（上海航天实业有限公司上海200233）
摘要：某工业园区供配电由某供电站二路35kV电压等级线路供电输入，经由园区35kV变电站和10kV变电站降压完成下属单位用电。工业园区电量由市南供电园区抄计结算，计量点35kV变电站高压侧电表（等级为0.2s级）；工业园区内部核算电量通过次级10kV线路28台继电保护装置读取电量测量值（继电保护装置是ABBREF542型，装置偏差约为2%，保护级互感器等级一般为5P级）。两者用于计算供电园区抄计电量与内部用抄计电量偏差。由于园区的电量和供电部门的电量存在较大的误差，造成园区内单位电费分摊量增加，为了科学的分析供电部门的和园区内部电表误差所在，从不同方面深入分析误差产生的原因，为园区计量电表改造提供了必要的依据。
关键词：电站；计量；误差；分析
1、概述
某工业园区供配电由闵北站二路35kV电压等级线路供电输入，经由园区35kV变电站和10kV变电站降压组成下属单位用电的供电网络。园区电量由市南供电园区抄计结算，计量点35kV变电站高压侧电表（等级为0.2s级）；工业园区内部核算电量通过次级10kV线路28台继电保护装置读取电量测量值（继电保护装置是ABBREF542型，装置偏差约为2%，保护级互感器等级一般为5P级）。两者用于计算供电园区抄计电量与内部用抄计电量偏差。
目前年平均电量核算偏差为10%左右，2013年5、6、7月电量偏差增加至30%左右，同比增加10%以上，针对园区存在的计量误差并逐步增高和扩大的事态，进行科学分析，查找产生的原因所在，以便有针对有措施。
1.1初步分析
据实际情况及探究查找误差形成因果，初步分析原因主要有以下几点:
（1）抄表日期及时间导致的偏差。
（2）供电部门对园区抄表抄取的是当天冻结电量，园区计量装置读取的实时累计电量，二者间将导致一定偏差（可能产生2%~3%偏差）。
（3）园区内部各单位抄表日期不一致，按照相差1天计算，将会导致3%左右电量偏差。
1.2电能测量回路分析
（1）园区总抄见电量与供电公司结算电量的差距
表[1-1]历年损耗对比表
从上表可看出，内部电能计量的数值较小，损耗电量大。
（2）园区内部通过ABBREF542继电保护装置读取电量数据，ABBREF542技术指标，互感器保护级等级为5级，装置准确度为2级，系统造成偏差最大在7%左右（理论值为5.3%）。ABBREF542继电保护装置所接互感器输出变比分别为100A/5A~600A/5A而实际高压侧额定电流大部分小于100A（大部分为小于70A），导致互感器长期在额定电流10%左右工作（保护需要），此工况下将造成电量测量不准。
（3）ABBREF542plus的主要功能：
显示、计量、保护、用于控制和指令的按钮、参数的整定、设置保护或控制功能的电子钥匙。
（4）保护用电流互感器线圈和测量用电流互感器线圈，在测量精度上存在较大误差。
表[1-2]ABB542表对应互感器型号
电流互感器测量用线圈：要求误差25％－120％负荷范围内精度要高；一般取4个负荷点测量误差小于规定的范围（误差包括比差和角差，因为电流是矢量，故要求大小和相角差）电流互感器保护用线圈：5P，10P的电流互感器一般用于接保护用，即要求在短路电流下复合误差小于一定的值，5P即小于5％，10P即小于10％，因此不同电流互感器存在电流范围误差准确度。
1.3实际运行负荷分析
根据园区用电负荷情况，夏天时负载约20%，春秋季节在10%左右，部分馈线与设计负荷相差很大，造成电流互感器在低于测量范围运行，使测量误差增加。例如：
出线名称负荷电流CT变比负荷范围要求负荷范围
表[1-3]安装CT和实际电流表
1.4设备因数影分析
（1）从园区抄见电量计算方式来看，仅抄了用于结算单位的电量，其他一些变配电系统中非结算用电能损耗没有计算在内，约占月电量的1.4%，在计算分级电量平衡时应列入，如表：
表[1-4]变压器损耗情况表
（2）电能计量回路没有专门接线正确性检查和准确度校验，园区工程组在接管电站后由于生产的特殊性，未进行电能计量回路没有准确度校验，所以缺乏对造成电能量不平衡的判断依据。
