一种电平衡用电量不确定度评价方法

摘要

一种电平衡用电量不确定度评价方法，采集电量数据，确定电平衡边界；根据电平衡边界，确定电量不确定度方案；采集计量装置误差数据；根据计量装置误差数据，进行误差仿真计算，并统计平衡期负荷平均功率因数，生成电量不确定度误差计算统计表；按误差综合计算公式进行不确定度计算；编制不确定度报告。本发明通过对各测量点电量不确定度进行量化评价，修正电平衡指标计算所用电量值，得出较为真实的指标值，对生产、节能工作意义重大。

说明书

技术领域

本发明属于发电厂电平衡和能耗诊断技术领域，涉及一种电平衡用电量不确定度评价方法。

背景技术

发电厂电平衡或能耗诊断是节能工作一项重要内容，它对提高电厂经济效益及安全都有重要的积极意义。电平衡工作与发电系统内工作设备发/用电的电量数据息息相关，电量数据的可靠性、准确性直接关系到电平衡指标的准确性，分析结果的可靠性。企业电平衡测试技术要求能源是发展国民经济的主要物质基础，电力更是生产发展的动力，也是今后相当长时期国民经济发展的能源资源。为此，在大力抓好电力建设，增加供电能力的同时，必须加强用电需求侧科学管理，采取技术上可行、经济上合理的节电措施，减少电能的直接和间接损耗，提高能源使用效率，以缓解电力供应阶段性严重不足与合理使用问题。开展企业电能平衡测试工作，是全面系统地摸清企业的电力、电量消耗总量、构成、分布、流向、用电设备的状况和电能利用率，是加强能源科学管理、制订节电规划、确定节能技措方案和提高能源合理利用水平的重要基础工作。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供了一种电平衡用电量不确定度评价方法。

