時間：2022-11-14 16:58:49
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1.1電能計量作為電力企業(yè)與用戶之間進行電能核算的重要依據(jù)，對電能數(shù)據(jù)進行采集、分析和處理，不僅能夠及時為電能使用者提供準(zhǔn)確的信息反饋，同時也能夠為電能使用者提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)計量，因此電能供就者和電能使用者可以通過電能計量來制定相應(yīng)的電能節(jié)能計劃，確保實現(xiàn)節(jié)能減耗的目標(biāo)。
1.2在節(jié)能措施制定時需要由電能計量提供數(shù)據(jù)上的支持首先，通過電能計量，用戶可以得到準(zhǔn)確的用電數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)分析，或以明確一段時間內(nèi)的用電量，并進而根據(jù)實際用電情況對用電量的合理性進行總結(jié)，采取相應(yīng)的措施，避免用電浪費現(xiàn)象的發(fā)生；其次，目前電能計量開始向自動化和智能化的方向發(fā)展，對用電數(shù)據(jù)可能進行智能的分析和處理，能夠自動對電能系統(tǒng)中存在的電能損耗問題進行發(fā)現(xiàn)，并還能夠?qū)σl(fā)電能損耗的原因進行明確，這樣就為電能損耗的處理具有重要的作用，可以采用針對性的措施來及時對設(shè)備進行更新，確保設(shè)備運行的節(jié)能減耗，使電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性得到保障。
1.3電力計量自動化系統(tǒng)通過無線GPRS、CDMA網(wǎng)絡(luò)，將每個采集終端的電能數(shù)據(jù)信息傳送到計量自動系統(tǒng)主站，通過數(shù)據(jù)庫處理，實現(xiàn)耗能單元遠程抄表及綜合性的智能管理。它具有采集功能、統(tǒng)計功能、數(shù)據(jù)共享功能。計量自動化還可以利用電能計量數(shù)據(jù)和計算機模擬軟件相結(jié)合，通過計算機模擬軟件及時而準(zhǔn)確地對當(dāng)前的電力系統(tǒng)狀態(tài)進行評估，及時發(fā)現(xiàn)能量損耗嚴重的地方。
2電能計量節(jié)能減耗運用的實現(xiàn)
2.1進一步完善電能計量系統(tǒng)從計量裝置普查情況來看，一般企業(yè)耗能計量配備率較低。只有完善能源消耗計量系統(tǒng)，才能科學(xué)地分析全廠耗能設(shè)備情況，合理地下達耗能指標(biāo)，節(jié)能管理才能做到有的放矢，這也是節(jié)能降耗的首要措施。電量計量方面應(yīng)當(dāng)采用電量計量遠傳技術(shù)。安裝配電監(jiān)測系統(tǒng)終端，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試和運行，確保其測量準(zhǔn)確率。
2.2確保電能計量的準(zhǔn)確性
2.2.1采用復(fù)合變比電流互感器自動轉(zhuǎn)換計量裝置對負荷電流長期運行在電能表額定負荷20%以下的線路，可安裝復(fù)合變比電流互感器自動轉(zhuǎn)換計量裝置，與復(fù)合變比電流互感器配套使用，通過在線檢測，確定線路運行電流的大小，以提高電能表的計量準(zhǔn)確度。
2.2.2開展計量裝置綜合誤差分析把投運前電流、電壓互感器合成誤差、電壓互感器二次回路壓降誤差通過計算形成數(shù)據(jù)表。在每次的周期校驗時，都可以對照各項數(shù)據(jù)配合電能表進行調(diào)整，使計量綜合誤差達到最小。同時，按規(guī)程規(guī)定做好電能表、電流互感器、電壓互感器進行周期檢驗和輪換工作。
2.2.3對互感器誤差進行調(diào)整電能計量綜合誤差的大小主要決定于電能表本身的誤差和互感器的合成誤差。因此可根據(jù)現(xiàn)場的具體情況，對運行中的電流互感器、電壓互感器進行誤差補償，使其誤差盡可能地減小，甚至小到可以忽略；另外，還可通過調(diào)整某一相或兩相電流、電壓互感器的比差和角差來減小互感器的合成誤差。
2.2.4經(jīng)常檢測電流互感器倍率和計量回路有些竊電戶為了少交電費，往往私自將原裝的電流互感器更換為較大倍率的電流互感器，甚至仍裝上原來電流互感器的銘牌。在檢查時，應(yīng)注意電流互感器的實際倍率是否與銘牌相一致。檢查電流互感器的一次回路或二次回路是否短接、二次回路是否偽接或開路、二次端子的極性或換相是否錯接等。對電壓互感器，應(yīng)檢查其接線的正確與否，防止虛接、偽接與二次回路的開斷以及換相錯接等。
2.2.5完善計量裝置選擇專業(yè)大廠生產(chǎn)的高精度、穩(wěn)定性好的多功能電能表。由于電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在多功能電子表已日趨完善，其誤差較為穩(wěn)定，且基本呈線性。一只多功能電子表可同時兼有正、反向有功，正、反向無功四種電能計量和脈沖輸出、失壓記錄、追補電量等輔助功能，且過載能力強、功耗小。對Ⅰ、Ⅱ類用戶應(yīng)采用全電子式電能表。專業(yè)大廠生產(chǎn)的多功能電能表在元器件材料、設(shè)計技術(shù)水平、質(zhì)量檢驗均有較高要求，是實際使用的首選。
3結(jié)束語
竊電行為是用電人員為了達到不交電費而用電的目的，采取的一種“免費”用電的非法手段。由于電能表的電能計量主要是根據(jù)電能計算方式進行計算的，主要計算因素有電壓、電流、功率、時間，是一種將各種元素相結(jié)合的計算方式，任一元素的更改或者無記錄，都會造成電能表計量的不準(zhǔn)確，非法人員就是根據(jù)這種電能表的工作原理鉆漏洞的。目前非法人員的主要竊電手段分為兩大類：其一，在電表和回路上動手腳，使電能計量減少或者無記錄；其二，在電能計量開始前的回路上竊電，使電能表不計電。其主要竊電方式分為很多種，有改變電壓、電流正?；芈返那穳悍ǜ`電和欠流法竊電，有改變電能表正常接線或者拆卸電表能的移相法竊電和擴差法竊電，還有私自進行線路接電的無表法竊電，以及采用高技術(shù)改變電能表編程的新技術(shù)法竊電等。竊電行為隨著科技的發(fā)展和人們知識水平的提升而變得越來越多樣化，竊電技術(shù)也越來越先進，嚴重影響到用戶的合理用電和電力營銷系統(tǒng)的正常運行，給人們的生活和社會秩序的營造進程帶來很多的麻煩，電力企業(yè)急需尋求解決辦法，從技術(shù)上杜絕這種不良現(xiàn)象的再次發(fā)生。
2供電稽查工作中電能計量技術(shù)的應(yīng)用
電能計量技術(shù)是當(dāng)前電力企業(yè)應(yīng)用于電量稽查工作中，用來預(yù)防非法竊電，加強電能計量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，保證用戶合理用電的重要計電手段，用電能計量技術(shù)的遠程控制技術(shù)和電子智能計算技術(shù)對供電系統(tǒng)進行時時監(jiān)測和數(shù)字化計算，營造市場上良好的供電秩序。
2.1電能計量智能化，提高工作效率
在以前，供電稽查工作大多都是采用人工實地操作的方法，需要專業(yè)的工作人員到現(xiàn)場通過記錄電能表的電量數(shù)據(jù)，然后根據(jù)電量計算公式進行電費計算，這種做法比較傳統(tǒng)，持續(xù)時間長，工作效率低；而且由于人工操作不精密，容易在數(shù)據(jù)的記錄和計算上出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致出現(xiàn)電能計量數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確和計算錯誤的現(xiàn)象，給用戶和企業(yè)雙方帶來不便?，F(xiàn)在的供電稽查工作涉及范圍變得更加廣泛，已經(jīng)不僅僅是只檢測設(shè)備這么簡單，還增添了電力的遠程控制功能，對電力的使用情況進行時時監(jiān)控，減少人員的來回奔波，大大的提高了工作效率；通過技術(shù)上的改善，保障了電能計量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，減小誤差，提高了電能數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性，促進了電力企業(yè)科技化、信息化、智能化的發(fā)展進程。
2.2防竊電等違章用電行為
