新天科技

    □ 本報記者  楊 蕾/文

    一個由傳統(tǒng)電網和風能、太陽能、水電以及生物熱電等新能源發(fā)電共同組成的虛擬發(fā)電廠，它可以根據(jù)實際的電力需要“智能”地選擇不同的電源加以組合，保持城市的電力供應始終強大而穩(wěn)定。

    寒冷的冬天，下班回家之前，只需要在辦公室里輕點鼠標，一組指令信息就會傳回“智能家電”的信息中心。于是，如同點亮了阿拉丁神燈，喚出了神仆，電飯煲開始煮飯，熱水器開始燒水，空調自動打開，讓室內溫暖如春，一切就緒，只等主人回家。

    烈日炎炎的夏天，正是電力使用的最高峰，電網不堪重負。各家使用的空調會“聰明”地將溫度自動上調2~3℃，使電網負荷得到巧妙調節(jié)。于是，工廠不再需要拉閘限電，城市不會遭遇大面積停電。

    在有人的房間，在人們需要的地點，根據(jù)室內的實際照度、使用者對色溫的要求，自動地進行適當?shù)?、針對性的照明，既滿足人的需求，又將能源浪費控制在最低水平，同時也減少了二氧化碳的排放……

    這不是科幻電影里的場景，在智能電網的建設藍圖里，這些都將成為易如反掌的事情。毫無疑問，智能電網將給我們的生活帶來根本性的變化。

    要實現(xiàn)智能電網設計者們的這些宏偉目標，計量，特別是高壓電能計量是其中關鍵的支撐和保障。“可以毫不夸張地說，建設和評價智能電網，電能計量是關鍵。同時，智能電網建設可能反過來也會大大促進電能計量技術的進步。計量也因此將成為智能電網建設的第一個受益者。”瞿清昌，這位研究電能和高壓電能計量二十多年的中國計量科學研究院研究員，談起智能電網給電能計量帶來的發(fā)展機遇，絲毫不掩飾自己內心的激動與興奮。

    智能電網與數(shù)據(jù)電網

    現(xiàn)在的網絡技術、計算機技術、控制技術可以用來實現(xiàn)智能電網設計者們的種種宏偉目標，但這些目標的實現(xiàn)必須有一個基礎和前提，就是電網信息傳感結點，也就是智能電能表提供的數(shù)據(jù)信息必須是實時、可靠、準確的。

    “本質上智能電網就是數(shù)字電網，更確切地說就是數(shù)據(jù)電網。數(shù)據(jù)的關鍵是數(shù)據(jù)質量，即數(shù)據(jù)的準確度與實時性。”瞿清昌介紹，許多信息專家、社會經濟學家在研究智能電網時，往往忽視了一些基本的計量學常識：電網參數(shù)，特別是電能測量數(shù)據(jù)是有誤差的，要建設實用的、高水平的智能電網，首先必須確保這些數(shù)據(jù)的準確、可靠。可他們中的不少人認為在現(xiàn)有的電網測控技術提供的數(shù)據(jù)基礎上，就可以運用各種數(shù)學模型和控制理論，實現(xiàn)智能電網各種宏觀和微觀的應用，產生他們設想的各種效果。

    “但現(xiàn)實是，這些數(shù)據(jù)并不是他們所設想的那樣準確無誤。智能電網中基礎數(shù)據(jù)不是人為輸入，或者搜集、衍生的，而是通過智能電表實時測量得到的，要使這些數(shù)據(jù)實時、可靠和準確，這就為電能計量提出了新的課題。”瞿清昌介紹，只有在有效的計量保證條件下，這些測量結果才可能是準確可靠的，測量數(shù)據(jù)才具有可比性和實用性。這涉及到電能表的自身質量，如穩(wěn)定性、線性度，更涉及到這些電能表的量值溯源。

    “因此，智能電能表特別是智能高壓電能表、高壓電能計量標準和法制計量管理在建設我國智能電網中的重要性必須引起各方的重視。”瞿清昌說。

    “滴水不漏”與“斤斤計較”

    自從有了電網，電能計量就開始發(fā)揮作用。傳統(tǒng)的電能計量包括：電能表檢定、電流互感器檢定和電壓互感器檢定。“電能計量的任務就是按照檢定規(guī)程，對這些計量設備分別進行檢定。但電網是一個系統(tǒng)，電網中電能計量裝置也是一個系統(tǒng)，其運行誤差并不是上述計量設備誤差的簡單相加。遺憾的是，以前我們缺乏對整個電網系統(tǒng)中電能計量誤差的有效測量方法。”瞿清昌說，要建設智能電網，必須考慮整個電網的電能測量誤差，這是電能計量面臨的一個新挑戰(zhàn)，也是電能計量遇到的一次重大機遇。

    有人將電能計量，特別是高壓電能計量概括為兩個方面：實驗室校準（關鍵詞是“In house”）和現(xiàn)場檢定（關鍵詞是“On side”）。“In house”是指在實驗室內參照條件下進行的電能計量器具的整體校準（量值溯源），這一部分是基礎。目前，中國計量院正在開展“高壓電能計量標準及其量值溯源的研究”，實施這一項目的目標就是建立我國的高壓電能計量標準。為建設我國的智能電網提供計量保證并打下堅實的技術基礎。

    “On side”則是指對電網中運行的電能表進行現(xiàn)場計量檢定，這是一個一直困擾著電能計量和電網管理的難題。“我們將在智能電網中，實現(xiàn)在線、持續(xù)、實時和網絡化的整體電能計量檢定和監(jiān)督，這是計量技術的最新發(fā)展，將對國民經濟產生巨大影響。”瞿清昌認為，我國在建立高壓電能標準以后，電能計量的突破將主要集中在“On side”。

    智能電網上的網上電能計量的重要意義在于，通過對整個電網的實時監(jiān)控，可以對每一度電的去向做到心中有數(shù)，達到“滴水不漏”的效果。智能電網將所有的智能電能表，包括高壓智能電能表，連接成一張以高壓智能電能表為核心的巨大的網，通過對這些高壓電能表為核心的局域智能電網的實時監(jiān)測，可以隨時知道每塊表的計量誤差，每一個支路的電網損耗，從而實現(xiàn)對每一度電進行追蹤，加強電能管理，做到“斤斤計較”，為國家有關部門和電網公司提供準確的電能數(shù)據(jù)，以加強電網管理，提高用電效率。實時在線的計量檢定還可以很好地解決竊電的問題。在以高壓電能表為核心連接成的巨大網絡中，哪一個點出現(xiàn)問題，發(fā)生竊、漏電現(xiàn)象，都可以從計算機上一目了然，并即刻做出反應。這對于節(jié)約和合理使用電能、確保電網安全具有重大意義。

    “總之，智能電網將幫助我們實現(xiàn) ‘On side’。實現(xiàn)了整個電網的實時在線檢測，就實現(xiàn)了對整個電網的控制，完全顛覆了原有的對單個電能表進行在線檢定的觀念。在這個意義上，計量也就可能因此成為智能電網的第一個受益者，更重要的是它將為建設我國堅強的、具有世界先進水平的智能電網做出貢獻，創(chuàng)造巨大的經濟效益和社會效益。”瞿清昌對此滿懷信心。《中國質量報》