本发明采用如下的技术方案：

一种电平衡用电量不确定度评价方法，所述评价方法包括以下步骤：

步骤1：采集电量数据，确定电平衡边界；

步骤2：根据步骤1的电平衡边界，确定电量不确定度方案；

步骤3：利用计量装置误差数据，进行误差仿真计算，并统计平衡期负荷平均功率因数，生成电量不确定度误差计算统计表；

步骤4：按误差综合计算公式进行不确定度计算；

步骤5：编制不确定度报告。

在所述步骤1中，电平衡边界包括线路单元、主变单元、发电机单元、生产配电单元、厂用生产设备单元、生活配电单元以及用电设备单元；

电平衡所用电量数据通过电平衡边界内各设备的电能计量装置所得。

所述电能计量装置包括互感器、二次回路、电能表；

互感器的误差为变比误差、相位误差；

二次回路的误差为回路的电压降；

电能表的误差为电量测量误差；

边界内电平衡用电量不确定度与电能计量装置中互感器、二次回路、电能表的各自工作误差相关；

其中，互感器包括电压互感器和电流互感器。

通过对系统内各计量点电量的不确定度进行量化评价，以修正电平衡计算所用电量值，

修正量：

修正后计算电量：W′

其中，W

电量不确定度评价数学模型为：r＝r

其中，r

r

对三相三线制电能计量方式：

其中，f

对三相四线制电能计量方式：

其中，f

在所述步骤2中，电量不确定度方案包括电量不确定度评价方案A1、电量不确定度评价方案A2、电量不确定度评价方案B1和电量不确定度评价方案B2。

电量不确定度评价方案A1：依据互感器出厂技术报告和现场电能表和回路压降测试报告，对I类平衡系统电能测量不确定度进行评价；

其中，发变组平衡系统、母线平衡系统和主变等变压器平衡系统为I类平衡系统，

电量不确定度评价方案A1的平衡系统边界单元包括种类：线路单元、主变单元、厂变单元、发电机单元；

边界点为各单元系统电量测量点；

电量不确定度评价方案A1的误差数据采集包括：

a)互感器出厂技术报告；

b)PT二次回路压降测试报告；

c)互感器二次负荷测试报告；

d)电能表周检报告；

e)一次功率因数平衡期统计报表；

f)平衡期设备负荷率，

电量不确定度评价方案A1的电量不确定度评价程序包括：

1)搜集、整理产品出厂报告数据；现场测试二次回路压降、电能表测试数据；

2)对报告及测试数据进行实际负荷仿真计算；

3)依据生产报表，统计相关设备平衡期设备负荷率，计算设备运行的负荷平均功率因数

其中，W

4)填写数据统计表格；

5)通过电量不确定度评价数学模型计算进行不确定度计算、分析；

6)编制不确定度评价报告，对相应平衡指标进行影响分析、数据修正，平衡指标包括母线不平衡率、变损和发变组不平衡率。

电量不确定度评价方案A2：依据互感器出厂报告和现场电能表和回路压降测试报告，对包含II类平衡系统电能测量不确定度进行评价；

其中，配电母线平衡系统、生产设备单元平衡系统和生活设备单元平衡系统为II类平衡系统，

电量不确定度评价方案A2平衡系统边界单元包括：线路、主变、厂变、发电机、厂配电系统各单元；

边界点为用电系统电能测量点；

电量不确定度评价方案A2误差数据采集包括：

a)互感器出厂技术报告；

b)PT二次回路压降测试报告；

c)互感器二次负荷测试报告；

d)电能表周检报告；

e)电能测量柜报告，包括互感器、综保装置出厂报告；

f)一次功率因数平衡期统计报表；

g)平衡期设备负荷率，

电量不确定度评价方案A2电量不确定度评价程序包括：

1)搜集、整理互感器、电能测量柜出厂报告数据；现场测试二次回路压降、电能表；

2)对报告及测试数据进行实际负荷仿真计算；

3)依据生产报表，统计相关设备平衡期设备负荷率，计算设备运行的负荷平均功率因数

其中，W

4)填写数据统计表格；

5)通过电量不确定度评价数学模型进行不确定度计算、分析；

6)编制不确定度评价报告，对相应平衡指标进行影响分析，数据修正，平衡指标包括母线不平衡率、变损、发变组不平衡率、配电系统不平衡率。

电量不确定度评价方案B1：模拟互感器现场运行情况，对互感器进行现场测试，依据互感器现场测试报告，现场电能表、回路压降测试报告，对I类平衡系统电量不确定度进行评价，

其中，发变组平衡系统、母线平衡系统和主变等变压器平衡系统为I类平衡系统，

电量不确定度评价方案B1平衡系统边界单元包括：线路、主变、厂变、发电机；

边界点为发电系统电能测量点；

电量不确定度评价方案B1误差数据采集包括：

a)互感器测试技术报告；

b)PT二次回路压降测试报告；

c)互感器二次负荷测试报告；

d)电能表周检报告；

e)一次功率因数平衡期统计报表；

f)平衡期设备负荷率，

电量不确定度评价方案B1电量不确定度评价程序包括:

1)现场测试互感器、二次回路、电能表；

2)对测试数据进行实际负荷仿真计算；

3)依据生产报表，统计相关设备平衡期设备负荷率，计算设备运行的负荷平均功率因数；

4)填写数据统计表格；

5)通过模拟计算、仿真技术进行不确定度计算、分析；

6)编制不确定度评价报告，对相应平衡指标进行影响分析，数据修正，平衡指标包括母线不平衡率、变损、发变组不平衡率。

电量不确定度评价方案B2：模拟互感器现场运行情况，对互感器进行现场测试，依据现场测试报告，现场电能表、回路压降测试报告，对包含II类平衡系统电能测量不确定度进行评价，

其中，配电母线平衡系统、生产设备单元平衡系统和生活设备单元平衡系统为II类平衡系统，

电量不确定度评价方案B2平衡系统边界单元包括：线路、主变、厂变、发电机、厂配电系统各单元；

边界点为用电系统电能测量点；

电量不确定度评价方案B2误差数据采集包括：

a)互感器测试技术报告；

b)PT二次回路压降测试报告；

c)互感器二次负荷测试报告；

d)电能表周检报告；

e)电能测量柜测试报告，包括互感器和综保装置；

f)一次功率因数平衡期统计报表；

g)平衡期设备负荷率，

电量不确定度评价方案B2电量不确定度评价程序包括：

1)现场测试互感器、二次回路、电能表；

2)对测试数据进行负荷仿真计算；

3)依据生产报表，统计相关设备平衡期设备负荷率，计算设备运行的负荷平均功率因数；

4)填写数据统计表格；

5)通过电量不确定度评价数学模型、仿真技术进行不确定度计算、分析；

6)编制不确定度评价报告，对相应平衡指标进行影响分析，数据修正，平衡指标包括母线不平衡率、变损、发变组不平衡率、配电系统不平衡率。

电压互感器误差仿真：

其中，f是实际二次负载Y下的互感器变比误差，f

其中，U

电流互感器误差仿真：

误差代表点负荷电流按下式计算：

其中，T是平衡期时间，单位为天，K

(1)设计发明了评价方案，实现对电量不确定度经济、科学评价；

(2)提出了不确定度科学评价程序；

(3)设计发明了评价表格，方便统计计算。

附图说明

图1为一种电平衡用电量不确定度评价方法的工作流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。本申请所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本发明精神，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