1.5历史用电量数据分析
对比2012~2013年数据结果，发现可能导致5、6月电量偏差增大的另一因素为工厂3#电量抄计结果，工厂3#的历史月度用电量占园区总用电量比均超过30%，因此产生30%的偏差增量很大可能由于工厂3#电量计算或抄计产生异常（为避免实际电量抄计偏差的影响，采用与每月总用电量占比计算分析，用电占比=工厂3#月度电量/园区总用电量），分析如下：
（1）工厂3#用电量及趋势存在异常；
工厂3#2012年及2013年5、6月用电量同比趋势呈相反走势，即在2012年5、6月工厂3#用电量占比环比逐步上升，2013年5、6月用电量占比环比逐步下降；结论：2013年5、6月与历史用电情况不一致，具体数据如下：
（2）2012年5月用电量占比较4月用电量占比上升2.3%，6月较5月上升5.4%，5、6月电量环比呈明显上升趋势；
（3）2013年5月较4月下降5%，6月较5月上升1.5%，5、6月用电量环比呈下降趋势；
（4）结论：从2012年、2013年5、6月用电量占比分析，2013年5月内部抄计电量可能导致园区总用电量少计算7.2%，6月内部抄计电量可能导致园区总用电量少计算11.2%。
（5）工厂1＃楼二段装置故障导致内部抄计电量丢失分析，工厂1＃楼二段装置5月以后无法读取电量数据，5~8月采取1~3月平均值来计算电量，估计将增加园区总用电量3%以上的偏差。
2、电能计量和计收费现状
园区工程组负责园区配电系统10KV及以上的运行管理，负责各用电单位的用电电量抄表和电费分摊、结算、电量以供电公司安装在现场的关口电能表抄见示数为准，每月定时结算。
目前计费价格和方式：从2013年起，园区电价执行“两部制分时电价”即变压器容量电费按MD(需量）加电度电费方式计算。即每月64.8万元（固定），加电度电价（按峰时电价、平时电价、谷时电价分别计算）。
2.1园区电费结算办法：
各单位结算电量=各单位抄见电量+分摊电量；
分摊电量=（单位变压器容量&pide;配变总容量）×（供电公司电量-各单位抄见电量之和）&pide;供电公司电量
（1）各单位结算电费=各单位结算电量×（供电公司结算电费&pide;供电公司电量）；
（2）每月分摊电量固定值：2台35kv主变压器变故损和所用变压器变故损合计2.83万度（理论值）。（约占月电量的1.4%）；
（3）每月供电公司固定MD(需量）电费64.8万元。（约占月电费的22%）；
（4）各单位的电量抄见电量：是以各单位10/0.4kV主变的高压侧保护装置ABBREF542plus或Sepam20的电能读数；
3、分析结论与措施
经过以上不同方面的对比和分析，诸多因素导致了园区用电总量偏差的产生，主要有：
（1）装置本身的误差（互感器变比及继电保护装置本身不适用电量核算），随着用电量增大，误差随之增加；
（2）与供电园区电量抄计时间不一致导致偏差；
（3）工厂3#及其他部门电量估读导致偏差；
（4）工厂1＃楼二段装置性能不稳定导致偏差（丢失电量情况）。
3.1措施及改造的必要性
（1）园区内部与供电园区同步抄表，同时记录好供电园区、内部抄计电量和抄计时间（精确到小时），便于今后数据跟踪和分析；
（2）内部电量抄计使用保护装置数据，作为电量核算，装置误差、稳定性及互感器特性均不适用，应改造分时电能计量装置，便于准确计量各单位实际用电量；
（3）将ABB542型装置及电流互感器进行电参量准确度测量，便于进一步分析装置；
（4）更换工厂1＃楼二段继电保护装置，电量测量显示异常将会使保护的失效，影响生产用电安全。
从现代能源管理要求，探索建立符合园区长期发展战略需求的新型能源管理模式：按照总体规划、分步实施、统筹兼顾、重点突破、效益驱动的原则，对园区现有的能源基础设施实施系统升级和技术改造，提升企业能源系统的技术装备水平；建设集能源调度指挥、能源平衡决策等管控一体化的新型能源管理体系，实现能源的三级能耗指标管理；实现企业的可持续发展。
