多功能电能表在无功补偿中的应用
无功计量方式的分析与应用
几何表示” 。电力部行业标准 Ｄ ／ ４一 ｌ９ Ｌ ６ ５ ９７多 Ｔ 功能电能表通信规约对 电能测量 四象 限的定义如
图 ２所示 。它是 以 电压 为基 准 ， 并将 它置 于数 学直 角坐标 系 的 Ｙ 正 方 向上 。并按 顺 时针 方 向依 次 轴
Ｉ 象限： Ｉ Ｉ 反向有功功率 （Ｐ ， － ） 反向无功功率 （ｐ ； 一）
Ｉ Ｖ象限： 正向有功功率 （Ｐ ， ＋） 反向无功功率 （ｐ） 一 。
第一种情况为无功计量方式 中总无功等于感 性无功与容性无功之和的模式 。为了提高力率 ， 必 须使用无功补偿装置控制感性无功与容性无功都
为 ＩＩ、 ＩＩ 限 。 、ＩＩ 、 Ｉ Ｖ象
Ｉ Ｉ
子式多功能电能表的出现 ，大大提高了无功电能 计量的准确性 ， 更重要的是可以把无功电能按 ４ 个 象限分别计量。 许多文章仅限于功率因数的理论分
析 ， 视 了抄 、 、 忽 核 收人员 以及运 行人 员对 四象 限无 功 的理 解 及应 用 ， 视 了 电能 表设 置 人 员对 无 功 忽
ｃｏｓ
’
‘
：
： ｘ— Ｚ（ ，Ｑ ） ／Ｐｇ＋ Ｑ＋ ３２ （ —
则有 ：
Ｉ 象限 ： 正向有功功率 （Ｐ ， ＋ ）正向无功功率 （ ｐ ； ＋） Ｉ象限： Ｉ 反向有功功率 （ｐ ， － ）正向无功功率 （ｐ ； ＋）
第 三种 ：
ＣＯＳ
’
：
： Ｎ — ） （ ，ＩＥ Ｑ ＿Ｑ ） ， ｐ＋＋ Ｑ＿Ｑ Ｉ ３Ｉｊ ２ ／ Ｅ （ —＋
率 的方法 。 第一 种 ：
００ｓ
’
无功补偿在电力系统电能质量改善中的应用
无功补偿在电力系统电能质量改善中的应用随着现代社会对电能质量要求的提高，无功补偿技术作为一种重要的电力系统电能质量改善手段被广泛应用。
通过对电力系统中无功功率的补偿和控制，可以有效提升电能质量，降低谐波、降低电压波动和提高功率因数等。
本文将介绍无功补偿技术在电力系统电能质量改善中的应用。
一、无功补偿技术概述无功补偿技术是指通过投入无功功率，以平衡电力系统中的无功功率，从而提高功率因数和电能质量的技术手段。
常见的无功补偿技术包括静态无功补偿装置（SVC）、静态同步补偿器（STATCOM）和无功电力滤波器等。
这些技术通过自动地、实时地调整电力系统中的无功功率，来提高电力系统的电能质量。
二、无功补偿技术的应用领域1. 工业用电在工业生产过程中，大量的电动设备和非线性负载会引起电力系统的电能质量问题，如电流谐波、功率因数低等。
通过应用无功补偿技术，可以调整电力系统中的无功功率，降低谐波水平，提高功率因数，从而保证电力系统的稳定运行以及电动设备的正常工作。
2. 发电厂在发电过程中，燃煤和燃气发电厂的发电机组会产生大量的无功功率。
通过应用无功补偿技术，可以补偿发电过程中的无功功率，提高发电机组的功率因数，降低系统的无功损耗，提高电网的输电能力和稳定性。
3. 电网输电电力系统中长距离的输电线路会引起电压降低和无功损耗等问题，降低系统的电能质量。
通过在输电线路中应用无功补偿技术，可以补偿无功功率，提高电网的电压稳定性，减小电压降低的程度，从而改善电能质量。
三、无功补偿技术的优势与挑战1. 优势：（1）提高功率因数：无功补偿技术可以通过控制电力系统的无功功率，提高功率因数，降低系统的无功损耗，提高电能利用率。
（2）改善电压波动：无功补偿技术可以通过调整电力系统中的无功功率，稳定电网的电压，降低电压的波动，保证电力系统的正常运行。
（3）减小谐波：无功补偿技术可以通过滤波器等措施，减小电力系统中的电流谐波，降低对电力设备的影响。
新能源场站降低用电力率调整电费的方法
图中参考矢量是电流矢量(取向右为正方向)；2)电压矢量改变方向；3)电压U 和电流I 间的相角φ在数学意义上取正(；4) Q 为无功，P 为有功，S 为视在功率。
图1 无功四象限的定义输出有功功率输出无功功率输入有功功率输入无功功率
++--Q S P φⅡⅣⅠⅢ
