见证:上海电网电能计量管理能力与水准60年的跨越
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张春晖
2017年4月26日
目前的上海市电科院计量中心，是由百年老店:上海表计工场，经上海电力表计量测管理所等多次计量机构改革后于2012年成立。
本文作者从1958年首次参观上海表计工场，到2017年4月18日应邀訪问上海市电科院计量中心，前后正好60年。此行上海，通过讲学交流，参观上海电能表历史博物馆与计量标准室，深切感受到新中国成立后，上海电网的电能计量管理:由独树一帜的传统计量管理演进至现代计量管理的不断探索求新，其计量管理的特征与经验，对国内电能计量管理的发展，具有示范，引领作用。
1,上海，中国电能表应用管理的发源地
据"电网故事汇":«电表传奇»:
•1894年，上海第一批12户安装英国产的单相电表，也是上海第一批实行计量收费的用户。
•1911年，上海的英商增裕面粉厂安装全市第一只三相电表，为英国产的西屋电表。
•1915年，上海第一只最大需量表安装在申新紡织厂并实行两部制电价计费。
•到1949年底，全上海共安装最大需量表3000余只，从一个侧面见证了新中国成立前上海的经济发展。
•新中国成立后，又引进东欧社会主义国家的电表。
•据1958年统计，当时上海全市共拥有各类电能表98种牌号，214种型式，堪称"万国电表博览会"。
•1976年左右，国产电表开始大量面市，逐步取代进口表。1986年起，逐渐主要使用联合设计的86系列三相电表。
•时至今日，走进上海电能表历史博物馆，还可以看到:20世纪20年代的英国单相电表，上世纪20年代的ge公司三相电表，20世纪30年代的兰吉尔公司最大需量表。由此，展示出:在国内，上海电网电表应用管理的历史最久。
2,创建国内首家标准电能表检定机构
1）1958年，本文作者参观采用"瓦秒法"的感应式单相标准电能表检定系统:
•"瓦秒"计量标准:
功率，采用英国惠斯顿公司产的0.2级长指针式瓦特表测量。
秒信号，采用老式长条形座钟，加装一对接点发秒信号。
•稳定电源:采用电动机----发电机组，即50hz交流电动机---->直流发电机---->直流电动机---->50hz交流发电机组，利用直流电动机的可调速特性，输出50hz稳定交流电，输出功率估计为5kw。
•虚负荷的电流调节:采用水电阻器，人工调节两片碳板之间距离，输出检定负荷点的电流。
•该感应式单相标准电能表检定装置的不确定度，估计为 /--0.3%。
•长期以来，上海表计工场受理:青岛的ge公司感应式标准表，济南的兰吉尔公司标准表的送检，校准。其受理范围，主要有华东，华中地区各省，地（市），大概一直延续到20世纪60年代末。
2）2017年，上海市电科院计量中心的现代计量标准室:配备0.01级（德）zela公司三相标准表，0.01级美国三相标准表，用于本计量中心100多只0.05级单相，三相工作标准表的检定，校准。这些0.01级标准表，主要送中国计量院进行计量溯源。
3,传统计量管理时期在国内有影响的项目
1）上海自有供电网以来，全市实行电能表资产与检定集中管理模式，积累起电能表海量应用数据及计量故障处理经验。
2）20世纪50年代，国内首家研制出感应式铜损表，鉄损表，用于高供低计用户计量高压变压器的铜损，铁损。1960年，在（北京）水电部专业会议上作专题报告。
3）1971年，编制国内首项«计费电度表管理制度»
4）1985年，在原国家电力公司推动下，兰吉尔公司在上海进行长寿命感应式电表技术交流，并与各省级电网计量专家开展技术讨论。
5）1993年，作为上海市政府实事工程的"一户一表"改造工作启动，到1998年改装工作结束，共计改装居民户130万户。而且，此后新建的居民用户，都实行"一户一表"。
6）2001年，国内首次由上海市政府出台居民用电分时电价，推进居民分时计量单相电表的安装应用，走在全国前列。随着居民分时电表的推广，机电式电表和电子式电表逐步取代感应式电表，走进千家万户。
7）在国内，首家依靠上海市人大，批准并实施«上海市电能计量技术规范»。
4,上海市电科院计量中心成立后，在国内，首先探索单相智能电表状态轮换新模式
上海，从2010年起安装运行的单相智能电表接近1000万只，即将面临周期为8年的定期轮换更新。为此，2015----2016年，上海市电科院计量中心与上海市计量测试技术研究院进行合作研究:编制地方标准«电子式交流电能表使用中检定规程»。这是在强检计量器具方面的重大创新举措，将开创国内单相电能表状态轮换先河。
电子式交流电能表使用中检定方法概要:
1）参考文件:国际法制计量组织（OIML）在2010年发布的«采用抽样方法对使用中民用仪表进行后续检定»文件。
