际需要因素，针对频率进行截止设置。虽然就目前来说，电力本身在实际使用低通滤波器装置之后，能够将电力谐波完全消除掉，但是这必然会导致电能计量误差的出现。详细来说，电能计量过程中所表现出的误差现象，主要是由于以下几个方面因素：

2.1 具有不可估计性

        有功电能的诞生必须要具备一定的条件因素。比如在电流、电压需要保证频率相同的情况下。那么就是由于该特定条件的因素，使得有功电能计量期间主要是通过前置形式的低通滤波器将高频的相关分量完全滤除，但是在在这期间就必然会使得部分环节的有用信息完全损失掉。同时，在不同形式的电路之中，也同样有着不同的高频分量存在，那么在这一基础之上，高频分量表现出的实际结果也就不是完全确定的。此外，在执行电能计量工作的过程中，所引发的一些计量误差，同样有着无法估计的特性。
 2.2 功率因素角的改变

       在电路中使用前置滤波器虽然消除了电能中的谐波，但是会对电力系统中不同的频率信号造成一定的影响，致使不同相移的产生，进而导致功率因素角的改变，造成电能的计量出现误差。综合这些观点可知，电能中产生计量误差的主要原因就是前置滤波器。下面分析前置滤波器对电能计量造成的影响。

      电能计量误差与电力系统对其影响，电力系统中有功电能的计算影响到电能误差的准确程度。电力系统只有做好基础工作才能有效避免电能误差的出现，通过电力系统进行有效的计算才能得到精准的电能数据。在电能的计算时也要考虑很多因素，家庭在使用电力时谐波导致的电能损耗等等。通过有功电能的计算公式得知，一段时间的平均功率，也要考虑谐波出现的特殊性和瞬时性，所以就算知道某一时间的瞬时功率，计算出这段时间的有效功率也会出现误差。

 2.3 有功电能的误差分析

        全数字式电能表有功电能检测框，为了达到采样定理标准，在检测路径上，一般要用到前置低通滤波设备。前置低通滤波设备的截比频率可依附于需求予以设定。前置滤波设备的使用不可避免的造成了测量误差。

        其一，因为同频率的电压以及电流会产生有功电能，所以对高频分量的滤除有可能去掉一部分有用信息。不过因为高频分量的不确定性，此误差是无法预测的。

        其二，前置滤波设备的使用在很大程度上会使差异化频率的信号分量产生相移，改变了功率因数角，进而出现计量误差。

        下述分析一下前置滤波设备对有功功率的测量产生的误差。首先分析理想状态下的情况。电压电流的有效值均为1，阻性负载，择取前置滤波设备为两阶巴特沃思模拟滤波设备，截至频率为1000赫兹。

        因为前置滤波设备有动态响应程序，会出现一定的相位延时，所以在积分时会出现一定的误差，在开始的一个周期内利用前置滤波设备算出的有功功率为2.93，相对误差超过两个百分点，误差相当大。不除以时间，仅算积分，产生的绝对误差为0.00140，利用前置滤波设备算出的有功功率为2.965，不除以时间的绝对误差仅为0.0014，不过有功功率的相对误差降低了近一半。通过上述我们可以看到0.0014是通过前置滤波设备所产生的延时所导致的，同时有功功率的相对误差伴随积分周期数的增加以2的指数递减。所以五个周期求一次有功功率，相对误差降低至0.14%，这可以很好的达到0.2级电能表的相关需要。若分析实时性，可以将相位延时误差在参数处理模块中予以补偿。相关谐波都会出现差异化相移，处理举措可与基波下的处理方法相统一。

        再分析含有高次谐波的情况，电压以及电流的频率成分制衡，含有五十赫兹、两千八百赫兹的基波有效值为1。两千八百赫兹的谐波有效值为0.1，为方便计算取相位均相同。前置滤波设备为两阶巴特沃思模拟滤波设备，截至频率为一千赫兹。择取巴特沃思滤波设备作为前置滤波设备，假定电压以及电流都含有谐波分量。

3 电能计量误差与电能计费的一些解决策略

        在电力行业发展的过程中，电能计量误差与电能计费存在问题，对电力企业经济的发展的，造成了严重的影响。因此，电力系统运行的过程中，工作人员要基于电能计量误差与电能计费的工作原理和结构之上，在电能计量误差与电能计费的过程中，都会存在着一定程度上的差异，并且在运行的过程中，也会受到一些外界因素的影响。由此看来，对其工作、运行的环境的都有着较高的要求，例如：电流的运行的状态要保证良好的状态，电压的稳定性能相对要高等条件，也只有这样才能在最大程度上降低了电能计量误差。

        其实，在实际运行的过程中，电力企业为了保证自己公司的经效益，就会利用多元化的形式，避免电能计量误差，以此在最大程度上保证了电力系统的正常运行状态，从而保证了电力企业的经济效益。当前，我国电能计费的形式主要是由基波和谐波的形式，其功能是非常强大的。但是，由于我国电力行业发展的相对较为缓慢，对电能计费的形式，并没有进行明确的指定，仅仅是通过利用电表的形式，来完成电能计费工作。因此，电力企业为了提高经济效益，保证电能计量的科学、合理等性能。电力企业要根据各个地方之间的差异性，对电表的种类进行有效的选择，再选择合适电能计费的方式，这样不仅仅最大程度上保证了电力系统的稳定运行，同时也在最大程度上提高了电力企业经济效益。

 4 结束语

        社会的发展，电能应用的广泛，对于电能计量和电费计算的精准度是检测电力企业体系是否标准的因素。结合以上情况电能在流通过程中产生一定的误差是不可避免的，今后对于电力企业科技的发展，将电能计算上的失误降到最低，使电量计算更加精准。这样电力企业才能得到更好更快的发展，使中国的电力行业能够朝可持续发展的方向更近一步。

 参考文献：

  [1]王宗晶，王曦，施光跃.电能计量误差分析与电能计费问题的讨论[J].黑龙江科技信息，2013.

  [2]吴小琴.浅谈电能计量误差分析与电能计费问题[J].大科技，2014.