图5 EL无舟印
2.2 降低漏电流和提升并联电阻
背正背流程漏电流较大，怀疑是电池片正表面有金属杂质离子掺入导致。
为了解决漏电问题，可降低二次清洗碱槽浓度，从而使酸槽清洗电池片金属杂质离子能力加强。
电性能上看，降低二次清洗碱槽浓度后，漏电明显降低，并联电
表3 降低碱槽浓度后的电性能对比。
无功补偿技术在电力系统的电能计量中的应用
无功补偿技术在电力系统的电能计量中的应用无功补偿技术在电力系统中起着重要的作用。
它能够提高电力质量，减少电力系统中的无功功率损耗，并确保电能的准确计量。
本文将探讨无功补偿技术在电力系统的电能计量中的应用。
一、无功补偿技术简介无功补偿技术是一种通过引入适当的电容器或电感器来抵消电力系统中的无功功率的方法。
在电力系统中，无功功率是由电容性负载和电感性负载产生的。
电容性负载会产生无功电流，而电感性负载则会吸收无功电流。
无功功率的存在会导致电能的浪费和系统效率的降低，因此需要采取无功补偿技术来解决这一问题。
二、无功补偿技术在电能计量中的重要性1. 保证电能计量的准确性在电力系统中，准确计量电能对于能源管理和发电企业的经济利益具有重要意义。
然而，传统的电能表只能计量有功电能，而无功补偿技术能够通过电容或电感装置对无功电能进行补偿，使得计量结果更加准确。
2. 提高电力系统的效率无功补偿技术可以消除无功功率带来的能量损失，从而提高电力系统的效率。
通过在电容器和电感器之间合理配置，可以根据负载的需求来控制无功功率的流动方向和大小，从而最大程度地降低系统的无功功率损耗。
三、无功补偿技术的应用案例1. 电容无功补偿电容无功补偿是一种常见的无功补偿技术。
它通过在电力系统中并联连接适量的电容器来补偿负载产生的无功功率。
电容无功补偿能够消除电网中的功率因数的不良影响，减少电能的浪费，提高系统的功率因数。
2. 电感无功补偿电感无功补偿是另一种常见的无功补偿技术。
它通过在电力系统中串联连接适量的电感器来补偿负载吸收的无功功率。
电感无功补偿能够调节系统中的无功电流，提高功率因数，并实现动态无功补偿。
四、无功补偿技术的未来发展趋势随着电力系统的发展和智能化的推进，无功补偿技术也在不断创新和发展。
以下是一些可能的未来发展趋势：1. 智能化无功补偿技术智能化无功补偿技术将无功补偿与智能化技术相结合，实现对无功补偿设备的智能控制和管理。
无功补偿在电力系统电能计量准确性提升中的应用
无功补偿在电力系统电能计量准确性提升中的应用无功补偿是一种重要的电力系统控制手段，它在电能计量准确性提升中具有重要应用。
本文将详细介绍无功补偿的基本原理和作用，探讨无功补偿技术在电力系统电能计量准确性提升中的具体应用。
1. 无功补偿的基本原理和作用无功补偿是通过补偿电力系统中产生的无功功率，使得电力系统中的功率因数接近于1。
在电力系统中，负载的运行会产生一定的无功功率，这些无功功率会导致电能计量的误差。
而通过引入无功补偿装置，可以抵消这些无功功率，提高电能计量的准确性。
无功补偿的作用主要体现在以下几个方面：- 提高电力系统的功率因数，降低系统的无功损耗；- 改善电力系统的电压稳定性，减少电压波动和电压暂降；- 降低电流的谐波含量，减少对电力设备的损害；- 改善电力系统的可靠性和稳定性。
2. 无功补偿技术在电能计量准确性提升中的应用2.1 无功补偿装置的安装为了提高电力系统的电能计量准确性，无功补偿装置应当合理安装在电力系统中。
根据负载特性和功率因数情况，可以选择在主要负载端安装无功补偿装置，也可以在电力系统的主要电容器组上进行无功补偿。
此外，为了确保计量的准确性，无功补偿装置应当与电能计量装置进行配合安装和调试。
2.2 功率因数校正功率因数是衡量电力系统功率质量的重要指标，也是电能计量准确性的关键因素。
通过无功补偿技术，可以有效地校正电力系统的功率因数。
在电力系统的计量点上设置功率因数校正装置，通过控制无功补偿装置的运行状态，实现对功率因数的校正，从而提高电能计量的准确性。