2）上海，采用统计抽样方法进行电子式单相电能表使用中检定要点:
一是，计量性能要求
•基本误差，潜动，起动，时钟日计时误差的要求:（略）
•"电能表批"的极限质量水平
根据GB/T 2828.2----2008标准，采用极限质量水平LQ=5%，使用方风险10%的抽样方案，可选用一次抽样或二次抽样的方式对电能表进行使用中检查。
二是，计量器具控制
•检查检定项目，包括:外观，信息和功能检查，潜动试验，启动试验，基本误差测定，日计时误差测定5项。
•其它影响量及其允许误差，不超过JJG 596----2012, JJG691----2014中的有规定。
•"电能表批"使用中检查检定项目:-----"电能表批"的极限质量水平。
三是，检定方法，其中的"电能表批"的极限质量水平项目
•批的形成
形成批的电能表应完全一致:包括电能表的生产，品质，制造厂及型式批准，电表参数，使用条件5个方面的诸多要求。
•抽样:（略）
•样品不合格数的确定:（略）
•样品批的合格规定:（略）
四是，检定周期:1级和2级有功电能表，其检定周期一般不超过8年。
采用统计抽样的方法判定"电能表批"的极限质量水平是否符合（有关规定）。合格的"电能表批"可申请延长检定时间间隔一般不超过4年。不合格的"电能表批"应停止使用。
3）上海，单相智能电表状态轮换工作计划于2017年6月起实施。
评论:"单相智能电表状态轮换:保障运行电表质量,优化社会资源应用"
2017年，国网«关于2017年计量工作的指导意见（国家电网营销[2017]105号）»首次提出:"全面推行智能电表状态检测与状态更换工作。传统电能表周期检测和定期轮换方式对计量人员和资金需求很大，且质量评价方式单一，异常处理响应速度慢，难以适应电网快速发展和客户优质服务的要求"。
目前，国网计量管理部门的电表状态轮换工作刚起步，重点推进高压专变，低压大容量计费用户，电网关口计量点计量装置的（三相）电能表品质评价工作。
国网与上海的情况一样，单相智能电表约有3.9亿只，即将进入周期为8年的定期轮换更新。但是，国网的单相智能电表状态轮换技术方案尚不明朗。可见，上海的单相智能电表状态轮换工作先行一步，建议在国网，南网推广应用。
经测算:
国网，南网共有计费单相智能电表4.67亿只。其中，国网单相智能电表3.9亿只，南网0.77亿只。
•按定期轮换，周期为8年测算:每年全国轮换单相电表5800万只，年采购资金117亿元。
•按上海的单相智能电表状态轮换方案，其中，预期轮换电表的70%，延长轮换周期为12年，每年全国单相智能电表轮换量为4470万只，减少轮换单相电表1330万只。
•由此，每年全国单相智能电表轮换各项成本下降45%，降低45%的换表工作量，年平均减少采购资金26亿元。同时，轮换电表量下降，减少设备报废工作成本，预计每年减少9200吨电子垃圾，符合绿色环保理念。
5,近几年，现代计量管理的看点
1）"3表集抄"推进速度最快，"3单合一"全国首家
2016年，在上海市政府强有力推动下，上海电力开展电，水，气表集抄工程，通过加装水，气表的通信协议转换器，很快实现电，水，气表远程抄表试点。预期两年后，上海市所有电，水，气表全部进入"3表集抄"时代。
2017年，在"3表集抄"基础上，针对电费，水费，燃气费，分别缴费的难题，上海电力经多方协商，提出并实施:居民用户的电表，水表，气表，一次抄表，一张帐单，一次缴费新的一体化用能缴费方案及试点。现在，正在抓紧推进。
2）目前正在进行的实验室"四线一库"建设，其特点:在国网系统，将首次构建高压互感器检定自动化流水线，由于引入高电压，需要研究解决一系列计量，绝缘难题。同时，采用采集终端与智能电表合一的检定自动化流水线，提高自动化设备利用率，节省工程投资。
3）上海电网重视远程电能计量装置在线监测系统的研究与应用
•2007年，上海电力表计量测管理所发表:«关于如何提高电能计量装置在线管理水平的方法研究»，提出基于综合误差及电能计量装置状态监测一体化系统应用方案。
•2008年，引进50套由红相公司产的电能计量装置在线监测系统。
•2016年，上海市电科院发表:«基于数据挖掘的智能电能表在线监测方法»，提出基于关联规则挖掘的智能电表在线监测方法。
•据了解，近期，上海市电科院联合相关单位正在研究编制有关远程电能计量装置在线监测系统的技术文件。
•本文作者在此行讲课时提出:要关注与研究由深圳供电局，清华大学学者合写:«基于测量仪器云的电子式电能表远程在线监测系统»。测量仪器云技术的引入，将改变电表远程校验系统的原理与架构，降低成本。
4）在用电信息采集系统建设方面，新报装的居民用户，采用光纤通信方式，将日采集成功率100%的要求一步到位，还可适应用户增值服务需求。原有居民用户，正在研究应用低压电力线宽带载波通信技术，进行本地通信技术瓶颈的改造。