電力企業(yè)對于防竊電行為的措施研究由來已久，除了安裝高性能電能表、合理布置電線、加固電能表防護措施、完善電力營銷系統(tǒng)外，電能計量技術(shù)也能夠在一定程度上預(yù)防竊電等違章用電行為，對供電系統(tǒng)的合理運行具有重要作用。由于電能計量的數(shù)字化技術(shù)，工作人員進行電力稽查工作時能夠及時發(fā)現(xiàn)不當(dāng)用電行為，及時對違章用戶進行處理，最大限度的減少電力損失；根據(jù)已掌握的用戶用電情況進行電量數(shù)額控制，增加相關(guān)的電力監(jiān)控設(shè)備，一旦出現(xiàn)特殊用電情況，就能夠及時發(fā)現(xiàn)違章用電行為，并制定相關(guān)處罰措施進行規(guī)范管理，加大懲罰力度，將違章用電等非法行為扼殺在搖籃中，減少電力損失，規(guī)范供電秩序，為電力稽查工作提供方便。
2.3減少工作人員工作量
現(xiàn)在很多電力企業(yè)中，工作人員充足，但是缺乏先進的技術(shù)和設(shè)備，工作人員在進行電力稽查工作時，大多采取傳統(tǒng)的人工抄表辦法，然后進行電費計算。電能稽查工作中的數(shù)據(jù)記錄環(huán)節(jié)很重要，一旦出現(xiàn)人工失誤，相關(guān)聯(lián)的電量計算也會受到影響，導(dǎo)致電能稽查結(jié)果的不客觀、不準(zhǔn)確。將電能計量技術(shù)應(yīng)用與供電稽查工作，采用電子數(shù)據(jù)采集和智能化電量控制，保證電能數(shù)據(jù)的可靠性和穩(wěn)定性，不受外界影響，并對電量進行遠程控制計算，減少員工的來回奔波路程和電量計算過程，減少供電稽查工作的工作量，同樣提高工作人員的工作效率。
目前，工業(yè)企業(yè)使用的能源流量計量裝置應(yīng)用最廣泛的為孔板節(jié)流式計量流量計（占70%以上）?？装骞?jié)流式流量計的測量原理是流體通過節(jié)流裝置時，由于通過節(jié)流裝置的流體有限，流體將在節(jié)流孔板處收縮成束狀，流速加快，靜壓力降低，致使節(jié)流孔板前后產(chǎn)生壓力差，這種壓力差和流體流量成正比。另外，孔板節(jié)流式計量裝置長期在工業(yè)企業(yè)使用，對流體適應(yīng)性廣泛，具有完整的使用體系，技術(shù)成熟，但仍存在不足之處，主要問題如下：
1）裝置結(jié)構(gòu)較為笨重?？装骞?jié)流裝置的質(zhì)量平均在100kg左右，對于裝置中的管道需要進行整體安裝，需用吊裝機械和其他機械設(shè)備配合使用，安裝要求較高、施工量較大、維護檢修難度較大。
2）流體通過節(jié)流裝置后產(chǎn)生了較大的永久壓損，相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)顯示，永久壓損ppl=(0.5~0.6)ΔP，約為20~50kPa（節(jié)能型節(jié)流裝置永久壓損ppl=0.3ΔP）。在檢測流量計量過程中，被測流體通過孔板節(jié)流裝置時會產(chǎn)生漩渦，在行進的過程中流體和裝置不斷摩擦，流體自身存在的機械能轉(zhuǎn)換為熱能，在流體中以水蒸氣的形式消失，所以，節(jié)流后流體的靜壓力不等于節(jié)流前的靜壓力。
2流量計中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
為解決傳統(tǒng)流量計存在的不足，研發(fā)人員開發(fā)了節(jié)能高效的流量計量系統(tǒng)，以下2種流量計被廣泛應(yīng)用。
2.1畢托巴流量計
畢托巴流量計具有測量介質(zhì)范圍廣（風(fēng)、煙、水、汽、氣、油）、耐高溫高壓、防堵、耐磨、耐腐蝕、壓力損失小、安裝簡便、無需維護、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)質(zhì)性能，前景非常廣闊。
2.1.1畢托巴流量計的特點
1）畢托巴流量計的設(shè)計采用高精度探頭在風(fēng)洞或水洞上全量程標(biāo)定，探針直徑選擇為20mm的不銹鋼材料，在截面積很小的管道中壓力的損失也可降到最小甚至為零。
2）流量測量具有高準(zhǔn)確度、高強度和大量程比等性能。
3）該裝置構(gòu)造簡單、可靠性高。通過測量，該裝置內(nèi)部導(dǎo)壓管中無介質(zhì)流動，阻斷了雜物和內(nèi)部管道的接觸，使測試具有高精度。
4）安裝方便。無論是直管段或是彎管段都能安裝，由傳統(tǒng)的直管段改進為多種彎管段以及多倍管徑。
5）該裝置可以在線安裝和檢修，同時可直接顯示和流量相關(guān)的數(shù)據(jù)，憑借其智能特性可進行遠程集中管理，節(jié)省成本，準(zhǔn)確度高。
2.2V型錐流量計
V型錐流量計和傳統(tǒng)差壓式流量計的組成部分基本相同，都是由三閥組、引壓管、變壓變送器組成質(zhì)量流量測試系統(tǒng)。V型錐流量計是在管道的中心位置安裝一個椎體來控制節(jié)流，由于椎體前后差壓不同形成氣壓差，通過不同的氣壓測量流量。
2.2.1V型錐流量計的特點
1）V型錐流量計不僅可測量各種液體，而且對部分氣體、蒸汽和氣液兩相介質(zhì)也能較為準(zhǔn)確地測量。
2）V型錐流量計準(zhǔn)確度較高、量程寬、永久壓損小、無直管段要求等，是新一代節(jié)流裝置中的典型代表。
3）V型錐流量計對于氣體和蒸汽等介質(zhì)不僅能壓縮，而且還能實現(xiàn)溫度、壓力補償，組成質(zhì)量流量測試系統(tǒng)。由于椎體在管線中心位置懸掛，同流體的高速沖擊區(qū)域直接接觸，使高速區(qū)的流體和近管壁低速區(qū)的流體強制性相混合從而使流速中和，達到均勻化。
2.2.2與傳統(tǒng)孔板流量計的應(yīng)用對比
管道內(nèi)徑702.4mm，工作壓力12kPa，溫度70℃，當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?8.39kPa，工作密度1.0326kg/m3，孔板類型采用流量為25000m3/h，β為0.6955。在相同的條件下通過同等流量時，孔板的壓力損失為1.894kPa；V錐型流量計的壓力損失為0.479kPa，得出V型流量計比孔板型流量計能耗少12.283kWh。按照工業(yè)電費0.7元/kWh，每年按300天計算，V型流量計比孔板型流量計節(jié)約2579.43元。由此得出，V錐型流量計在節(jié)能方面具有較大的潛力。
關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量分析方法控制技術(shù)
0引言
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進步和生產(chǎn)過程的高度自動化，電網(wǎng)中各種非線性負荷及用戶不斷增長；各種復(fù)雜的、精密的，對電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備越來越多。上述兩方面的矛盾越來越突出，用戶對電能質(zhì)量的要求也更高，在這樣的環(huán)境下，探討電能質(zhì)量領(lǐng)域的相關(guān)理論及其控制技術(shù)，分析我國電能質(zhì)量管理和控制的發(fā)展趨勢，具有很強的觀實意義。
1衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)
由于所處立場不同，關(guān)注或表征電能質(zhì)量的角度不同，人們對電能質(zhì)量的定義還未能達成完全的共識，但是對其主要技術(shù)指標(biāo)都有較為一致的認識。
(1)電壓偏差（voltagedeviation）：是電壓下跌(電壓跌落)和電壓上升(電壓隆起）的總稱。
(2)頻率偏差（friquencydeviation）：對頻率質(zhì)量的要求全網(wǎng)相同，不因用戶而異，各國對于該項偏差標(biāo)準(zhǔn)都有相關(guān)規(guī)定。
(3)電壓三相不平衡（unbalance）：表現(xiàn)為電壓的最大偏移與三相電壓的平均值超過規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
(4)諧波和間諧波（harmonics&inter-hamonics）：含有基波整數(shù)倍頻率的正弦電壓或電流稱為諧波。含有基波非整數(shù)倍頻率的正弦電壓或電流稱為間諧波，小于基波頻率的分數(shù)次諧波也屬于間諧波。
(5)電壓波動和閃變（fluctuation&flicker）：電壓波動是指在包絡(luò)線內(nèi)的電壓的有規(guī)則變動，或是幅值通常不超出0.9～1.1倍電壓范圍的一系列電壓隨機變化。閃變則是指電壓波動對照明燈的視覺影響。
2電能質(zhì)量問題的產(chǎn)生
2.1電能質(zhì)量問題的定義和分類
電能質(zhì)量問題是眾多單一類型電力系統(tǒng)干擾問題的總稱，其實質(zhì)是電壓質(zhì)量問題。電能質(zhì)量問題按產(chǎn)生和持續(xù)時間可分為穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問題和動態(tài)電能質(zhì)量問題。