发电厂电平衡或能耗诊断是节能工作一项重要内容，它对提高电厂经济效益及安全都有重要的积极意义。电平衡工作与发电系统内工作设备发/用电的电量数据息息相关，电量数据的可靠性、准确性直接关系到电平衡指标的准确性，分析结果的可靠性。

一种电平衡用电量不确定度评价方法，评价方法包括以下步骤：

步骤1：根据电量数据，确定电平衡边界；

步骤2：根据步骤1的电平衡边界，确定电量不确定度方案；

步骤3：利用计量装置误差数据，进行误差仿真计算，并统计平衡期负荷平均功率因数，生成电量不确定度误差计算统计表；

步骤4：按误差综合计算公式进行不确定度计算；

步骤5：编制不确定度报告。

发电厂电平衡边界包括：线路、主变、发电机、生产配电、厂用生产设备、生活配电、用电设备等，电平衡系统内每个节点(关口)都对应一个电量测量点。电平衡所用电量数据通过系统内各设备的电能测量装置所得，它由电压互感器(PT)、电流互感器(CT)、电压互感器二次回路、电能表组成，每部分势必产生测量误差。互感器误差表现为其变比误差、相位差；二次回路误差表现为二次电压的压降；电能表误差表现为电量多计或少计。因此，电量数据不确定度与测量装置中互感器、二次回路、电能表的各自工作误差相关。

通过对各测量点电量不确定度进行量化评价，修正电平衡指标计算所用电量值，得出较为真实的指标值，对生产、节能工作意义重大。

通过对系统内各计量点电量的不确定度进行量化评价，以修正电平衡计算所用电量值，

修正量：

修正后计算电量：W′

其中，W

如图1所示一种电平衡用电量不确定度评价方法的工作流程图。

电量不确定度评价数学模型

电量不确定度评价数学模型为：r＝r

其中，r

r

对三相三线制电能测量方式：

式中：

其中，f

对三相四线制电能测量方式：

其中，f

电平衡系统

电能遵循能量守恒定律，对电网络任何一个闭环系统或平衡边界，进出电能必是平衡，进入系统电能等于输出电能+内部损耗。火力发电厂电平衡系统通常包括：①发变组平衡系统；②母线平衡系统；③主变等变压器平衡系统；④配电母线平衡系统；⑤生产设备单元平衡系统；⑥生活设备单元平衡系统等。

①②③定义为I类平衡系统，为重要平衡系统，属于发电平衡系统。④⑤⑥定义为II类平衡系统，为辅机等机械设备能量平衡系统，属于用电平衡系统。

依据经济性，电量不确定度评价方案，可定义为4种。

电量不确定度评价方案A(初级)

方案A1：

依据互感器出厂技术报告和现场电能表、回路压降测试报告，对I类平衡系统电能测量不确定度进行评价。

平衡系统边界单元

线路、主变、厂变、发电机。边界点：发电系统电量测量点。

误差数据采集

a)互感器出厂技术报告；

b)PT二次回路压降测试报告；

c)互感器二次负荷测试报告；

d)电能表周检报告；

e)一次功率因数平衡期统计报表；

f)平衡期设备负荷率。

电量不确定度评价程序

1)搜集、整理产品出厂报告数据；现场测试二次回路压降、电能表。

2)对报告及测试数据进行实际负荷仿真计算。

3)依据生产报表，统计相关设备平衡期设备负荷率，计算设备运行的负荷平均功率因数。

4)填写数据统计表格。

5)通过误差模型计算进行不确定度计算、分析。

6)编制不确定度评价报告，对相应平衡指标(母线不平衡率、变损、发变组不平衡率)进行影响分析、数据修正。

方案特点：

工作量较少，成本较低。仅涉及厂宏观平衡系统，仅分析母线不平衡率、重要变压器变损等指标情况。缺点由于误差数据取之于出厂报告，可信度差，报告数据久远，时效性也差，因此电量不确定度分析结果可靠性相对低，仅为初步分析。

