居民階梯電網計量技術論文

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1廣西電網居民用電特性分析

經過多年改造，目前廣西電網居民大部分已實現一戶一表。只有部分單位大院、老舊住宅小區，以及執行居民電價的非居民用戶（如學校等），還存在合表用電情況。在同一電價模式下，供電企業對這些客戶采取統一管理模式，未區別對待。據統計，2011年底廣西電網居民地市一戶一表總數、縣級一戶一表總數、合表戶數約占全網居民總數分別是28%、71%、1%，而對應的地市一戶一表用電量、縣級一戶一表用電量、合表戶用電量占居民用電總量的比重分別是59%、19%、22%。對比可知，地市級用戶用電量主要是第2檔及第3檔，縣級居民用戶用電量多為第1檔，合表戶是存在潛在優質資源用戶。2012年執行居民階梯電價前，廣西居民生活用電電價按豐、枯電價執行，其中豐水期（5月—10月）電價是0.45元/kWh，枯水期（1月—4月，11月—12月）電價是0.60元/kWh。圖1為廣西電網2011年居民月用電量分布（不含合表戶）。從圖1可以看出，夏季的用電量高于冬季，這主要是因為廣西夏季炎熱，空調使用率高導致用電量大幅增加。此外，夏季處于豐水期電價較低，豐水期時段的用電量占居民總用電量的56.4%，這說明廣西電網公司在實現錯避峰的同時也促進了居民電量消費增長。居民用戶負荷具有高峰持續時間短、利用小時數低、負荷率低、季節性強、隨意性強的特點，居民生活用電負荷占總負荷比重，總是大于用電量占總用電量的比重。隨著經濟增長和居民收入增加，未來居民用電量還有較大增長潛力。

2階梯電價實施對計量支撐技術的影響及對策研究

2.1居民電能計量裝置狀況

目前，廣西電網居民單相電能表主要是電子式電能表和機械式電能表（包含機電式電能表），截止2011年底，機械式及機電式電能表的用戶比重較大，約占總數的67.3%，電子式電能表占總數的32.7%。

2.2對計量支撐技術的影響

2.2.1對電能計量裝置的要求

由于不同用電量對應不同的電價，居民最先關注電能表計量是否準確、可靠，對單相電能表的性能提出了更高要求。單相電能表本身應具有月凍結功能及準確的時鐘，即要求電能表在每月結算日零點準確凍結用戶上個月的電量。由電能計量裝置現狀可知，占廣西電網計量裝置67.3%的機械式及機電式電能表只能計量用戶當前電量且沒有時鐘，不具備任何時段凍結電量功能，在當前技術條件下無法完全準確地計算階梯電量。32.7%的電子式電能表有一部分已經接入計量自動化系統和預付費售電系統，但2008年前安裝的電子式電能表不具備表計月電量凍結功能，另外預付費式電能表是預售電量，不能統計月用電量，更不能基于電量而執行不同的電價和電費結算。因此完全滿足階梯電價實施要求的電能表只占一戶一表用戶的27%。

2.2.2對抄表結算的影響

目前廣西電網除已經接入計量自動化系統的電能表外，其余電能表以人工抄錄方式為主，大都按月或雙月固定的抄表例日進行抄表。階梯電價實施后，抄表日的提前或延后都有可能造成電量階梯的跳變，存在較大電費差額和電費糾紛的風險，影響電網公司或用戶的利益。對于具有凍結功能的電能表，計量自動化系統無法實現優先抄讀電能表凍結電量，只能抄讀集中器凍結的電能表當前電量。集中器凍結電量由于受通信環境、技術穩定性等影響，成功凍結電能表當前示度在時間上會有滯后，相比電能表自身凍結電量會有較大差別，影響了電費的精確計算，且未能充分利用電能表的凍結功能。目前抄表員到現場抄表均是抄錄電能表當前電量，電費核算時采用的抄表時間是抄表員上裝數據的時間，并以此計算計費周期。因抄表員抄表時間不統一造成電費計費周期不一致，影響階梯電費結算。