2.2電能質(zhì)量問題產(chǎn)生原因分析
隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，電力系統(tǒng)電能質(zhì)量問題的產(chǎn)生主要有以下幾個原因。
2.2.1電力系統(tǒng)元件存在的非線性問題
電力系統(tǒng)元件的非線性問題主要包括：發(fā)電機產(chǎn)生的諧波；變壓器產(chǎn)生的諧波；直流輸電產(chǎn)生的諧波；輸電線路（特別是超高壓輸電線路）對諧波的放大作用。此外，還有變電站并聯(lián)電容器補償裝置等因素對諧波的影響。其中，直流輸電是目前電力系統(tǒng)最大的諧波源。
2.2.2非線性負荷
在工業(yè)和生活用電負載中，非線性負載占很大比例，這是電力系統(tǒng)諧波問題的主要來源。電弧爐（包括交流電弧爐和直流電弧爐）是主要的非線性負載，它的諧波主要是由起弧的時延和電弧的嚴重非線性引起的。居民生活負荷中，熒光燈的伏安特性是嚴重非線性的，也會引起嚴重的諧波電流，其中3次諧波的含量最高。大功率整流或變頻裝置也會產(chǎn)生嚴重的諧波電流，對電網(wǎng)造成嚴重污染，同時也使功率因數(shù)降低。
2.2.3電力系統(tǒng)故障
電力系統(tǒng)運行的內(nèi)外故障也會造成電能質(zhì)量問題，如各種短路故障、自然現(xiàn)象災(zāi)害、人為誤操作、電網(wǎng)故障時發(fā)電機及勵磁系統(tǒng)的工作狀態(tài)的改變、故障保護裝置中的電力電子設(shè)備的啟動等都將造成各種電能質(zhì)量問題。
3電能質(zhì)量分析方法
3.1時域仿真法
時域仿真方法在電能質(zhì)量分析中的應(yīng)用最為廣泛，其最主要的用途是利用各種時域仿真程序?qū)﹄娔苜|(zhì)量問題中的各種暫態(tài)現(xiàn)象進行研究。目前較通用的時域仿真程序有EMTP、EMTDC、NETOMAC等系統(tǒng)暫態(tài)仿真程序和SPICE、PSPICE、SABER等電力電子仿真程序。
采用時域仿真計算的缺點是仿真步長的選取決定了可模仿的最大頻率范圍，因此必須事先知道暫態(tài)過程的頻率覆蓋范圍。此外，在模仿開關(guān)的開合過程時，還會引起數(shù)值振蕩。
3.2頻域分析法
頻域分析方法主要包括頻率掃描、諧波潮流計算和混合諧波潮流計算等，該方法多用于電能質(zhì)量中諧波問題的分析。
頻率掃描和諧波潮流計算在反映非線性負載動態(tài)特性方面有一定局限性，因此混合諧波潮流計算法在近些年中發(fā)展起來。其優(yōu)點是可詳細考慮非線性負載控制系統(tǒng)的作用，因此可精確描述其動態(tài)特性。缺點是計算量大，求解過程復(fù)雜。
3.3基于變換的方法
在電能質(zhì)量分析領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的基于變換的方法主要有Fourier變換、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、二次變換、小波變換和Prony分析等5種方法。
3.3.1Fourier變換
Fourier變換是電能質(zhì)量分析領(lǐng)域中的基本方法，在實時系統(tǒng)中，通常采用短時Fourier變換方法(STFT)和快速Fourier變換方法(FFT)。
Fourier變換的優(yōu)點是算法快速簡單。但其缺點也很多：（1）雖然能夠?qū)⑿盘柕臅r域特征和頻域特征聯(lián)系起來觀察，但不能將二者有機地結(jié)合起來。（2）只能適應(yīng)于確定性的平穩(wěn)信號(如諧波)，對時變非平穩(wěn)信號難以充分描述。（3）STFT的離散形式?jīng)]有正交展開，難以實現(xiàn)高效算法；只適合于分析特征尺度大致相同的過程，不適合分析多尺度過程和突變過程。（4）FFT變換的時間信息利用不充分，任何信號沖突都會導(dǎo)致整個頻帶的頻譜散布；在不滿足前提條件時，會產(chǎn)生“旁瓣”和“頻譜泄露”現(xiàn)象。
3.3.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論是巨量信息并行處理和大規(guī)模平行計算的基礎(chǔ)，它既是高度非線性動力學(xué)系統(tǒng)，又是自適應(yīng)組織系統(tǒng)，可用來描述認知、決策及控制的智能行為。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的優(yōu)點是：（1）可處理多輸入－多輸出系統(tǒng)，具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)等特點。（2）不必建立精確數(shù)學(xué)模型，只考慮輸入輸出關(guān)系即可。缺點是：（1)存在局部極小問題，會出現(xiàn)局部收斂，影響系統(tǒng)的控制精度；（2)理想的訓(xùn)練樣本提取困難，影響網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練速度和訓(xùn)練質(zhì)量；（3)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不易優(yōu)化。
3.3.3二次變換法
二次變換是一種基于能量角度來考慮的新的時域變換方法。該方法的基本原理是用時間和頻率的雙線性函數(shù)來表示信號的能量函數(shù)。
二次變換的優(yōu)點是：可以準(zhǔn)確地檢測到信號發(fā)生尖銳變化的時刻；精確測量基波和諧波分量的幅值。缺點是：無法準(zhǔn)確地估計原始信號的諧波分量幅值；不具有時域分析功能。
3.3.4小波分析法
小波變換是新的多尺度分析數(shù)字技術(shù)，它通過對時間序列過程從低分辨率到高分辨率的分析，顯示過程變化的整體特征和局部變化行為。常用的小波基函數(shù)有：Daubechies小波、B小波、Morlet小波Meyer小波等。
小波變換的優(yōu)點是：（1）具有時－頻局部化的特點，特別適合突變信號和不平穩(wěn)信號分析。（2）可以對信號進行去噪、識別和數(shù)據(jù)壓縮、還原等。缺點是：（1）在實時系統(tǒng)中運算量較大，需要如DSP等高價格的高速芯片。（2）小波分析有“邊緣效應(yīng)”，邊界數(shù)據(jù)處理會占用較多時間，并帶來一定誤差。
3.3.5Prony分析法
Prony分析衰減的思想類似于小波。在該方法中，信號總是被認為可以由一系列的衰減的正弦波構(gòu)成，這些衰減正弦波類似于小波函數(shù)。所以Prony分析方法和小波一樣，可以做多尺度的信號分析。Prony分析的主要缺點是計算時間過長。
4電能質(zhì)量的控制策略與技術(shù)
4.1幾種電能質(zhì)量控制策略
（1）PID控制：這是應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律，其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便，易于在工程中實現(xiàn)。當(dāng)被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時，應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。其缺點是：響應(yīng)有超調(diào)，對系統(tǒng)參數(shù)攝動和抗負載擾動能力較差。
（2）空間矢量控制：空間矢量控制也是一種較為常規(guī)的控制方法。其原理是：將基于三相靜止坐標(biāo)系(abc)的交流量經(jīng)過派克變換得到基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系(dq)的直流量從而實現(xiàn)解耦控制。常規(guī)的矢量控制方法一般采用DSP進行處理，具有良好的穩(wěn)態(tài)性能與暫態(tài)性能。也可采用簡化算法以縮短實時運算時間。
（3）模糊邏輯控制：知道被控對象精確的數(shù)學(xué)模型是使用經(jīng)典控制理論的"頻域法"和現(xiàn)代控制理論的“時域法”設(shè)計控制器的前提條件。模糊控制作為一種新的智能控制方法，無需對系統(tǒng)建立精確的數(shù)學(xué)模型。它通過模擬人的思維和語言中對模糊信息的表達和處理方式，對系統(tǒng)特征進行模糊描述，來降低獲取系統(tǒng)動態(tài)和靜態(tài)特征量付出的代價。
（4）非線性魯棒控制：超導(dǎo)儲能裝置(SMES)實際運行時會受到各種不確定性的影響，因此可通過對SMES的確定性模型引入干擾，得到非線性二階魯棒模型。對此非線性模型，既可應(yīng)用反饋線性化方法使之全局線性化，再利用所有線性系統(tǒng)的控制規(guī)律進行控制，也可直接采用魯棒控制理論設(shè)計控制器。