2.3 谐波滤波电力系统中的谐波会导致电压失真和电能计量误差。
无功补偿技术可以通过滤除电力系统中的谐波，提高电能计量的准确性。
在电力系统的关键节点上安装谐波滤波装置，并与无功补偿装置进行配合使用，可以有效地滤除电力系统中的谐波，降低计量误差。
2.4 电能计量装置的校正无功补偿技术可以通过校正电能计量装置的参数，提高电能计量的准确性。
新能源场站降低用电力率调整电费的方法
综上所述，同时经笔者调研不同场站电能表， 发现电能表的正、反向无功设置主要有两种情况：
1) 第一种设置：正、反向无功按无功潮流的 方向定义，即正向无功为Ⅰ + Ⅱ象限无功，反向 无功为Ⅲ + Ⅳ象限无功。这种设置对新能源场站 来说，混合了发电、用电时消耗或产生的无功， 用这种正向无功或反向无功来计算场站用电功率 因数，造成的结果是功率因数较低。
本文结合目前新能源场站下网电费计算公 式，以及多功能电能表中的正、反向无功设置， 分析了影响场站下网电费的因素，并提出了利用 无功补偿装置进行无功调整的原则和措施。
1 场站下网电费及功率因数的计算
1.1 下网电费计算
新能源场站按用电类别属于大工业用电 ( 部
分场站还包含一般工商业用电类别 )，电价根据
性的特点，无功负荷随有功负荷变化而不断变化。
2) 用电时的负荷主要是设备空载损耗及辅助设备
用电，负荷基本恒定。3) 风电场用电时间段受风
资源影响，基本无规律；而光伏电站用电时间段
主要是夜间。在这种情况下，只有减少无功电量，
才能提高场站用电功率因数。
1.2计量中，变电站、电厂等由于无功计
类基金和附加费，包括国家重大水利工程建设基
金、农网还贷资金、大中型移民后期扶持资金、
可再生能源电价附加等。
由式 (1)～式 (3) 可知，除价格外，影响新能
源场站下网电费的因素还有计费有功电量和力率
调整电费增减率。由于新能源场站的用电主要是
设备空载损耗及辅助设备用电，每月用电有功电
量变化幅度不大。因此，主要因素是力率调整电
不同用电类别分别执行各自峰谷分时电价，其电
费计算公式为：
智能电网题库-简答无图的
简述配电管理系统（DMS）的组成。
答：通常把从变电、配电到用电过程的监视、控制和管理的综合自动化系统，称为配电管理系统。
其内容包括配电网数据采集和监控（SCADA，包括配电进线监视、配电变电站自动化、馈线自动化和配电变巡检及低压无功补偿）、地理信息系统、网络分析和优化、工作管理系统、需方管理包括负荷监控及管理和远方抄表及计费自动化和调度员培训模拟系统几个部分。
简述各种RTU体系结构的特点和适用范围分析电能表供电电路存在的问题。
答：（1）将50HZ的交流电源变换成为标内电路所需的直流低电压，一般为5v。
（2）将电能表的电子电路与交流电网在电器上隔离开来，以避免电网噪声影响电能表的正常工作。
（3）当电网停电时，提供后备电池供电，确保数据不致丢失。
（4）对于三相当能表，在缺相运行时，表内的电子电路仍应能够得到可靠的供电。
满载调整装置及其相位调整装置有哪几种基本类型？答（1）满载调整装置：①改变作用力臂的满载调整装置；②改变制动磁通的满载调整装置；③改变制动磁铁的磁通在转盘中感应电流大小的满载调整装置。
（2）相位调整装置：①改变电流工作磁通相位角的调整装置；②改变电压工作磁通相位角的调整装置；③改变电压非工作磁通相位角的调整装置。
概括改善负载特性曲线常用的方法。
答：（1）改善轻负载电流范围负载特性曲线常用的方法①电流铁芯选用初始导磁率高且比较稳定的材料；②增大电流铁芯截面，缩短铁芯长度，从而在同样的负载电流下，增大电流铁芯的磁通；③用一部分电压工作磁通磁化电流铁芯，以提高电流铁芯的初始磁通，从而避开了磁化曲线起始的弯曲部分，减小了非线性误差。
（2）改善大负载电流范围负载特性曲线常用的方法。
①增大永久磁铁的制动力矩，降低转盘的转速，这样就能相对的减少电流抑制力矩在总的制动力矩中所占的比例，从而减少了电流抑制力矩对总制动力的影响；什么是配电自动化系统，主要包括哪些主要内容？答：配电自动化系统是一种可以使配电企业在远方以实时方式监视、协调和操作配电设备的自动化系统。
