电能计费系统概论

四. 无功计量及最大需量

众所周知，负载的无功需求对电力系统的影响有二：一是增加发输变配设备的容量;二是网损中的一部分是由无功电流引起的。假设在有功负载分量不变的情况下，把功率因数从0.8提高到0.9，那么网损就会降低，发输变配设备的容量也可降低。以往对用户功率因数的一些规定，更多地是从电网安全运行的角度考虑的，并不涉及收费。就象上餐厅用餐，餐具的提供是不言而喻的，或者说是包含在餐费之内的，不过近来各档餐厅收费标准差距的拉大，也许会给我们一点启发。比如一杯啤酒，大档可能2元，但在空调轻音乐的环境里，可能收费10元，它说明环境也是有价的，不过不另收费，而是含在食品中一同销售出去。

对负载功率因数的要求是为了维持必要的电压水平，防止过电流。如果客户达不到所要求的指标(比如0.85)，则应考虑装补偿器。鉴于实际可操作性的要求，补偿器不可能过于分散，那么就补偿点而言，应该允许过补偿。这样，相邻负荷点可以吸收它的无功，使这一区域的功率因数提高。这样在一般情况下，该负荷点总是给出无功(已有某些电力部门规定，补偿点功率因数不得大于0.98)。若用机械表(反向止逆)计无功，则电流相位是反接的。若是电子式表计，则它将按容性无功被记录下来。对这部分容性无功，怎样计费?各位请多考虑。

由于容性无功的出现，使目前的大多数电子电能表都考虑了四象限无功的计量。以前的机械表只区别无功的方向，并不分辨是感性还是容性。那么电子表如何定义四象限无功的呢?请看下图5.1

图5.1 四象限无功定义

Fig5.1 The definition of four domain reactive

从图可见，正反向有功定位于实轴上，正反向无功定位于虚轴上。四象限无功与四种组合 ±R, Rp, Rn的定义见下面：

+R=+Ri+Rc

-R= -Ri-Rc

Rp=|+Ri|+|-Rc|

Rn=|-Ri|+|+Rc|

一般情况下，用户在电表中选取±A，±R，4个量，就与原来用机械表测量的概念完全一致。产生容性无功的条件是，有功与无功的方向相反：送出有功但吸收无功，或吸收有功但送出无功。前者的例子是发电厂送出有功但吸收部分网上无功来建立自己的电压，后者的例子是过补偿负载在吸收有功时向邻近负载点供出无功。而在省际联络线等关口点，这两种情况是经常之事。

在不涉及容性无功的情况下，选取±A，±R作为测量值和选取±A，Rp，Rn为测量值将得到同样的结果。如果一定要单独处理Rc，可选取±A，±Ri，±Rc六个测量值为一组，这样可以到主站去任意组合，但缺点是增加了三分之一的数据传输量。

所有的负荷曲线都以需量(demand)的形式获取。在表计内部，它是从电能换算出来的，取的是一个积分周期的平均值。在表计内部，它在形成负荷曲线的同时还附带过滤出最大需量，带时标存入账单数据(Billing Data)中，作为账单数据的一个项。最大需量可以通过采集账单数据获得，但实际上有了负荷曲线一切都可通过计算得到。在主站，你仅仅需要定义一个时段，它就能为你找出该区间内的最大需量和出现的时刻。最大需量反映负载对电网容量的要求，如果电能电价和容量电价构成的两部制电价政策出台，则这一测量值将上升到与有功电能同等重要的地位。这样，表计和RTU中的滑差功能，就会被更加推崇和重视。