智能計量是智能電網(wǎng)基礎

一個(gè)由傳統電網(wǎng)和風(fēng)能、太陽(yáng)能、水電以及生物熱電等新能源發(fā)電共同組成的虛擬發(fā)電廠(chǎng)，它可以根據實(shí)際的電力需要“智能”地選擇不同的電源加以組合，保持城市的電力供應始終強大而穩定。

寒冷的冬天，下班回家之前，只需要在辦公室里輕點(diǎn)鼠標，一組指令信息就會(huì )傳回“智能家電”的信息中心。于是，如同點(diǎn)亮了阿拉丁神燈，喚出了神仆，電飯煲開(kāi)始煮飯，熱水器開(kāi)始燒水，空調自動(dòng)打開(kāi)，讓室內溫暖如春，一切就緒，只等主人回家。

烈日炎炎的夏天，正是電力使用的最高峰，電網(wǎng)不堪重負。各家使用的空調會(huì )“聰明”地將溫度自動(dòng)上調2~3℃，使電網(wǎng)負荷得到巧妙調節。于是，工廠(chǎng)不再需要拉閘限電，城市不會(huì )遭遇大面積停電。

在有人的房間，在人們需要的地點(diǎn)，根據室內的實(shí)際照度、使用者對色溫的要求，自動(dòng)地進(jìn)行適當的、針對性的照明，既滿(mǎn)足人的需求，又將能源浪費控制在最低水平，同時(shí)也減少了二氧化碳的排放……

這不是科幻電影里的場(chǎng)景，在智能電網(wǎng)的建設藍圖里，這些都將成為易如反掌的事情。毫無(wú)疑問(wèn)，智能電網(wǎng)將給我們的生活帶來(lái)根本性的變化。

要實(shí)現智能電網(wǎng)設計者們的這些宏偉目標，計量，特別是高壓電能計量是其中關(guān)鍵的支撐和保障。“可以毫不夸張地說(shuō)，建設和評價(jià)智能電網(wǎng)，電能計量是關(guān)鍵。同時(shí)，智能電網(wǎng)建設可能反過(guò)來(lái)也會(huì )大大促進(jìn)電能計量技術(shù)的進(jìn)步。計量也因此將成為智能電網(wǎng)建設的第一個(gè)受益者。”瞿清昌，這位研究電能和高壓電能計量二十多年的中國計量科學(xué)研究院研究員，談起智能電網(wǎng)給電能計量帶來(lái)的發(fā)展機遇，絲毫不掩飾自己內心的激動(dòng)與興奮。

智能電網(wǎng)與數據電網(wǎng)

現在的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)可以用來(lái)實(shí)現智能電網(wǎng)設計者們的種種宏偉目標，但這些目標的實(shí)現必須有一個(gè)基礎和前提，就是電網(wǎng)信息傳感結點(diǎn)，也就是智能電能表提供的數據信息必須是實(shí)時(shí)、可靠、準確的。

“本質(zhì)上智能電網(wǎng)就是數字電網(wǎng)，更確切地說(shuō)就是數據電網(wǎng)。數據的關(guān)鍵是數據質(zhì)量，即數據的準確度與實(shí)時(shí)性。”瞿清昌介紹，許多信息專(zhuān)家、社會(huì )經(jīng)濟學(xué)家在研究智能電網(wǎng)時(shí)，往往忽視了一些基本的計量學(xué)常識：電網(wǎng)參數，特別是電能測量數據是有誤差的，要建設實(shí)用的、高水平的智能電網(wǎng)，首先必須確保這些數據的準確、可靠?？伤麄冎械牟簧偃苏J為在現有的電網(wǎng)測控技術(shù)提供的數據基礎上，就可以運用各種數學(xué)模型和控制理論，實(shí)現智能電網(wǎng)各種宏觀(guān)和微觀(guān)的應用，產(chǎn)生他們設想的各種效果。

“但現實(shí)是，這些數據并不是他們所設想的那樣準確無(wú)誤。智能電網(wǎng)中基礎數據不是人為輸入，或者搜集、衍生的，而是通過(guò)智能電表實(shí)時(shí)測量得到的，要使這些數據實(shí)時(shí)、可靠和準確，這就為電能計量提出了新的課題。”瞿清昌介紹，只有在有效的計量保證條件下，這些測量結果才可能是準確可靠的，測量數據才具有可比性和實(shí)用性。這涉及到電能表的自身質(zhì)量，如穩定性、線(xiàn)性度，更涉及到這些電能表的量值溯源。