2.3對策分析

針對階梯電價實施對計量支撐技術的影響和要求，依據廣西電網目前居民低壓單相電能表種類、功能，從影響階梯電價實施角度對各類單相表進行劃分，并針對各類表計提出以下改進和應對措施。

2.3.1有凍結功能電子式電能表

此類表計已接入計量自動化系統，可實現月末零點電量的凍結，滿足階梯電價下用戶對計量準確性的要求，重點做好以下技術支持：

1）測試并確保電能表的廣播校時功能。抄讀電能表的月凍結電量，必須保證電能表時鐘準確性，因此需對此類電能表進行廣播對時。由于各種原因，目前部分單相表時間無法進行廣播對時，存在時間準確性不可控的狀況。a.對當前運行單相表按種類、批次以及數量統計是否具備廣播校時功能，主站系統自動對時鐘誤差在±5min內的電能表進行校時；b.在計量自動化系統實現兩種對時模式：固定時刻對時和人工任意時刻對時；c.在計量自動化系統技術規范中約定對時時刻必須避開零點電量的凍結時刻，集中器對電能表默認對時時間設為每日02:00:00；d.對于現場時鐘誤差超出±5min的電能表，需現場核查并進行統計，以便統一調?；蚋鼡Q。

2）抄讀電能表凍結電量。重點對月度凍結電量從電能表凍結生成、集中器采集和上傳、主站接收及處理的全過程進行了技術跟蹤和規則完善，在以下方面進行改進：a.制定集中器優先抄讀凍結電量的機制，即集中器首先執行抄讀電表凍結電量的命令；若電表不支持電量凍結，則集中器轉為執行抄讀電表實時數據并在集中器內進行凍結；b.為最大限度消除電表與集中器之間的時鐘誤差對凍結電量的影響，確定集中器在自身時鐘到達零點并過10min后才向電表發出抄讀凍結電量命令；c.對通信規約中定義對應數據幀，區分電能表是否有凍結功能。

2.3.2未能接入系統的無凍結功能電子式電能表

此類表計由于某些原因未能接入計量自動化系統，重點做好以下技術支持：

1）接入計量自動化系統。如具備接入計量自動化系統的條件，可優先接入系統，提高計量自動化覆蓋率。

2）升級抄表手持終端（即抄表機）。對抄表機進行程序改造，使其具備可在現場抄讀表計月度凍結電量功能；在營銷管理信息系統中對具備月凍結功能的電能表增加標識，并將標識下發到手持終端，手持終端可根據標識自動切換抄表模式（抄讀月凍結電量/抄讀當前電量）。a.制定抄表機現場抄表機制。抄表機應按“月度凍結電量—日凍結電量—實時電量”的優先順序進行現場抄表。b.改進抄表機在營銷管理信息系統的上裝模式，即對遠程抄表缺漏的用戶自動下裝至手持終端，現場抄讀后對上裝數據掃描篩選，填補遠程抄表遺漏的數據。

2.3.3已接入系統的無凍結功能電子式電能表

此類單相表無凍結功能，計量自動化系統只能在結算時間點抄讀電能表當前電量，并在系統后臺進行標識。為保證準確、及時地抄讀當前電量，重點做好以下技術支持：

1）減少抄讀時間。計量自動化主站和集中器在月末零點召測當前電量。集中器每完成300只單相表一次電量抄讀時間控制在60min以內；改善表計、集中器通訊及設備條件。

2）提高抄讀成功率。如集中器一次抄讀的成功率不高，需要補抄數據，補抄的次數越多，所需時間越長，召測電量與零點電量的誤差越大，對用戶電費結算影響很大。應加大運維力度，對計量自動化系統各節點以及節點間各環節可能影響數據采集的原因進行排查和解決，包括各類計量裝置、集中器、采集器和通訊連接線相關故障點，以及臺區設備和線路老化、通信信號等造成的采集故障。并對故障原因和出現環節進行統計分析，對同類問題有針對性地解決，提高故障處理效率和成功率。

