電能計費系統概論

四. 無(wú)功計量及最大需量

眾所周知，負載的無(wú)功需求對電力系統的影響有二：一是增加發(fā)輸變配設備的容量;二是網(wǎng)損中的一部分是由無(wú)功電流引起的。假設在有功負載分量不變的情況下，把功率因數從0.8提高到0.9，那么網(wǎng)損就會(huì )降低，發(fā)輸變配設備的容量也可降低。以往對用戶(hù)功率因數的一些規定，更多地是從電網(wǎng)安全運行的角度考慮的，并不涉及收費。就象上餐廳用餐，餐具的提供是不言而喻的，或者說(shuō)是包含在餐費之內的，不過(guò)近來(lái)各檔餐廳收費標準差距的拉大，也許會(huì )給我們一點(diǎn)啟發(fā)。比如一杯啤酒，大檔可能2元，但在空調輕音樂(lè )的環(huán)境里，可能收費10元，它說(shuō)明環(huán)境也是有價(jià)的，不過(guò)不另收費，而是含在食品中一同銷(xiāo)售出去。

對負載功率因數的要求是為了維持必要的電壓水平，防止過(guò)電流。如果客戶(hù)達不到所要求的指標(比如0.85)，則應考慮裝補償器。鑒于實(shí)際可操作性的要求，補償器不可能過(guò)于分散，那么就補償點(diǎn)而言，應該允許過(guò)補償。這樣，相鄰負荷點(diǎn)可以吸收它的無(wú)功，使這一區域的功率因數提高。這樣在一般情況下，該負荷點(diǎn)總是給出無(wú)功(已有某些電力部門(mén)規定，補償點(diǎn)功率因數不得大于0.98)。若用機械表(反向止逆)計無(wú)功，則電流相位是反接的。若是電子式表計，則它將按容性無(wú)功被記錄下來(lái)。對這部分容性無(wú)功，怎樣計費?各位請多考慮。

由于容性無(wú)功的出現，使目前的大多數電子電能表都考慮了四象限無(wú)功的計量。以前的機械表只區別無(wú)功的方向，并不分辨是感性還是容性。那么電子表如何定義四象限無(wú)功的呢?請看下圖5.1

圖5.1 四象限無(wú)功定義

Fig5.1 The definition of four domain reactive

從圖可見(jiàn)，正反向有功定位于實(shí)軸上，正反向無(wú)功定位于虛軸上。四象限無(wú)功與四種組合 ±R, Rp, Rn的定義見(jiàn)下面：

+R=+Ri+Rc

-R= -Ri-Rc

Rp=|+Ri|+|-Rc|

Rn=|-Ri|+|+Rc|

一般情況下，用戶(hù)在電表中選取±A，±R，4個(gè)量，就與原來(lái)用機械表測量的概念完全一致。產(chǎn)生容性無(wú)功的條件是，有功與無(wú)功的方向相反：送出有功但吸收無(wú)功，或吸收有功但送出無(wú)功。前者的例子是發(fā)電廠(chǎng)送出有功但吸收部分網(wǎng)上無(wú)功來(lái)建立自己的電壓，后者的例子是過(guò)補償負載在吸收有功時(shí)向鄰近負載點(diǎn)供出無(wú)功。而在省際聯(lián)絡(luò )線(xiàn)等關(guān)口點(diǎn)，這兩種情況是經(jīng)常之事。

在不涉及容性無(wú)功的情況下，選取±A，±R作為測量值和選取±A，Rp，Rn為測量值將得到同樣的結果。如果一定要單獨處理Rc，可選取±A，±Ri，±Rc六個(gè)測量值為一組，這樣可以到主站去任意組合，但缺點(diǎn)是增加了三分之一的數據傳輸量。

所有的負荷曲線(xiàn)都以需量(demand)的形式獲取。在表計內部，它是從電能換算出來(lái)的，取的是一個(gè)積分周期的平均值。在表計內部，它在形成負荷曲線(xiàn)的同時(shí)還附帶過(guò)濾出最大需量，帶時(shí)標存入賬單數據(Billing Data)中，作為賬單數據的一個(gè)項。最大需量可以通過(guò)采集賬單數據獲得，但實(shí)際上有了負荷曲線(xiàn)一切都可通過(guò)計算得到。在主站，你僅僅需要定義一個(gè)時(shí)段，它就能為你找出該區間內的最大需量和出現的時(shí)刻。最大需量反映負載對電網(wǎng)容量的要求，如果電能電價(jià)和容量電價(jià)構成的兩部制電價(jià)政策出臺，則這一測量值將上升到與有功電能同等重要的地位。這樣，表計和RTU中的滑差功能，就會(huì )被更加推崇和重視。