但这四条措施中又根据园区实行二部制计量的要求最终采用第二条，针对园区现有的ABB542表是一款继电保护综合性表，（2、电能测量回路章节表述）其不具备精确计量电量，未有二部制计量功能，改造以适应供电部门二部制计价的要求和实现能源管理的智能化，从而达到减少计量误差。
4、改造方案
目前工程组负责管理的“园区”配电系统电能计量装置并不符合“GB17167-2006中华人民共和国国家标准《用能单位能源计量器具配备和管理通则》”中相关“主要次级用能单位所配备能源计量器具的准确度等级要求；高、低压配电系统也无配置完整的计量装置。导致无法进行高低压两级分别进行电能量统计分析。
4.1完善电能计量装置的措施
通过调研和查看、分析，提出以下完善电能计量装置的措施：
（1）对10kv及以上的回路，安排现场电能计量回路接线正确性检查；
（2）对10kv及以上的回路，安装“符合规范计量精度等级”的电能表，及其电流互感器回路与保护回路分离，使用0.5级的测量线圈，保证计量装置的精度配置；
4.2计量系统设计要求
（1）电能量在线实时监测功能（每15分钟采样一次）；
（2）各单位类能源使用趋势图显示；
（3）各类报表（能源使用统计、分级损耗统计、峰、谷、平使用情况分析、需量使用分析、能源损耗分析等）自动生成功能；
（4）每月MD(需量）预测；
（5）各单位（峰、平、谷）电费收据的计算、开票；
为加强园区能源管理系统能源监管体系，降低既有配电系统运行能耗。建设电能计量系统，重点在于以下两点：
（1）对配电系统的10kv馈线（含各供电变压器）回路的电能实时监测、计量和分析；
（2）未来进一步扩展对0.4kv供电回路的电能实时监测、计量和分析；
4.3电能量管理系统改造及实施
第一步对10kv及以上的回路加装计量装置并进行采样管理。
第二步延伸到各单位配电所0.4kv出线加装计量装置并采样管理。
项目实施时，园区实施以下内容的工作：
（1）通过对用电线路及主要用电设备进行实地勘察分析和调研，内容不仅限于：配电系统主接线图。各出线的名称、柜号、管辖范围、CT变比、容量、出线线径等内容，观察计量装置安装位置。
（2）依据各建筑现场勘察的情况，编制和设计分项计量系统实施方案，方案包括明确的实施细节、范围、时间、设备选型等内容。
（3）园区停电进度，现场安装电能计量装置。
（4）对园区能源管理系统区内的馈线（含各供电变压器）回路，进行组网并汇总数据采集信息，实现对园区高压分路电能进行计量、分析。
5、系统架构及功能
系统整体业务架构从横向划分为：数据采集、信息集成和展示平台，数据交换遵照国家有关公共建筑能耗监控标准规约。
园区智能电表系统提供Web服务，权限客户端可以通过IE浏览器查看能源管理现场画面。
实现内部两部制电价结算，使园区各单位用电结算更公平合理，促使各单位改进用能习惯或合理安排生产，实现节能降耗，另外引导各单位错峰用电，利于各单位减少用电费用支出。
新表计准确性、灵敏度高，大幅降低了原表计的计量误差，减少了人工误差和工作量。自动采集用电数据自动生成报表，实时统计，一小时、当天、当月、当年各单位用电量，实时掌握用电情况，提高了用电管理水平特别是消除了部分表计在小电流状态不能计量的现象，减少了总表与分表之间的差异。
系统能对各单位用电量进行不同单位、不同时段的对比，如同比分析、环比分析等，利于分析能耗因素。
6、数据对比
（由于系统2014年4月初投入试运行，剔除1-3月后的数据）
图[6-1]误差对比曲线图
7、小结
园区用电误差从分析到论证，最后通过智能电表改造系统于2014年4月安装调试完毕，到2014年底共试运行了9个月。误差也从往年的百分之十几下降到平均误差百分之二点几，误差下降了十几个百分点，从而减少了园区计量误差引起的个单位的电费分摊量大，为园区节能减排，科学运行和管理电站提供了可靠的依据，试运行期间智能电表系统运行稳定正常，经过功能测试，各项性能参数指标符合设计改造要求。
参考文献
【1】GB17167-2006中华人民共和国国家标准《用能单位能源计量器具配备和管理通则》2006年6月
【2】电能计量基础中国计量出版社2002年7月
【3】ABBREF542plus手册：维护操作2002年1月