4.2FACTS技術(shù)
FACTS，即基于電力電子控制技術(shù)的靈活交流輸電，是上世紀(jì)80年代末期由美國電力研究院（EPRI）提出的。它通過控制電力系統(tǒng)的基本參數(shù)來靈活控制系統(tǒng)潮流，使輸送容量更接近線路的熱穩(wěn)極限。采用FACTS技術(shù)的核心目的是加強交流輸電系統(tǒng)的可控性和增大其電力傳輸能力。
目前有代表性的FACTS裝置主要有：可控串聯(lián)補償電容器、靜止無功補償器、晶閘管控制的串聯(lián)投切電容器、統(tǒng)一潮流控制器等。
4.3用戶電力（CustomPower）技術(shù)
用戶電力技術(shù)就是將電力電子技術(shù)、微處理機技術(shù)、自動控制技術(shù)等運用于中低壓配電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)中，其目的是加強配電系統(tǒng)的供電可靠性，并減小諧波畸變，改善電能質(zhì)量。該技術(shù)的核心器件IGBT比GTO具有更快的開關(guān)頻率，并且關(guān)斷容量已達MVA級，因此DFACTS裝置具有更快的響應(yīng)特性。
用戶電力技術(shù)概念的提出，有助于供電部門提供高可靠性和高質(zhì)量的電力，也有助于滿足各種新工藝用戶對電力供應(yīng)的更高要求。目前主要的DFACTS裝置有：有源濾波器(APF)、動態(tài)電壓恢復(fù)器(DVR)、配電系統(tǒng)用靜止無功補償器(D－STATCOM)、固態(tài)切換開關(guān)(SSTS)等。
5電能質(zhì)量控制的發(fā)展方向
5.1研究電能質(zhì)量分析控制領(lǐng)域的基礎(chǔ)性工作
一方面要深入探索電能質(zhì)量領(lǐng)域的基礎(chǔ)性研究工作，包括電能質(zhì)量的定義、評價標(biāo)準(zhǔn)與體系，電能質(zhì)量問題的表現(xiàn)形式、影響因素、防治方法等。同時，積極研究電能質(zhì)量控制的新方法、新技術(shù)和新策略，將更為先進、科學(xué)的控制理念和控制思想借鑒到電能質(zhì)量管理領(lǐng)域。
5.2推廣使用數(shù)字化電能質(zhì)量控制技術(shù)
以DSP為基礎(chǔ)的實時數(shù)字信號處理技術(shù)在控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其優(yōu)點為：①可提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性和靈活性；②由程序控制，改變控制方法或算法時不必改變控制電路；③可重復(fù)性好，易調(diào)試和批量生產(chǎn)；④易實現(xiàn)并聯(lián)運行和智能化控制。隨著DSP性能的不斷改善和價格的下降，電能質(zhì)量控制裝置將用DSP來實現(xiàn)實時信號處理從而取代模擬量控制。
5.3對電能質(zhì)量檢測技術(shù)的新要求
傳統(tǒng)的檢測儀器一般局限于持續(xù)性和穩(wěn)定性指標(biāo)的檢測，而且僅測有效值已不能精確描述實際的電能質(zhì)量問題，因此需要發(fā)展新的監(jiān)測技術(shù)。具體要求包括：①能捕捉快速(ms級甚至ns級)瞬時干擾的波形；②需要測量各次諧波以及間諧波的幅值、相位；③需要有足夠高的采樣速率，以便能和得相當(dāng)高次諧波的信息。④建立有效的分析和自動辯識系統(tǒng)，反映各種電能質(zhì)量指標(biāo)的特征及其隨時間的變化規(guī)律。
5.4大力發(fā)展應(yīng)用新技術(shù)
電力電子技術(shù)的應(yīng)用可以大大提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量，F(xiàn)ACTS、CusPow等新技術(shù)更是為解決電能質(zhì)量問題開拓了廣闊的前景，同時一些非電力電子技術(shù)的發(fā)展也很迅猛，將這些技術(shù)融合發(fā)展，并合理使用、大力推廣，必然會逐步滿足電力負荷對電能質(zhì)量日益提高的要求。
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電能計量設(shè)備管理工作由于項目申購、項目領(lǐng)用，無庫存管理機制的管理模式，加之工作環(huán)節(jié)交叉，涉及部門多，溝通繁瑣，工作及時率不高，對電能計量設(shè)備的供貨及時性、營項目結(jié)算、庫存物資管理等工作造成了一定的影響，主要存在以下問題：（1）分散式管理，工作量大且效率低。按在建工程項目上報物資需求，因全局營銷項目數(shù)量多，電能計量設(shè)備需求數(shù)量大，按項目采購存在物資部門組織采購及合同簽訂的工作量大，完成全局的電能計量設(shè)備供貨周期長，導(dǎo)致供貨不及時；各使用單位上報本單位物資需求，存在需求不準(zhǔn)，有一定的采購風(fēng)險。（2）使用策略存在壁壘，造成資源浪費，影響項目施工進度。按項目維度進行管理，項目申購、項目領(lǐng)用，造成同屬性物資不能通用于不同項目，造成大量物資閑置而無法使用于物資需求項目，嚴重影響項目施工進度及庫存周轉(zhuǎn)，造成財力、人力資源浪費。（3）工作界面不清晰。計量物資管理涉及物資部門與營銷部門多個輸入、輸出接口；計量倉庫與一般物資倉儲配送、逆向物流管理流程略有不同，且在物資管理規(guī)定難以單獨明確，如一般物資到貨后要求2天內(nèi)驗收、2天內(nèi)辦理入庫，但計量物資需待抽檢合格后方可辦理入庫手續(xù)，時間可能長達1個月。實際運作時，計量物資管理流程仍有一些不清晰地方。在信息系統(tǒng)上，物資系統(tǒng)與營銷系統(tǒng)都要操作。多套系統(tǒng)的單軌運行造成工作量巨大和責(zé)任不清。（4）信息不互通，管理不順暢。電能計量設(shè)備管理過程繁瑣且涉及多部門管理、在缺乏信息系統(tǒng)支撐的情況下，各部門間信息不通，存在線下溝通信息準(zhǔn)確度不高、工作效率低下、嚴重影響計量設(shè)備及時供貨或供貨錯誤。（5）供應(yīng)鏈未能全程監(jiān)控。未建立電能計量設(shè)備庫存管理機制，電能計量設(shè)備的出、入庫未能跟蹤及管理，造成公司無法及時、準(zhǔn)確地知曉當(dāng)前電能計量設(shè)備庫存量，無法制定供應(yīng)商送貨計劃及配送至各生產(chǎn)部門及區(qū)局計劃。（6）質(zhì)量服務(wù)風(fēng)險不能有效監(jiān)控。計量設(shè)備在未完成兩檢（抽檢、強檢）前付款供應(yīng)商，造成有檢測不合格表計需換貨時，供應(yīng)商服務(wù)不及時，嚴重影響不合格表計的換貨進度，存在很大的財務(wù)風(fēng)險；也不利于供應(yīng)商管理。
2改進思路
對于電能計量設(shè)備管理工作中存在的問題，經(jīng)過分析，確定通過重新梳理工作流程、規(guī)范管理制度的方式保障電能計量設(shè)備管理工作有序開展，避免工作交叉；通過以“大倉庫、大配送”總體部署，圍繞“標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、定額存儲、動態(tài)補倉”供應(yīng)策略為依據(jù)，建立電能計量設(shè)備儲備定額管理機制，實現(xiàn)動態(tài)補倉機制，解決以項目申購采購供貨周期長、項目物資無法共用，造成資源浪費的問題；通過建立電能計量倉儲管理機制及物資屬性庫區(qū)，電能計量設(shè)備的出、入庫有據(jù)可循，解決無供應(yīng)商送貨計劃、無各生產(chǎn)部門及區(qū)局配送計劃、倉庫積壓但無可用（檢定合格）設(shè)備的問題；通過對信息系統(tǒng)的功能優(yōu)化，實現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)貫通，提升信息系統(tǒng)對于電能計量設(shè)備管理工作的有效支持。
3改進措施
3.1優(yōu)化管理流程為了避免業(yè)務(wù)工作的交叉，保障電能計量設(shè)備管理工作的順利開展，以信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，管理部門對電能計量設(shè)備管理流程進行了優(yōu)化。新工作流程主要將電能計量設(shè)備管理工作和信息系統(tǒng)結(jié)合開展工作，通過計量檢定系統(tǒng)、物資系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)、項目管理系統(tǒng)的信息共享，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間協(xié)同開展工作，實現(xiàn)一站式作業(yè)，提升電能計量設(shè)備管理工作效率，保障電能計量設(shè)備供貨的及時性和規(guī)范性。新電能計量設(shè)備管理工作流程如圖2所示。新流程改變了當(dāng)前電能計量設(shè)備管理過程中需求申報、采購、檢測（質(zhì)檢、檢定）、配送、領(lǐng)用、安裝的順序管理，實現(xiàn)定額管理、采購和發(fā)碼單據(jù)同步開展；改變多個部門需要反復(fù)溝通的問題，市場營銷部上報年度電能計量設(shè)備儲備定額后，直接以儲備定額為依據(jù)進行補倉采購并授予條形碼。