多功能电能表在无功补偿中的应用
多功能电能表在无功补偿中的应用杨小峰襄樊供电公司电能计量中心（441000）摘要：本文介绍了一种利用多功能电能表实现无功功率补偿控制装置的结构及工作原理。
关键词：无功补偿多功能电能表1.概述安装无功补偿装置是提高供电设备利用率，保证电网经济运行的重要手段。
一般的无功补偿装置控制器有两种结构，第一种方法是采用测量功率因数的具体数值，然后根据测量的数据和设定的功率因数值投、切补偿电容器组。
这类补偿装置的不足之处是：1.1在轻负载或空载的情况下容易发生切除电容器时造成功率因数偏低，投入一组电容器又造成功率因数超前，为此反复投切电容，也即发生“投切振荡”。
1.2取样的电流、电压信号往往只以三相电路中的某一相参数作测量信号，而不是三相整体的参数，在三相负载不平衡时误差较大。
1.3为避免电容在设定功率因数的某一定值附近频繁投切，功率因数只能保持在较大范围，而难达到理想的补偿效果。
1.4稳定性较差，当电网电压波形发生畸变时，信号失真会引起装置误动。
第二种方法是利用A/D转换器测量并计算得出线路中实际的无功功率的数值，实现无功的精确补偿，但结构复杂，成本高。
本文介绍一种利用多功能电能表的无功补偿控制器。
我们知道，现代的全电子多功能电能表采用高精度高速模数转换器、高速数据处理器等先进电子器件使之具有强大的测量功能，除了可以精确地测量出线路中的有功、无功电能的数值外还可以测量出每相电流、电压、功率因数、有功功率、无功功率及负荷曲线等，同时它带有一个RS485接口，通过这个接口按照其通讯协议可以读出线路中各种电气参数。
因此我们只要从多功能电能表里读出每相及三相无功功率的数值，即可根据该数值决定电容的投、切和投、切的具体容量和相别。
这种方法不仅成本很低，而且控制效果好。
2.硬件结构图一为功率因数补偿控制器的逻辑图。
图中U1为PHILIPS公司的87LPC762单片机，该芯片和MCS —51有完全兼容的内核，但只有20个引脚，内部带有两个定时/计数器，一个外中断申请引脚，IIC接口和标准的串行通讯接口。
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多功能电能表在无功补偿中的应用
杨小峰
襄樊供电公司电能计量中心（441000）
摘要：本文介绍了一种利用多功能电能表实现无功功率补偿控制装置的结构及工作原理。
关键词：无功补偿多功能电能表
1.概述
安装无功补偿装置是提高供电设备利用率，保证电网经济运行的重要手段。
一般的无功补偿装置控制器有两种结构，第一种方法是采用测量功率因数的具体数值，然后根据测量的数据和设定的功率因数值投、切补偿电容器组。
这类补偿装置的不足之处是：
1.1在轻负载或空载的情况下容易发生切除电容器时造成功率因数偏低，投入一组电容器又造成
功率因数超前，为此反复投切电容，也即发生“投切振荡”。
1.2取样的电流、电压信号往往只以三相电路中的某一相参数作测量信号，而不是三相整体的参
数，在三相负载不平衡时误差较大。
1.3为避免电容在设定功率因数的某一定值附近频繁投切，功率因数只能保持在较大范围，而难
达到理想的补偿效果。
1.4稳定性较差，当电网电压波形发生畸变时，信号失真会引起装置误动。
第二种方法是利用A/D转换器测量并计算得出线路中实际的无功功率的数值，实现无功的精确补偿，但结构复杂，成本高。
本文介绍一种利用多功能电能表的无功补偿控制器。
我们知道，现代的全电子多功能电能表采用高精度高速模数转换器、高速数据处理器等先进电子器件使之具有强大的测量功能，除了可以精确地测量出线路中的有功、无功电能的数值外还可以测量出每相电流、电压、功率因数、有功功率、无功功率及负荷曲线等，同时它带有一个RS485接口，通过这个接口按照其通讯协议可以读出线路中各种电气参数。
因此我们只要从多功能电能表里读出每相及三相无功功率的数值，即可根据该数值决定电容的投、切和投、切的具体容量和相别。
