多回路供电用户常见需量叠加方案比较

梁 捷，梁广明，黄水莲

（1. 广西电网有限责任公司计量中心，广西 南宁 530023；2. 南宁百会药业集团有限公司，广西 南宁 530003）

根据国家发改委2020年对电价执行方式的政策规定，我国继续对大用电量的工业用户实行两部制电价，即该类用户的电价包括电度电价和基本电价两部分。其中，基本电价是指按用户用电容量计算的电价，可按变压器容量或按最大需量2 种方式计收电费。变压器负载率不高的用户通常选择按最大需量计费方式较为经济。多回路供电用户通常采用高供高计的方式，每个计量点的电源侧均安装计量表计，计算该用户总最大需量时须对各回路表计的需量值进行叠加。本文对多回路供电用户的3 种常见需量叠加方案进行阐述和优缺点比较，为执行两部制电价的大用户进行需量叠加方案选型提供参考。

电力用户在一定结算周期内需量的最大一次采样值作为这一结算周期的最大需量。由于瞬间的最大需量难以检测，实际应用中，最大需量通常以离散化的方式获得，即取电力用户在电费结算周期内按一定需量周期采样的需量的最大值：

式中：MD为电费结算周期内的最大需量；TJ为电费结算周期，通常取1 个月；TH为需量计算周期，电能表技术规范给出的有效取值集合为{1 min，2 min，3 min，5 min}；D(k)为k滑差时段以后的连续时间区间k+TH内的需量，即某一段需量周期内用户用电的平均有功功率值，通常以滑差的方式递推测算，其公式为：

式中：E(i)为需量计量表计第i个采样点的需量数据。

1 传统人工代数叠加方案

传统人工代数叠加方案的原理是简单地将用户多回路供电电源在同一结算周期内的最大需量值进行代数叠加，得到该用户的最大需量。该方案的优点是操作简便，不需要额外加装设备，成本低。缺点是由于未考虑潮流方向和各回路最大需量发生时间不一致等原因，将各线路结算周期内的最大需量简单相加在一起，无法准确反映真实的负荷状况。若各回路计量点的最大需量数据的采集不在同一时刻进行,则该方法计算结果值通常大于实际最大需量值，造成用户基本电费增加。此方案是自动化、信息化技术普及前的常用方案，已逐渐被淘汰。

2 子母表叠加方案

子母表法是目前常见的多回路需量叠加方案，其原理是：首先加装一个需量计量电能表作为需量叠加母表，用户各供电回路的电能表作为子表，然后通过光纤、RS485 等通信连接线将各回路表计连接起来，如图1 所示。通过更新软件方式将子母表采集方案写入各表计，接着进行数据采集。各回路子表按照滑差步进时间，计算截止到当前时间的各个供电回路需量周期的实时需量，并通过通信连接线传送至母表，再由母表根据需量发生时间将各子表的需量按时间逐点叠加，然后与母表存储的上一个总最大需量数据进行比较。若当前数据大于上一个数据，则当前数据覆盖上一个数据，重复该过程，最后在过月时，将当前值保留为上月该用户的最大需量月冻结值供主站读取，当前值清零并重新开始计算，从而实现多回路最大需量叠加计量功能。

图1 子母表叠加方案接线图

该方法的优点是能够准确反映用户的实时需量，避免需量叠加时倒负荷和各回路计量点最大需量发生时间不同步所造成的误差，计算结果更准确。

该方法缺点为：一是改造成本高。需更换专用的需量计量仪表并额外加装母表和子表，以及它们之间的二次通信回路。此外，当各回路的一、二次计量回路间的变比变化时，须重新设计采集方案并进行电能表软件升级，硬件改造和软件维护成本提高。二是计量表计时钟精确同步问题。由于采用多个需量计量表计分别进行高频采集，各供电回路的采集时间点难以准确控制，缺乏统一的时钟管理机制保证需量数据的采集在同一时间点进行。

3 终端软叠加方案

该方案的基本原理是首先通过通信线路将各回路电能表连接到负荷管理终端或电能量采集终端并开启电能表的负荷记录功能，然后以计量终端作为数据和控制中心，下发采集方案，控制电能表高频采集各供电回路负荷曲线并存储，接着由终端定时采集负荷记录，调用终端的数据处理资源按对应时标叠加计算得到该用户各回路的总实时需量，并与历史值比较形成当前最大需量。

该方案2021年初在广西某金属加工行业的工业用户进行试点应用，该用户同时安装有子母表叠加方案，2 种方案的试验结果如表1。由表1 可知，终端软叠加方案与子母表方案相比，最大需量误差小于0.05%，发生时间误差小于1 min，需量叠加结果的准确度能满足实际需求。

表1 试验结果

此外，该方案支持计量自动化主站开发对应的高级应用功能，例如由主站进行叠加参数下发和召测功能、日/月叠加最大需量和发生时间，以及最大需量发生时各叠加点的当前需量值采集功能、各叠加点高时间密度需量曲线采集功能和参数、曲线查询、展示功能等。

本方案的优点一是成本低，若现场已安装的电能表支持负荷记录采集功能，则无须更换电能表。二是需量数据按时标采集和处理，时间同步性较高。三是可以计量终端为控制中心建立时间精确同步机制，通过广播校时或点对点编程校时的方式在需量数据采集的过程中保持计量设备的时钟同步性。该方案在应用过程中存在的问题为：一是非计量设备数据用于结算时用户的可接受性。本方案当前需量曲线来源于电能表，但叠加计算后的值来源于终端，主站采集的当前需量曲线可以作为二次验证。由于计量终端一般不作为计量设备，建议在应用该方案时对用户解释清楚数据来源问题。同时，将各回路计量点的主副表分别叠加，通过主副表数据互相比对验证，提高数据的可靠性。二是终端通信异常带来的问题。终端叠加计算的原始数据来源于电能表，在需量叠加数据采集过程中须进行大量的原始数据传输，对信道的可靠性要求较高。如果终端与电能表之间通信异常，会影响终端的计算结果，须通过人工导数的方式进行补数处理。

4 结束语

不同的方案各有优缺点，大用电量客户和重要电力交易关口，且计量表计的二次回路为光纤等可靠性较高的信道时选择需量叠加方案，可优先考虑终端软叠加方案。若信道对高频采集的可靠性不佳，可选择子母表方案以较好地保证数据的正确性和完整性。对用电量较小且对需量叠加数据准确性要求不高的客户可采用传统人工代数叠加方案。总之，现场情况复杂多变，须根据应用环境和需求进行选择。