3.2規(guī)范管理制度管理部門同時明確了電能計量設(shè)備的管理要求，規(guī)定了各流程環(huán)節(jié)的工作時限及各崗位管理職責(zé)，改進了電能計量設(shè)備管理業(yè)務(wù)規(guī)則，明確了各管理節(jié)點崗位職責(zé)，具體如下：（1）優(yōu)化品類，動態(tài)補倉。為縮短電能計量設(shè)備采購周期、解決項目物資無法共用，電能計量設(shè)備采購儲備定額管理方式，由市場營銷部上報年度電能計量設(shè)備儲備定額量，物資部門以儲備定額為依據(jù)實現(xiàn)動態(tài)補倉配送及動態(tài)補倉采購。（2）到貨檔案。采購設(shè)備到貨倉庫后，由該倉庫倉管員2天內(nèi)辦理到貨檔案批次，并抽樣送檢。（3）檢測（抽檢、檢定）。物資部門辦理到貨批次并送檢后，由檢測單位制定檢測計劃并安排檢測工作，檢測完成后通知倉管員回庫。（4）配送至各生產(chǎn)部門及區(qū)局。各生產(chǎn)部門及區(qū)局發(fā)起補貨需求后由倉管員2天內(nèi)完成物資的配送工作。（5）補貨規(guī)則，按電能計量設(shè)備采購四級補倉機制。各使用單位提出補貨需求時，倉管員檢查成品倉物資是否滿足，滿足則直接從成品倉進行補貨配送；如成品倉不能滿足則檢查待檢定倉物品量及檢定計劃；待檢定倉物品無法滿足則從待檢倉進行補倉進行檢定；當(dāng)待檢倉無法滿足時檢查同合供貨情況，通知供應(yīng)商送貨或提交待檢倉補倉采購需求。
3.3規(guī)范倉庫管理規(guī)范物資倉庫物資存儲區(qū)域，劃為倉庫為待檢區(qū)、檢測區(qū)、換貨區(qū)、成品區(qū)，電能計量設(shè)備存放倉庫規(guī)范：電能計量設(shè)備到貨后由倉管員存放至待檢倉；由檢測單位檢測中的設(shè)備存放至檢測區(qū)，檢測不合格的物品存放至換貨區(qū)，檢測合格的物品存放至成品區(qū)，成品區(qū)的物品方可配送至各生產(chǎn)部門及區(qū)局安裝使用。各生產(chǎn)部門及區(qū)局發(fā)生領(lǐng)用需求時，首先開具移庫、配送各部門急救包的“營銷計量倉”倉。這樣既保證了倉庫管理員賬實一致，清晰掌控倉庫各狀態(tài)物資庫存情況，保證物資供應(yīng)及補貨，又同時提升了工作人員的溝通效率。
3.4明確工作界面，優(yōu)化信息系統(tǒng)功能明確工作界面，市場營銷部負責(zé)營銷項目下達及年度儲備定額修編、物資部門負責(zé)物資供應(yīng)、計量中心負責(zé)設(shè)備檢測；各專業(yè)管理系統(tǒng)（物資系統(tǒng)、計量檢定、營銷系統(tǒng)、項目管理系統(tǒng)）根據(jù)新電能計量設(shè)備業(yè)務(wù)管理流程需求進行系統(tǒng)功能的優(yōu)化，實現(xiàn)幾個系統(tǒng)之間的信息共享及業(yè)務(wù)貫通。物資系統(tǒng)中可以自動依據(jù)一級倉、急救包的庫存及年底電能計量設(shè)備定額自動提醒補貨，物資部管理員實時根據(jù)系統(tǒng)的補貨提醒進行補倉配送或補倉采購；到貨后由倉管員收貨、建立到貨檔案批次并抽樣、送檢；系統(tǒng)自動將抽取的樣品及到貨物品信息同步至計量檢定系統(tǒng)，由檢測部門檢測負責(zé)人安排檢測工作；檢測完成后檢測結(jié)果同步至物資系統(tǒng)；由倉管員將檢測合格物品移庫至成品區(qū)，成品區(qū)物品按需移庫、配送至各生產(chǎn)部門及區(qū)局營銷計量倉；各生產(chǎn)部門及區(qū)局根據(jù)營銷系統(tǒng)供電服務(wù)訂單情況維護工單，工單信息包含需求物資信息；工單建立完畢后自動同步至物資系統(tǒng)的營銷計量倉管理員的領(lǐng)料待辦提醒；營銷計量倉管理員根據(jù)工單物資需求發(fā)送實物并辦理領(lǐng)用手續(xù)；已領(lǐng)用電能計量設(shè)備同步至營銷系統(tǒng)進行安裝運行。
3.5建立電能計量設(shè)備生命周期檔案庫物資狀態(tài)貫穿電能計量設(shè)備管理全過程，已簽合同未到貨、已到貨未抽檢、抽檢中、抽檢不合格、整批換貨中、抽檢合格、強檢中、強檢不合格、零散換貨中、強檢合格、已配送、已領(lǐng)用，運行中、已拆卸、已報廢各狀態(tài)物資一目了然。
4取得成效
通過對電能計量設(shè)備管理模式的優(yōu)化，解決了歷史上信息不能共享、項目物資不能共用導(dǎo)致庫存積壓但無項目需求可用設(shè)備、工作人員溝通繁瑣、無檢定計劃、無補貨計劃、無配送計劃，無庫存跟蹤等問題，重新規(guī)范了電能計量設(shè)備管理過程，優(yōu)化了管理流程、提升了管理效率。（1）集中的儲備管理策略，有效保障物資供應(yīng)及時性。電能計量設(shè)備通過儲備方式進行管理，圍繞“標(biāo)準(zhǔn)選型、定額存儲、動態(tài)補倉”供應(yīng)策略，根據(jù)全局的實際需求制定科學(xué)的儲備方案，并按照儲備方案和實際用料需求進行實物采購和儲備。改變以往按實際領(lǐng)料項目申購的分散管理的混亂現(xiàn)象，實現(xiàn)集中式的管理；同時，在儲備方式的基礎(chǔ)之上，制定完善的領(lǐng)用管理規(guī)范，破除以往領(lǐng)用項目難以互通的壁壘現(xiàn)象，形成補倉采購運作機制（資金預(yù)算、采購支付、核算機制），有效保障物資供應(yīng)及時性，提升庫存物資周轉(zhuǎn)率，減少工程余料（定額物資）產(chǎn)生，提高資金使用率。從而有效提高管理的效率、降低成本，提高設(shè)備質(zhì)量。（2）優(yōu)化物資品類，降低采購成本。補倉采購機制的關(guān)鍵任務(wù)包括：標(biāo)準(zhǔn)選型及品類優(yōu)化；頒布定額儲備方案；落實財務(wù)預(yù)算；動態(tài)補倉機制；建立領(lǐng)用機制；JIT項目里程碑節(jié)點銜接；倉庫分級管理；業(yè)務(wù)流程梳理及信息系統(tǒng)支撐。其中標(biāo)準(zhǔn)選型及品類優(yōu)化是開展補倉采購工作的堅實基礎(chǔ)，電能計量設(shè)備從以往的130多種品類優(yōu)化至80種，極大程度上減少了倉儲物資種類和補倉采購成本，充分發(fā)揮補倉采購管理模式的優(yōu)勢，提升資金的集成效益和物資服務(wù)水平。（3）規(guī)范“先抽檢、后入庫”運作模式，歸避財務(wù)風(fēng)險，保障在庫設(shè)備質(zhì)量。將以往“先入庫、后抽檢”調(diào)整為“先抽檢、后入庫”模式，解決以往供應(yīng)商貨到倉庫后，由倉管員直接辦理入庫單，待入實物賬、財務(wù)賬后再進行抽檢，存在的在庫物資未抽檢付款供應(yīng)商存在一定的財務(wù)風(fēng)險問題、檢測不合格換貨難的問題，從而歸避財務(wù)風(fēng)險、保障在庫設(shè)備質(zhì)量，縮短設(shè)備供貨周期，減少在庫設(shè)備量，提高倉庫周轉(zhuǎn)率，降低倉庫管理成本。（4）補倉采購機制，縮短供貨周期，減少需求誤差，降低采購風(fēng)險，物資供貨及時率達100%。倉庫結(jié)構(gòu)優(yōu)化為一級中心倉加急救包，根據(jù)各品類物資儲備定額量，實時監(jiān)控各使用單位急救包在庫物資情況，自動發(fā)起補貨需求，倉管員檢查成品倉物資是否滿足，滿足則直接從成品倉進行補貨配送；如成品倉不能滿足則檢查待檢定倉物品量及檢定計劃；待檢定倉物品無法滿足則從待檢倉進行補倉進行檢定；當(dāng)待檢倉無法滿足時檢查合同供貨情況，通知供應(yīng)商送貨或提交待檢倉補倉采購需求。實現(xiàn)物資需求直接從急救包領(lǐng)用。提升了物資供貨的時效性，減小需求誤差，降低采購風(fēng)險，有利于提升物資需求準(zhǔn)確性以及計量設(shè)備管理水平。（5）己構(gòu)建流暢的管理流程，提高管理規(guī)范性。制定了電能計量設(shè)備管理管理要求，明確各個部門的職責(zé)和工作界面，梳理清晰的電能計量設(shè)備管理流程并進行優(yōu)化提升，使得電能量計量設(shè)備的管理能夠暢通、高效。（6）全生命監(jiān)控計量設(shè)備管理過程信息。