这种方法不仅成本很低，而且控制效果好。
2.硬件结构
图一为功率因数补偿控制器的逻辑图。
图中U1为PHILIPS公司的87LPC762单片机，该芯片和MCS —51有完全兼容的内核，但只有20个引脚，内部带有两个定时/计数器，一个外中断申请引脚，IIC接口和标准的串行通讯接口。
同时它还有2KB的OTP存储器和128B的RAM，有片内的复位和看门狗电路，有片内RC振荡器，因此在最简单的情况下只需连接电源和地信号它即可工作，成本十分低廉，而且它的体积小巧、抗干扰能力强，工作可靠。
为了实时显示电路中的功率因数，利用两片74HC595驱动三只LED数码管。
使用87LPC762单片机的4根输出口线控制光隔可控硅触发器，它们即可以用来驱动交流接
触器实现补偿电容器的投、切，也可以用它们来驱动大功率的固态继电器实现无触点电容器的投、切。
如前所述，本控制器采用多功能电能表的测量数据实现补偿，所以扩展了一片RS485通讯接口芯片从多功能电能表中读取数据，接口芯片采用MAX1487。
电源采用普通的变压器降压整流、稳压后供单片机及外围电路使用。
由此可见本控制器的结构十分简单。
图一：功率因数补偿控制器逻辑图
3.软件结构
控制器的软件用C51和汇编语言混合编程，主要由三个部分组成，即RS485通讯，电容器投切控制和数码管的显示驱动，下面分别对其进行介绍。
一般多功能电能表的通讯协议均采用原国家电力部标准[3]，该标准详细规定了通讯数据链路层和应用层的协议，包括数据的格式、帧格式、地址码、命令、检错的方法等。
其帧格式如下所示：
表一帧格式名称代码说明：
需要说明的是，该协议规定的命令很多，全部实现势必造成软件的篇幅过大。
事实上这里仅需要少数命令即可，如读取无功功率、设置电能表通讯波特率等。
由于其帧结构较为复杂，所以通讯软件采用状态法实现其一个完整的帧的接收过程。
如图二所示，接收一个帧分为六个状态，根据接收到的数据决定状态的转移。
接收到一个完整的帧后，将其交给投/切控制程序进行分析。
图二串行口接收一帧的状态图
投/切控制在主程序里实现。
单片机上电初始化后即开始循环，每个循环里对多功能表读一次数据，进行投/切控制。
为不使投/切控制过于频繁，循环周期宜取稍长一些，一般可取39秒即可。
主程序的流程图如下：
图三主程序流程图
显示部分利用单片机内部的定时/计数器0的中断服务实现动态扫描，将从多功能电能表里读出的功率因数实时显示出来，显示使用了三位数值。
4.实际应用
我们在襄樊市轻化总厂、汉北轴承厂等化工、机械、纺织行业试运行了三个月，取得了较好的效果。
轻化总厂由于以前无功补偿不合理，功率因数只能在0.7左右，反映在电费上每月增加力率调整电费3千多元。
加装本文介绍的无功补偿控制器后，该厂功率因数能保持在0.97左右，每月奖励力率调整电费300多元。
汉北轴承厂以前功率因数只能在0.65左右，反映在电费上每月增加力率调整电费2千多元，加装本文介绍的无功补偿控制器后，该厂功率因数能保持在0.99，每月奖励力率调整电费200多元。
三个月以来挂网试验的无功补偿控制器运行稳定，使用电设备工作在最佳状态。
一方面准确有效地补偿了无功功率，使供电部门损耗降低，同时用户也少支出不必要的费用，降低了企业成本，起到了双赢的效果。
5.结束语
本文介绍的无功补偿控制器由于利用了多功能电能表的测量功能，故其结构十分简单，且工作可靠，效果较好，是一种值得推广的方法。
目前使用的多功能电能表的实际功能还很多，有待于我们发掘、开发加以应用。
希望本文能够对大家有所启发。
参考文献
[1] 周立功公司，P87LPC76X OTP单片机使用指南，2000
[2] 马忠挴等，单片机的C语言应用程序设计，北京航空航天工业大学出版社
[3] 中华人民共和国电力行业标准，多功能电能表通讯规约[S]，DL/T 645-1997
[4] 中华人民共和国电力行业标准，多功能电能表，DL/T 614-1997。