國家十二五規(guī)劃中將節(jié)能減排提到了前所未有的高度。電機(jī)是用電量最大的耗電機(jī)械。有統(tǒng)計(jì)顯示,2011年,我國電機(jī)保有量約17億千瓦,總耗電量約3萬億千瓦時(shí),占全社會(huì)總用電量的64%,其中工業(yè)領(lǐng)域電機(jī)總用電量為2.6萬億千瓦時(shí),約占工業(yè)用電的75%。我國電機(jī)能效水平逐步提高,但總體仍然較低,平均水平比國外低3-5個(gè)百分點(diǎn),低效電機(jī)造成用電浪費(fèi)。
十二五規(guī)劃將電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能作為節(jié)能減排的一個(gè)重要方向,并且明確指出,采用變頻調(diào)速是電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的重要途徑。
采用變頻器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)系統(tǒng)中,變頻器及電機(jī)的能效、變頻器與電機(jī)的匹配、變頻器的控制策略等均影響電機(jī)系統(tǒng)的真實(shí)能效,能效計(jì)量檢測是節(jié)能的前提條件和技術(shù)基礎(chǔ),并為節(jié)能增效提供評估手段。
變頻器供電的電機(jī)系統(tǒng)包含風(fēng)機(jī)、水泵、電動(dòng)汽車、軌道交通牽引傳動(dòng)系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組等,此外,采用逆變器并網(wǎng)的光伏、生物發(fā)電等新能源系統(tǒng)的能效計(jì)量檢測的對象——變頻電量計(jì)量與傳統(tǒng)的工頻電能計(jì)量有著很大的區(qū)別。變頻器輸出含有豐富的諧波,并且基波頻率變化范圍較大,加上由于測量標(biāo)準(zhǔn)器的缺乏,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程的缺失,導(dǎo)致變頻電量測量儀器的準(zhǔn)確度無源可依,檢定校準(zhǔn)無標(biāo)準(zhǔn)可依,量值溯源體系的嚴(yán)重缺失,必將影響能效計(jì)量的準(zhǔn)確性,進(jìn)而直接影響節(jié)能減排工程的科學(xué)性。
同時(shí),由于整流器、變頻器等非線性設(shè)備、沖擊性負(fù)荷及不對稱負(fù)荷的大量使用,對公用電網(wǎng)的供電質(zhì)量造成了較大的影響,主要體現(xiàn)在電網(wǎng)諧波、間諧波及三相不平衡上。
傳統(tǒng)的電能計(jì)量以基于互感器的工頻正弦電能計(jì)量為主,不但不適用于變頻器輸出電量的計(jì)量,并且當(dāng)電網(wǎng)的諧波含量較大時(shí),計(jì)量器具的精度也會(huì)受到明顯的影響。
采用傳統(tǒng)的工頻正弦波標(biāo)準(zhǔn)源計(jì)量準(zhǔn)確的電能計(jì)量裝置,用于實(shí)際電能計(jì)量時(shí),準(zhǔn)確度會(huì)因諧波含量及基波頻率的不同而受到不同程度的影響。因此,不論是工頻電能計(jì)量,還是變頻電量計(jì)量,都必須考慮到諧波對電能計(jì)量準(zhǔn)確度的影響,而基于工頻正弦波的工頻標(biāo)準(zhǔn)源,不能滿足對該類計(jì)量器具的全面檢定。
ATITAN變頻功率標(biāo)準(zhǔn)源是目前國內(nèi)首臺用于變頻測量設(shè)備計(jì)量的變頻功率標(biāo)準(zhǔn)源,該標(biāo)準(zhǔn)源于2012年8月通過了以張鐘華院士領(lǐng)銜的專家組成員的技術(shù)鑒定,并得到了國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局及湖南省技術(shù)監(jiān)督局的高度認(rèn)同與支持。2013年5月,國內(nèi)首個(gè)“國家變頻電量測量儀器計(jì)量站”在湖南長沙落成。這標(biāo)志著變頻測量儀器的計(jì)量變得“有據(jù)可依”。
附圖一:ATITAN變頻功率標(biāo)準(zhǔn)源鑒定會(huì)
附圖二:ATITAN系列變頻功率標(biāo)準(zhǔn)源