2.3.4其他電子式電能表和單相機械式電能表

對于無法接入計量自動化系統的無凍結功能電子式電能表和單相機械式電能表，改進和應對措施有：

1）確保抄表周期的一致性。此類表無法接入計量自動化系統，目前只能實行人工抄表。綜合考慮成本和效率，可按供電企業抄表周期，科學合理地進行抄表日的分區域設定，但抄表周期誤差盡量控制在一天以內，減少對用戶電費結算的影響。

2）以經濟實用為原則，加大此類表計輪換力度。地市及縣級城鎮區域的一戶一表居民用戶新裝或到期輪換改造表計全部采用具備凍結功能和廣播校時的電能表。對于縣級農村區域客戶，由于他們的電量絕大部分處于第1檔電價，可配置長壽命的機械電能表。

2.3.5預付費電能表

2.3.5.1卡式預付費電能表

目前，卡式預付費電能表只能實現本地預付費，且只能進行單一電價的設置，無法進行階梯單價的設置和按用電量自動切換階梯單價，對此類電能表主要有3種解決方案：

1）購電量以年為執行周期。按購電量以年為周期執行階梯電價，對當前系統和表計改造最小。比如，若按照第1檔基本電價標準為150kWh/月，居民可按基本電價一次購買1年的總基本用電量1800kWh。如繼續購買電量，則超過1800kWh的電量將按第2檔、第3檔的電價進行支付。

2）預付費售電系統后臺結算。對預付費售電系統進行升級改造，增加階梯電價管理功能，修改充值程序，增加電費電量的核對、退補功能。售電時按統一電價對用戶所購電量預收電費，用戶所購和裝到表中的均是電量，表中不設電價；實際結算以每個月用戶用電量的實際抄表數為準，由營銷管理信息系統提供每月抄表數據給預付費售電系統，與預售電量進行比對，對用戶預交電費多退少補，多交的費用結算到下月，退補電量給用戶。

3）預付費電能表技術升級改造。對此類預付費電能表進行技術升級改造，滿足階梯電價的設置要求。根據不同的用電量，設定每個用電量段的不同電價，并按用電量自動切換階梯電價，在本地實現階梯電價預付費功能。

2.3.5.2遠程預付費電能表

遠程預付費電能表可通過遠程控制預付費集中抄表系統在后臺實現每月電量的抄讀和階梯電價電費的結算。階梯電價實施對這類預付費表影響不大，主要工作是減少結算時間點抄讀時間，提高抄讀成功率，減少補抄次數。

3應用分析

3.1試點概況

針對階梯電價實施后對計量支撐技術的影響及其對策分析，課題研究在南寧供電局開展試點應用。試點區域共116個臺區，約25000戶居民用戶。在試點區域開展全系統廣播校時、抄讀月度凍結電量功能以及相關系統主站功能升級的研究和測試工作。

3.2應用情況

1）經過實驗室測試、現場升級改造等技術措施，對研發和升級效果進行驗證，試點區域實現了計量自動化系統準確抄讀電表的月凍結電量，并作為階梯電價電費結算的依據，其中采集成功率達到94.74%，采集正確率100%。

2）開展計量自動化系統和集中器升級，實現系統時鐘召測、廣播校時、抄讀凍結電量與營銷管理信息交換凍結電量數據等功能。

3）完成抄表機的升級，可在現場抄讀電能表月度凍結電量。升級后的抄表機可作為自動化抄讀月度凍結電量不成功時的補充手段，同時為未接入計量自動化系統的電能表月凍結電量的抄讀和上裝結算提供了技術保障。

4結語

本文基于對廣西電網居民用電現狀的分析，研究了階梯電價實施后對電能計量裝置、計量自動化等計量支撐技術的影響，提出了應對技術措施。重點對計量自動化全系統時間同步、電能表月凍結電量抄讀等技術進行了研究和改進，并在南寧供電局進行了試點測試和運行，成效顯著，實現了電能表月凍結電量作為電費結算的依據，有效提高了電能計量的準確性和及時性，為居民階梯電價在廣西的順利實施提供了堅實的技術支撐。

作者：何藝周毅波李剛陳俊單位：廣西電網公司電力科學研究院廣西電網公司南寧供電局