通過梳理和規(guī)范電能計量設(shè)備的管理，對電能計量設(shè)備全生命管理過程的各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)進行業(yè)務(wù)梳理，明確時效性要求的管理指標(biāo)，保障電能計量設(shè)備的采購、檢測、配送等工作有序、順利開展；通過信息系統(tǒng)進行全生命周期過程進行監(jiān)控，實現(xiàn)各信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)聯(lián)動與共享，保證了數(shù)據(jù)的一致性及減少數(shù)據(jù)的重復(fù)錄入，大大提高管理的效率和質(zhì)量。（7）條形碼規(guī)范化管理，單個設(shè)備管理過程清晰了然。梳理規(guī)范各類電能計量設(shè)備條碼規(guī)則，合同簽訂環(huán)節(jié)生成條碼，供應(yīng)商按碼生成并貼碼，單個設(shè)備系統(tǒng)檔案及實物唯對應(yīng)，解決以往無法掌控到單個設(shè)備的全生命周期情況，通過實物標(biāo)識實現(xiàn)。圖3為計量物資全生命周期信息展示平臺示意圖。（8）建立檔案批次管理機制，保障在運行設(shè)備的精確可靠、穩(wěn)定性。同批到貨設(shè)備建立檔案批次，在運行設(shè)備抽檢根據(jù)單個設(shè)備的運行穩(wěn)定性跟蹤該批次設(shè)備的運行情況，大大保障在運行設(shè)備的精確可靠，解決以往運行抽檢只能針對單個設(shè)備進行檢測、更換，無法針對整批同屬性設(shè)備的質(zhì)量跟蹤。（9）實現(xiàn)電能計量設(shè)備管理的效率、成本、服務(wù)的最優(yōu)化。通過以上從管理制度、管理規(guī)范、部門職責(zé)、信息化實現(xiàn)等多個方面進行梳理和優(yōu)化，已基本實現(xiàn)電能計量設(shè)備管理的效率、成本、服務(wù)的最優(yōu)化。
5結(jié)束語
我國既是一個能源大國也是一個能源小國，這一點已經(jīng)得到了人們的普遍認同，尤其是隨著當(dāng)前社會的快速發(fā)展，能源的短缺問題已經(jīng)逐漸的凸顯出來了，因此，當(dāng)前我國才提出了建設(shè)節(jié)約型社會的主張，電力能源作為我國能源使用的一個重要部分更是應(yīng)該加強節(jié)約保護，而對于電力能源的節(jié)約保護來說，做好電力計量工作是一個前提基礎(chǔ)。就當(dāng)前我國的電力計量技術(shù)運用現(xiàn)狀來看，還存在著很多的問題，其缺陷不僅僅在于電力計量技術(shù)運用的管理體制和管理機構(gòu)上，在電力計量技術(shù)的本身上也存在著一些問題影響著電力計量工作的質(zhì)量，尤其是當(dāng)前很多電力計量技術(shù)的運用在很大程度上造成了電力能源在整個電力網(wǎng)絡(luò)運輸過程中的損耗，這就對于整個電力系統(tǒng)內(nèi)的節(jié)能降耗工作造成了較大影響，可見，電力計量不僅僅是電力網(wǎng)絡(luò)中的一部分，其對于節(jié)能降耗也具有較強的影響作用，而就當(dāng)前我國電力計量技術(shù)運用中的節(jié)能降耗效果而言，還存在很多的問題需要我們一一解決，逐步完善，尤其是對于電力企業(yè)來說，要把電力計量技術(shù)的提高切實放在電力企業(yè)自身發(fā)展的戰(zhàn)略位置來研究和實踐，就當(dāng)前我國電力計量技術(shù)運用中的主要研究方向來看，智能電表的使用可以說是較為有效地途徑，所以在今后的電力計量技術(shù)研究中，我們應(yīng)該加強對于智能電表的研究和探討，推廣智能電表的普及和應(yīng)用，切實做好電力節(jié)能降耗工作。
2．節(jié)能降耗的電力計量技術(shù)的應(yīng)用
在電力計量技術(shù)的運用過程中做好節(jié)能降耗工作是極為必要的，其成果也是較為明顯的，具體來說，我們可以從以下幾個方面采取措施加強節(jié)能降耗在電力計量技術(shù)運用中的效果。
2．1改進電力計量技術(shù)設(shè)備
對于電力計量技術(shù)而言，要想加強其節(jié)能降耗效果就必須注重對于電力計量技術(shù)設(shè)備的管理，尤其是對于當(dāng)前我國常用的傳統(tǒng)電力計量設(shè)備來說在很大程度上影響了電力計量過程的節(jié)能降耗效果?；诖耍覀儽仨毤訌妼τ陔娏τ嬃考夹g(shù)設(shè)備的研究，切實提高設(shè)備的技術(shù)水平，尤其是要加強電力計量技術(shù)設(shè)備對于當(dāng)前一些先進技術(shù)的利用，比如對于智能化技術(shù)和信息化技術(shù)來說，如果能夠很好地融入到電力計量技術(shù)設(shè)備中就能夠很好地完善電力計量技術(shù)設(shè)備的缺點，提高電力計量技術(shù)設(shè)備的使用效率，減少一些不必要的電力能源損耗，這也是當(dāng)前我國電力計量技術(shù)研究的一個主要方面，尤其是當(dāng)前對于智能電表的研究和使用已經(jīng)具備了一定的成效，這就更進一步驗證了加強電力計量技術(shù)設(shè)備研究能夠促進我國節(jié)能降耗工作效果的可行性。
2．2規(guī)范電力考核制度
加強電力計量過程中節(jié)能降耗效果的另一個辦法就是規(guī)范當(dāng)前的電力考核制度，完善電力考核方法，尤其是對于用電大戶來說，更應(yīng)該加強對其電力使用的考核和監(jiān)管，對其節(jié)電效果進行綜合的評測和審查，并且針對考核的結(jié)果采取相應(yīng)的措施，進而規(guī)范用電企業(yè)的用電狀況，當(dāng)然這一考核和評測過程都離不開電力計量技術(shù)的參與。
2．3完善電力計量技術(shù)系統(tǒng)
做好電力計量工作中的節(jié)能降耗效果還必須完善當(dāng)前的電力計量技術(shù)系統(tǒng)，當(dāng)前我國電力計量技術(shù)系統(tǒng)因為其復(fù)雜性和綜合性較強，所以存在著很多的漏洞和缺陷，只有針對這些問題進行必要的完善才能夠確保節(jié)能降耗工作的順利開展。
3．智能電表在電力計量節(jié)能降耗中的應(yīng)用
在電力計量工作中進行節(jié)能降耗建設(shè)的一個突出代表就是智能電表的使用和普及，具體而言，智能電表在電力計量中的運用對于節(jié)能降耗來說起到的作用是極為明顯的，其具體表現(xiàn)有以下幾個方面:
(1)計費方式更加科學(xué)合理，智能電表的一個主要功能就是其能夠進行不同費率和時段的切換，這也是智能電表有別于傳統(tǒng)電表的一個主要方面，這種計費方式的一個好處就是能夠有效提高用電者用電節(jié)能意識，避免一些不必要的電力能源消耗;
(2)對于整個的電力網(wǎng)絡(luò)進行時時刻刻的檢測和管理，進而提高了電力網(wǎng)絡(luò)的完整性，確保電力網(wǎng)絡(luò)的順利運行，避免了一些電力能源的損耗，并且智能電表還能夠根據(jù)整個電力網(wǎng)絡(luò)的電力需求狀況調(diào)整整個電力網(wǎng)絡(luò)的電力配置，起到一定的管理作用，進而確保電力網(wǎng)絡(luò)運行的有效性，最終達到節(jié)能降耗的目的;
(3)智能電表使用的一個最為突出的優(yōu)勢就是其提高了電力計量的節(jié)能效果，在具體的使用過程中，智能電表能夠根據(jù)用電器的具體狀況來自行分配電力能源到用電器上，加強了用電器的用電管理和監(jiān)控，進而確保了電力能源的有效利用，達到了節(jié)能降耗的目的。
4．總結(jié)
關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)性能測量技術(shù)性能指標(biāo)分析與研究
1.引言
隨著Internet技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，用戶對網(wǎng)絡(luò)資源的需求空前增長，網(wǎng)絡(luò)也變得越來越復(fù)雜。不斷增加的網(wǎng)絡(luò)用戶和應(yīng)用，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)負擔(dān)沉重，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備超負荷運轉(zhuǎn)，從而引起網(wǎng)絡(luò)性能下降。這就需要對網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)進行提取與分析，對網(wǎng)絡(luò)性能進行改善和提高。因此網(wǎng)絡(luò)性能測量便應(yīng)運而生。發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)瓶頸,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)配置,并進一步發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中可能存在的潛在危險，更加有效地進行網(wǎng)絡(luò)性能管理，提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的驗證和控制，對服務(wù)提供商的服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)進行量化、比較和驗證，是網(wǎng)絡(luò)性能測量的主要目的。