方案A2

依据互感器出厂报告和现场电能表、回路压降测试报告，对包含II类平衡系统电能测量不确定度进行评价。

平衡系统边界单元

线路、主变、厂变、发电机、厂配电系统各单元。边界点：用电系统电能测量点。

误差数据采集

a)互感器出厂技术报告；

b)PT二次回路压降测试报告；

c)互感器二次负荷测试报告；

d)电能表周检报告；

e)电能测量柜报告(互感器、综保装置出厂报告)；

f)一次功率因数平衡期统计报表；

g)平衡期设备负荷率。

电量不确定度评价程序

1)搜集、整理互感器、电能测量柜出厂报告数据；现场测试二次回路压降、电能表。

2)对报告及测试数据进行实际负荷仿真计算。

3)依据生产报表，统计相关设备平衡期设备负荷率，计算设备运行的负荷平均功率因数。

4)填写数据统计表格。

5)通过误差模型进行不确定度计算、分析。

6)编制不确定度评价报告，对相应平衡指标(母线不平衡率、变损、发变组不平衡率、配电系统不平衡率)进行影响分析，数据修正。

方案特点：

在A1方案的基础之上，增加配电系统评价。由于边界广，设备数量多，从而测试、计算、分析工作量大。但增加配电系统对了解用电情况，实施增效节能有重要意义。

电量不确定度评价方案B(高级)

方案B1：

模拟互感器现场运行情况，对互感器进行现场测试，依据互感器现场测试报告，现场电能表、回路压降测试报告，对I类平衡系统电量不确定度进行评价。

平衡系统边界单元

线路、主变、厂变、发电机。边界点：发电系统电能测量点。

误差数据采集

a)互感器测试技术报告；

b)PT二次回路压降测试报告；

c)互感器二次负荷测试报告；

d)电能表周检报告；

e)一次功率因数平衡期统计报表；

f)平衡期设备负荷率。

电量不确定度评价程序

1)现场测试互感器、二次回路、电能表。

2)对测试数据进行实际负荷仿真计算。

3)依据生产报表，统计相关设备平衡期设备负荷率，计算设备运行的负荷平均功率因数。

4)填写数据统计表格。

5)通过模拟计算、仿真技术进行不确定度计算、分析。

6)编制不确定度评价报告，对相应平衡指标(母线不平衡率、变损、发变组不平衡率)进行影响分析，数据修正。

方案特点

现场测试工作量大、复杂，成本较高。同A1方案一样，仅涉及厂宏观系统平衡系统，仅能分析母线不平衡率、变损等指标情况。优点：由于数据来源于运行工况，误差数据可信度高，因此电量不确定度分析结果的可靠性高。

方案B2

模拟互感器现场运行情况，对互感器进行现场测试，依据现场测试报告，现场电能表、回路压降测试报告，对包含II类平衡系统电能测量不确定度进行评价。

平衡系统边界单元

线路、主变、厂变、发电机、厂配电系统各单元。边界点：用电系统电能测量点。

误差数据采集

a)互感器测试技术报告；

b)PT二次回路压降测试报告；

c)互感器二次负荷测试报告；

d)电能表周检报告；

e)电能测量柜测试报告(互感器、综保装置)；

f)一次功率因数平衡期统计报表；

g)平衡期设备负荷率。

电量不确定度评价程序

1)现场测试互感器、二次回路、电能表。

2)对测试数据进行实际负荷仿真计算。

3)依据生产报表，统计相关设备平衡期设备负荷率，计算设备运行的负荷平均功率因数。

4)填写数据统计表格。

5)通过误差模型、仿真技术进行不确定度计算、分析。

6)编制不确定度评价报告，对相应平衡指标(母线不平衡率、变损、发变组不平衡率、配电系统不平衡率)进行影响分析，数据修正。

方案特点：

在B1方案的基础之上，增加配电系统评价。由于设备数量多，从而测试、计算工作量也大。由于数据来源于实际，数据可信度高，因此不确定度分析结果可靠性较高。

方案评述

本专利依据工作量及成本大小设计不同的方案，科学的对电平衡所用的电量数据进行不确定评价。其成本依次为A1

附录:评价表格

电能量误差计算表(示例)

表2电能量不确定度统计表(示例)

本申请实施例中的仿真过程如下：

互感器误差与一次负荷、二次负载有关，依据实际运行负荷对报告数据进行仿真，得出符合实际运行状况的误差数据。

电压互感器误差仿真：

其中，f是实际二次负载Y下的互感器变比误差，f

其中，U

电流互感器误差仿真：

误差代表点负荷电流(负荷率)按下式计算：

其中，T是平衡期时间，单位为天，K

电量不确定计算

a)三相四线不确定度计算：

r＝r

b)三相三线不确定度计算：

r＝r

其中，r

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。