断面实时和状态控制的关口电能计量方案

胡先柏

摘要：发电厂上网和下网电价存在差异，双向电量不能相互替代，上网、下网电量必须严格区别，分别计量。对于多路出线π形连接存在穿越功率，以及起备变从电厂高压母线直降的发电厂，常规单一线路双向电度表己不能满足上、下网电量分别计量的要求，需要寻求新的合理的计量方案，以适配电网各种运行方式，保证电量交易公平公正。本文主要介绍针对上述问题的关口断面设置、“和电流”计量、以及起备变的状态计量的解决办法。

关键词：π形接线关口计量穿越功率下网电量不同电价双边交易

现代电网建设趋于线路容量复用和网架结构加强，电厂送出线路从以单纯送出为目的逐步转为以发为主、转供结合的方向发展，为了节省投资、运行费用和便于同期，发电厂的起动备用电源也大都趋向于从本厂高压母线直降获得。常规单一线路双向电度计量方式己经不能满足上、下网电量分别计量的要求，造成上网和下网电量计算方法概念不清，电费结算时电网和电厂各执一词，存在争议的问题主要体现在以下几个方面：

1、由于上、下网电价存在差价，上网电量和下网电量不能相互抵偿，上网电量和下网电量的计量必须严格分开。

2、由于穿越功率的存在，上网电量和下网电量中混入了穿越电量，上网电量不能简单地以线路正向电量相加，下网电量也不能简单地以线路反向电量相加。

3、电厂任一机组并网运行时，起备变所用电量潮流由本厂机组提供，由于电厂开关站的产权属于电厂，经过电厂母线返回起备变的这一部分电量不应计入下网电量。

一、常规关口计量方案

（一）关口计量点设在线路侧，以AB为断面

关口电能计量点设计在线路侧，与双方产权分界点相对应，计算时以线路AB为断面，母线归入电厂侧。对于π形接线，由于穿越功率的存在，上网电量不能简单地以线路正向电量相加，下网电量也不能简单地以线路反向电量相减，为了解决这个问题，应以发电厂高压母线为节点进行时域能量平衡。如图一，将发电厂高压母线看成一个黑匣子，不管内部运行方式和潮流怎么变化，统计期内电量流入母线之和等于流出母线之和，公式如下：

公式变形后可得上网电量W上计算公式：

上式中，上网电量的计算中己经将起备变的下网电量扣出，结算下网电费时，不应将起备变电量按下网电价进行收费，否则相当于下网电费被重复收取，下网电费M下的正确结算方法是：电厂补交起备变电量的上网电价K上与下网电价K下的差价即可，即：

通过时域能量平衡计算，可以解决穿越功率的问题，但在无上网、大穿越、小下网工况下，由于互感器以及线路计量表计的准确性差异，会产生较大的累积误差，如果是正偏差，算在用户头上的话会是一笔不小的费用。另外，由于电厂自发自用厂用电量D发无法区分，如下式，电厂也相当于白缴了这一部分费用，自发自用厂用电量不计入下网电量的问题没有得到解决。

（二）关口计量点设在电厂侧，以CD为断面

关口电能计量点设计在电厂侧，与产权分界点不对应，计算时以电厂CD为断面，母线归入电网侧。电量计算公式如下：

以CD为断面计算上网电量的好处是，计算方法简单清晰，可以很好地回避穿越功率问题，不用考虑潮流方向和运行方式，不会产生累计误差。缺点同样是无法区分电厂自发自用电量D发。

由以上分析可见，无论关口计量点设在线路侧还是电厂侧，不采取相应措施，都不能很好地区分下网电量，发电厂要向电网多掏自发自用的电费。针对这个问题，业内一些电厂想了很多办法，大多数由于可操作性不强而不被电网认可，下面在基于上述两种关口计量点方案的基础上，推荐两种简单易行的改进方案。

二、改进的关口计量方案

改造前的线路电能计量表接线如图二所示，线路A、B分别装设双向电度表，分别计量线路A、B正反向电能量。改造后的线路电能计量表接线如图三所示，将线路A、B电流互感器二次并联，以“和电流”方式接入关口电度总表，其正、反向电量反映的是以线路AB为断面的上网、下网电量，很好地区分了上网、下网电量。穿越电量在CT二次形成环流，不进入“和电流”回路，剔除了穿越功率。

由于电流互感器特性差异、“和电流”对电流互感器二次负载的影响，会造成一定的误差，特别是在大穿越、小下网方式下累积误差会增加；单线路运行时，会存在向停运线路CT的微小电流漏出。如果定制一块多路采样、数字计算的电度表，姑且称为“多路断面电度表”，则上述问题可完美解决。

两回线路以上，即使以单一送出为主的发电厂，由于电网运行方式的变化，也会存在穿越功率问题，常规计量和结算方法会出现漏洞和误差，与时域内总量平衡相比，“和电流”方式工作的计量为实时平衡计量，物理意义清晰，上网、下网电量区分明确，线路关口断面计量方式与产权分界面一致，是首选推荐的计量方案。“和电流”计量方式、“多路断面电度表”对于π形接线的发电厂、变电站，站内有自用变压器、电抗器的情况，精确计量下网电量和站内损耗具有重要意义，可以引申应用到不同电价的断面双边电量交易的的场合。

三、结论

上述改进措施为在保留原计量方式的基础上的增补和完善，以上网关口以出线为断面，出线“和电流”计量，适用于不同电价双边交易的电网联络线，只要得到企业和电网双方共同认可，是可行的计量改进方案。

参考文献：

[1]韩诚,徐和平,安晓辉.π形接线电能计量缺陷及其解决方案探讨.电测与仪表,2012,49:76-79。

[2]郭志伟.发电厂下网电量计量方案探讨.福建电力与电工,2006,26(4):31-32。