2.網(wǎng)絡(luò)性能測量的概念
2.1網(wǎng)絡(luò)性能的概念
網(wǎng)絡(luò)性能可以采用以下方式定義[1]:網(wǎng)絡(luò)性能是對一系列對于運營商有意義的，并可用于系統(tǒng)設(shè)計、配置、操作和維護的參數(shù)進行測量所得到的結(jié)果。可見，網(wǎng)絡(luò)性能是與終端性能以及用戶的操作無關(guān)的，是網(wǎng)絡(luò)本身特性的體現(xiàn)，可以由一系列的性能參數(shù)來測量和描述。
2.2網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)的概念
對網(wǎng)絡(luò)性能進行度量和描述的工具就是網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)。IETF和ITU-T都各自定義了一套性能參數(shù)，并且還在不斷的補充和修訂之中。
2.2.1性能參數(shù)的制定原則
網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)的制定必須遵循如下幾個原則：
1)性能參數(shù)必須是具體的和有明確定義的；
2)性能參數(shù)的測量方法對于同一參數(shù)必須具有可重復(fù)性，即在相同條件下多次使用該方法所獲得的測量結(jié)果應(yīng)該相同；
3)性能參數(shù)必須具有公平性，即對同種網(wǎng)絡(luò)的測量結(jié)果不應(yīng)有差異而對不同網(wǎng)絡(luò)的測量結(jié)果則應(yīng)出現(xiàn)差異；
4)性能參數(shù)必須有助于用戶和運營商了解他們所使用或提供的IP網(wǎng)絡(luò)性能；
5)性能參數(shù)必須排除人為因素；
2.2.2ITU-T定義的IP網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)
ITU-T對IP網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)的定義[2]包括：
1)IP包傳輸延遲(PacketTransferDelay,IPTD)
2)IP包時延變化(IPPacketDelayVariation,IPDV)
3)IP包誤差率(IPPacketErrorRateIPER)
4)IP包丟失率(IPPacketLassRate,IPLR)
5)虛假IP包率(SpuriousIPPacketRate)
6)流量參數(shù)(Flowrelatedparameters)
7)業(yè)務(wù)可用性(IPServiceAvailability)
2.2.3IETF定義的IP網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)
IETF將性能參數(shù)[3]稱為“度量(Metric)。由IPPM(IPPerformanceMetrics)工作組來負責(zé)網(wǎng)絡(luò)性能方面的研究及性能參數(shù)的制定。IETF對IP網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)的定義包括：
1)IP連接性
2)IP包傳送時延
3)IP包丟失率
4)IP包時延變化
5)流量參數(shù)
2.3網(wǎng)絡(luò)性能結(jié)構(gòu)模型
從空間的角度來看，網(wǎng)絡(luò)整體性能可以分為兩種結(jié)構(gòu)：立體結(jié)構(gòu)模型和水平結(jié)構(gòu)模型。
2.3.1立體結(jié)構(gòu)模型
IP網(wǎng)絡(luò)就其協(xié)議棧來說是一個層次化的網(wǎng)絡(luò)，因此，對IP網(wǎng)絡(luò)性能的研究也可以按照一種自上而下的方法進行。可以以IP層的性能為基礎(chǔ)，來研究IP層不同性能與上層不同應(yīng)用性能之間的映射關(guān)系。
2.3.2水平結(jié)構(gòu)模型
對于網(wǎng)絡(luò)的性能，用戶主要關(guān)心的是端到端的性能，因此從用戶的角度來看，可以利用水平結(jié)構(gòu)模型來對IP網(wǎng)絡(luò)的端到端性能進行分析。
3.網(wǎng)絡(luò)性能測量的方法
網(wǎng)絡(luò)性能測量涉及到許多內(nèi)容，如采用主動方式還是被動方式進行測量；發(fā)送測量包的類型；發(fā)送與截取測量包的采樣方式；所采用的測量體系結(jié)構(gòu)是集中式還是分布式等等。
3.1測量包
網(wǎng)絡(luò)性能測量中，影響測量結(jié)果的一個重要因素就是測量數(shù)據(jù)包的類型。
3.1.1P類型包
類型P是對IP包類型的一種通用的聲明。只要一個性能參數(shù)的值取決于對測量中采用的包的類型，那么參數(shù)的名稱一定要包含一個具體的類型聲明。
3.1.2標(biāo)準(zhǔn)形式的測量包
在定義一個網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)時，應(yīng)默認測量中使用的是標(biāo)準(zhǔn)類型的包。比如可以定義一個IP連通性度量為：“IP某字段為0的標(biāo)準(zhǔn)形式的P類型IP連通性”。在實際測量中，很多情況下包長會影響絕大多數(shù)性能參數(shù)的測量結(jié)果，包長的變化對于不同目的的測量來說影響也會不一樣。3.2主動測量與被動測量方式
最常見的IP網(wǎng)絡(luò)性能測量方法有兩類:主動測量和被動測量。這兩種方法的作用和特點不同，可以相互作為補充。
3.2.1主動測量
主動測量是在選定的測量點上利用測量工具有目的地主動產(chǎn)生測量流量，注入網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)流的傳送情況來分析網(wǎng)絡(luò)的性能。主動測量的優(yōu)點是對測量過程的可控性比較高，靈活、機動，易于進行端到端的性能測量；缺點是注入的測量流量會改變網(wǎng)絡(luò)本身的運行情況，使得測量的結(jié)果與實際情況存在一定的偏差，而且測量流量還會增加網(wǎng)絡(luò)負擔(dān)。主動測量在性能參數(shù)的測量中應(yīng)用十分廣泛，目前大多數(shù)測量系統(tǒng)都涉及到主動測量。
要對一個網(wǎng)絡(luò)進行主動測量，需要一個測量系統(tǒng)，這種主動測量系統(tǒng)一般包括以下四個部分:測量節(jié)點（探針）、中心服務(wù)器、中心數(shù)據(jù)庫和分析服務(wù)器。有中心服務(wù)器對測量節(jié)點進行控制，由測量節(jié)點執(zhí)行測量任務(wù)，測量數(shù)據(jù)由中心數(shù)據(jù)庫保存，數(shù)據(jù)分析則由分析服務(wù)器完成。
3.2.2被動測量
被動測量是指在鏈路或設(shè)備(如路由器，交換機等)上利用測量設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)進行監(jiān)測，而不需要產(chǎn)生多余流量的測量方法。被動測量的優(yōu)點在于理論上它不產(chǎn)生多余流量，不會增加網(wǎng)絡(luò)負擔(dān)；其缺點在于被動測量基本上是基于對單個設(shè)備的監(jiān)測，很難對網(wǎng)絡(luò)端到端的性能進行分析，并且可能實時采集的數(shù)據(jù)量過大，另外還存在用戶數(shù)據(jù)泄漏等安全性和隱私問題。
被動測量非常適合用來進行流量測量。
3.2.3主動測量與被動測量的結(jié)合
主動測量與被動測量各有其優(yōu)、缺點，而且對于不同的性能參數(shù)來說，主動測量和被動測量也都有其各自的用途。因此，將主動測量與被動測量相結(jié)合將會給網(wǎng)絡(luò)性能測量帶來新的發(fā)展。
3.3測量中的抽樣
3.3.1抽樣概念
抽樣，也叫采樣，抽樣的特性是由抽樣過程所服從的分布函數(shù)所決定的。研究抽樣，主要就是研究其分布函數(shù)。對于主動測量，其抽樣是指發(fā)送測量數(shù)據(jù)包的過程；對于被動測量來說，抽樣則是指從業(yè)務(wù)流量中采集測量數(shù)據(jù)的過程。
3.3.2抽樣方法