“因此，智能電能表特別是智能高壓電能表、高壓電能計量標準和法制計量管理在建設我國智能電網(wǎng)中的重要性必須引起各方的重視。”瞿清昌說(shuō)。

“滴水不漏”與“斤斤計較”

自從有了電網(wǎng)，電能計量就開(kāi)始發(fā)揮作用。傳統的電能計量包括：電能表檢定、電流互感器檢定和電壓互感器檢定。“電能計量的任務(wù)就是按照檢定規程，對這些計量設備分別進(jìn)行檢定。但電網(wǎng)是一個(gè)系統，電網(wǎng)中電能計量裝置也是一個(gè)系統，其運行誤差并不是上述計量設備誤差的簡(jiǎn)單相加。遺憾的是，以前我們缺乏對整個(gè)電網(wǎng)系統中電能計量誤差的有效測量方法。”瞿清昌說(shuō)，要建設智能電網(wǎng)，必須考慮整個(gè)電網(wǎng)的電能測量誤差，這是電能計量面臨的一個(gè)新挑戰，也是電能計量遇到的一次重大機遇。

有人將電能計量，特別是高壓電能計量概括為兩個(gè)方面：實(shí)驗室校準（關(guān)鍵詞是“Inhouse”）和現場(chǎng)檢定（關(guān)鍵詞是“Onside”）。

“Inhouse”是指在實(shí)驗室內參照條件下進(jìn)行的電能計量器具的整體校準（量值溯源），這一部分是基礎。目前，中國計量院正在開(kāi)展“高壓電能計量標準及其量值溯源的研究”，實(shí)施這一項目的目標就是建立我國的高壓電能計量標準。為建設我國的智能電網(wǎng)提供計量保證并打下堅實(shí)的技術(shù)基礎。

“Onside”則是指對電網(wǎng)中運行的電能表進(jìn)行現場(chǎng)計量檢定，這是一個(gè)一直困擾著(zhù)電能計量和電網(wǎng)管理的難題。“我們將在智能電網(wǎng)中，實(shí)現在線(xiàn)、持續、實(shí)時(shí)和網(wǎng)絡(luò )化的整體電能計量檢定和監督，這是計量技術(shù)的最新發(fā)展，將對國民經(jīng)濟產(chǎn)生巨大影響。”瞿清昌認為，我國在建立高壓電能標準以后，電能計量的突破將主要集中在“Onside”。

智能電網(wǎng)上的網(wǎng)上電能計量的重要意義在于，通過(guò)對整個(gè)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監控，可以對每一度電的去向做到心中有數，達到“滴水不漏”的效果。智能電網(wǎng)將所有的智能電能表，包括高壓智能電能表，連接成一張以高壓智能電能表為核心的巨大的網(wǎng)，通過(guò)對這些高壓電能表為核心的局域智能電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監測，可以隨時(shí)知道每塊表的計量誤差，每一個(gè)支路的電網(wǎng)損耗，從而實(shí)現對每一度電進(jìn)行追蹤，加強電能管理，做到“斤斤計較”，為國家有關(guān)部門(mén)和電網(wǎng)公司提供準確的電能數據，以加強電網(wǎng)管理，提高用電效率。實(shí)時(shí)在線(xiàn)的計量檢定還可以很好地解決竊電的問(wèn)題。在以高壓電能表為核心連接成的巨大網(wǎng)絡(luò )中，哪一個(gè)點(diǎn)出現問(wèn)題，發(fā)生竊、漏電現象，都可以從計算機上一目了然，并即刻做出反應。這對于節約和合理使用電能、確保電網(wǎng)安全具有重大意義。

“總之，智能電網(wǎng)將幫助我們實(shí)現‘Onside’。實(shí)現了整個(gè)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測，就實(shí)現了對整個(gè)電網(wǎng)的控制，完全顛覆了原有的對單個(gè)電能表進(jìn)行在線(xiàn)檢定的觀(guān)念。在這個(gè)意義上，計量也就可能因此成為智能電網(wǎng)的第一個(gè)受益者，更重要的是它將為建設我國堅強的、具有世界先進(jìn)水平的智能電網(wǎng)做出貢獻，創(chuàng )造巨大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。”瞿清昌對此滿(mǎn)懷信心。