依據(jù)抽樣時間間隔所服從的分布，抽樣方法可分為很多種，目前比較常用的抽樣方法是周期抽樣、隨機附加抽樣和泊松抽樣[4]。周期抽樣是一種最簡單的抽樣方式，每隔固定時間產(chǎn)生一次抽樣。因為簡單，所以應(yīng)用的很多。但它存在以下一些缺點:測量容易具有周期性、具有很強的可預(yù)測性、會使被測網(wǎng)絡(luò)陷入一種同步狀態(tài)。隨機附加抽樣的抽樣間隔的產(chǎn)生是相互獨立的，并服從某種分布函數(shù)，這種抽樣方法的優(yōu)劣取決于分布函數(shù)：當(dāng)時間間隔以概率1取某個常數(shù)，那么該抽樣就退化為周期抽樣。隨機附加抽樣的主要優(yōu)點在于其抽樣間隔是隨機產(chǎn)生的，因此可以避免對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生同步效應(yīng)，它的主要缺點是由于抽樣不是以固定間隔進行，從而導(dǎo)致頻域分析復(fù)雜化。
在RFC2330中，推薦泊松抽樣，它的時間間隔符合泊松分布，它的優(yōu)點是：能夠?qū)崿F(xiàn)對測量結(jié)果的無偏估計、測量結(jié)果不可預(yù)測、不會產(chǎn)生同步現(xiàn)象。但是，由于指數(shù)函數(shù)是無界的，因此泊松抽樣有可能產(chǎn)生很長的抽樣間隔，因此，實際應(yīng)用中可以限定一個最大間隔值，以加速抽樣過程的收斂。
4.性能指標(biāo)的測量與分析
4.1連接性
連接性[5]也稱可用性、連通性或者可達性，嚴格說應(yīng)該是網(wǎng)絡(luò)的基本能力或?qū)傩?，不能稱為性能，但ITU-T建議可以用一些方法進行定量的測量。目前還提出了連通率的概念，根據(jù)連通率的分布狀況建立擬合模型。
4.2延遲
延遲的定義是[6]：IP包穿越一個或多個網(wǎng)段所經(jīng)歷的時間。延遲由固定延遲和可變延遲兩部分組成[7][8]。固定延遲基本不變，由傳播延遲和傳輸延遲構(gòu)成；可變延遲由中間路由器處理延遲和排隊等待延遲兩部分構(gòu)成。對于單向延遲測量要求時鐘嚴格同步，這在實際的測量中很難做到，許多測量方案都采用往返延遲，以避開時鐘同步問題。
往返延遲的測量方法是：入口路由器將測量包打上時戳后，發(fā)送到出口路由器。出口路由器一接收到測量包便打上時戳，隨后立即使該數(shù)據(jù)包原路返回。入口路由器接收到返回的數(shù)據(jù)包之后就可以評估路徑的端到端時延。4.3丟包率
丟包率的定義是[9]：丟失的IP包與所有的IP包的比值。許多因素會導(dǎo)致數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時被丟棄，例如數(shù)據(jù)包的大小以及數(shù)據(jù)發(fā)送時鏈路的擁塞狀況等。
為了評估網(wǎng)絡(luò)的丟包率，一般采用直接發(fā)送測量包來進行測量。對丟包率進行準(zhǔn)確的評估與預(yù)測則需要一定的數(shù)學(xué)模型。目前評估網(wǎng)絡(luò)丟包率的模型主要有貝努利模型、馬爾可夫模型和隱馬爾可夫模型等等[10]。貝努利模型是基于獨立同分布的，即假定每個數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時被丟棄的概率是不相關(guān)的，因此它比較簡單但預(yù)測的準(zhǔn)確度以及可靠性都不太理想。但是，由于先進先出的排隊方式的采用，使得包丟失之間有很強的相關(guān)性，即在傳輸過程中，包被丟失受上一個包丟失的影響相當(dāng)大。假定用隨機變量Xi代表包的丟失事件，Xi=0表示包丟失，而Xi=1表
示包未丟失。則第i個包丟失的概率為P[Xi|Xi-1,Xi-2,…Xi-n],Xi-1,Xi-2,...Xi-n取所有的組合情況。當(dāng)N=2時，該Markov鏈退化為著名的Gilbert模型。隱馬爾可夫模型是對馬爾可夫模型的改進。
MayaYajnik等人所作的172小時的測量試驗[11]結(jié)果表明，在不同的數(shù)據(jù)采樣間隔下（20ms,40ms,80ms,160ms）采用三種不同的丟包率分析模型進行分析得到的結(jié)果完全不同，在不同的估計精確度的要求下實驗結(jié)果也各有不同。因此，目前需要能夠精確描述丟包率的數(shù)學(xué)模型。
4.4帶寬
帶寬一般分為瓶頸帶寬和可用帶寬。瓶頸帶寬是指當(dāng)一條路徑（通路）中沒有其它背景流量時，網(wǎng)絡(luò)能夠提供的最大的吞吐量。對瓶頸帶寬的測量一般采用包對(packetpair)技術(shù)，但是由于交叉流量的存在會出現(xiàn)“時間壓縮”或“時間延伸”現(xiàn)象，從而會引起瓶頸帶寬的高估或低估。另外，還有包列等其它測量技術(shù)。
可用帶寬是指在網(wǎng)絡(luò)路徑（通路）存在背景流量的情況下，能夠提供給某個業(yè)務(wù)的最大吞吐量。因為背景流量的出現(xiàn)與否及其占用的帶寬都是隨機的，所以可用帶寬的測量比較困難。一般采用根據(jù)單向延遲變化情況可用帶寬進行逼近。其基本思想是：當(dāng)以大于可用帶寬的速率發(fā)送測量包時，單向延遲會呈現(xiàn)增大趨勢，而以小于可用帶寬的速率發(fā)送測量包時，單向延遲不會變化。所以，發(fā)送端可以根據(jù)上一次發(fā)送測量包時單向延遲的變化情況動態(tài)調(diào)整此次發(fā)送測量包的速率，直到單向延遲不再發(fā)生增大趨勢為止，然后用最近兩次發(fā)送測量包速率的平均值來估計可用帶寬
瓶頸帶寬反映了路徑的靜態(tài)特征，而可用帶寬真正反映了在某一段時間內(nèi)鏈路的實際通信能力，所以可用帶寬的測量具有更重要的意義。
4.5流量參數(shù)
ITU-T提出兩種流量參數(shù)作為參考：一種是以一段時間間隔內(nèi)在測量點上觀測到的所有傳輸成功的IP包數(shù)量除以時間間隔，即包吞吐量；另一種是基于字節(jié)吞吐量：用傳輸成功的IP包中總字節(jié)數(shù)除以時間間隔。
Internet業(yè)務(wù)量的高突發(fā)性以及網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性，使得網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)復(fù)雜的非線性，建立流量模型越發(fā)變得重要。早期的網(wǎng)絡(luò)流量模型，是經(jīng)典流量模型，也即借鑒PSTN的流量模型，用poisson模型描述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的流量,以及后來的分組火車模型，Markov模型等等。隨著網(wǎng)絡(luò)流量子相似性的發(fā)現(xiàn)，基于自相似模型的流量建模研究也取得了不少進展和得到了廣泛的應(yīng)用,譬如分形布朗運動模型和分形高斯噪聲模型以及小波理論分析等等。高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使得對巨大的網(wǎng)絡(luò)流量進行直接測量幾乎不可能，同時，大量的流量日志也使流量分析變得相當(dāng)困難。為了解決這一問題，近幾年，流量抽樣測量研究已成為高速網(wǎng)絡(luò)流量測量的研究重點。
5．網(wǎng)絡(luò)性能測量的展望
網(wǎng)絡(luò)性能測量中還有許多關(guān)鍵技術(shù)值得研究。例如：單向測量中的時鐘同步問題；主動測量與被動測量的抽樣算法研究；多種測量工具之間的協(xié)同工作；網(wǎng)絡(luò)測量體系結(jié)構(gòu)的搭建；性能指標(biāo)的量化問題；性能指標(biāo)的模型化分析[12]～[16]；對網(wǎng)絡(luò)未來狀況進行趨勢預(yù)測；對海量測量數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘或者利用已有的模型(Petri網(wǎng)、自相似性、排隊論)研究其自相似性特征[17]~[19]；測量與分析結(jié)果的可視化，以及由測量所引起的安全性問題等等都是目前和今后所要研究的重要內(nèi)容。隨著網(wǎng)絡(luò)性能相關(guān)理論、測量方法、分析模型研究的逐漸深入、各種測量工具的不斷出現(xiàn)以及大型測量項目的不斷開展，人們對網(wǎng)絡(luò)的認識會越來越深刻，從而不斷地推動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向前發(fā)展。6．結(jié)束語：
本文對目前網(wǎng)絡(luò)性能測量技術(shù)的主要方面進行了介紹和分析并對未來網(wǎng)絡(luò)性能測量的研究重點進行了展望。
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