勢隨著(zhù)中國的城市和農村電網(wǎng)進(jìn)行大規模改造、建設之后，電力系統對三相多功能電能表的需求量迅速增長(cháng)，2004年產(chǎn)量估計約70萬(wàn)臺，以不足全國電能表總產(chǎn)量1%的份額，創(chuàng )造11%的電能表總產(chǎn)值。由此，、國內電表企業(yè)紛紛看好商機，抓緊新技術(shù)開(kāi)發(fā)，不斷推出三相多功能電能表的新產(chǎn)品，以滿(mǎn)足電能表市場(chǎng)的應用需求。  
與傳統的機械表相比，采用電子計量原理的三相多功能電能表，具有高精度、多參數測量、諧波功率電能計量等優(yōu)勢。從總體評價(jià)，三相多功能電能表還是穩態(tài)電力負荷計量產(chǎn)品，由于其應用領(lǐng)域擴大，電力系統對電表不斷提出新的技術(shù)要求?，F有的三相多功能電能表性能和品質(zhì)，都不能*適應電力系統的需求。因此，如何正確把握產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢，改進(jìn)產(chǎn)品設計，將三相多功能電能表技術(shù)水準推向一個(gè)新的高度，無(wú)疑是電表行業(yè)和電力系統共同關(guān)注的課題。  
一、引進(jìn)的三相多功能電能表新技術(shù)  
引進(jìn)的三相多功能電能表新技術(shù)，代表目前上電能表技術(shù)的高水平：  
1、高精度、長(cháng)壽命計量  
準確度為0.1%的有功電能計量，超過(guò)IEC在線(xiàn)計量的高準確度要求，其誤差曲線(xiàn)的帶寬為+/-0.05%；  
0.2S級三相基波表，具有分相的2—50次諧波有功功率計量；  
0.2S級長(cháng)壽命的電網(wǎng)關(guān)口表，具有電能質(zhì)量計量模塊。  
2、高速率、實(shí)時(shí)測量  
交流采樣速率為256點(diǎn)/周波，記錄周期短為10毫秒；  
電能質(zhì)量計量：63次諧波、電壓閃變、故障錄波78微秒的瞬變，供電可靠性指標的記錄為99.9999999%。  
3、開(kāi)放式、高速率通信技術(shù)應用  
開(kāi)放式通信協(xié)議IEC62056-61/62/53/46/42，抄表、費率、負荷控制數據交換；  
互聯(lián)網(wǎng)通信，自動(dòng)發(fā)送報警信號、系統運行狀態(tài)刷新、數據記錄，通過(guò)以太網(wǎng)連接到某些的電量計費系統的關(guān)口表，Web服務(wù)器可直接讀取電表各種實(shí)際數據、電能質(zhì)量參數，無(wú)需任何軟件。  
4、三相電能計量芯片  
采用低頻濾波法計量諧波無(wú)功功率的三相計量芯片，高位∑-△A/D，負荷動(dòng)態(tài)范圍1000：1，線(xiàn)性度0.1%，具有溫度測量功能，片上接口可直接與微分電流互感器連接；精度優(yōu)于0.1%的三相SOC單芯片，21位2階∑-△A/D，32位可編程的電能量計算引擎，負荷動(dòng)態(tài)范圍2000：1，片內集成：高速8051單片機、硬實(shí)時(shí)鐘、LCD驅動(dòng)電路、看門(mén)狗電路、定時(shí)器、多種存儲器、多種通信接口等。  
5、諧波功率電能計量標準  
在歐洲：三相0.01級標準表，具有諧波功率計量功能；建立起諧波有功功率、諧波視在功率的計量傳遞標準；  
在美國：電能表自動(dòng)校準系統，在任意波形諧波總含量30%以下，計量準確度為+/-0.005%—0.05%；高精度三相標準表，在功率因數低于0.5（60°—90°），計量準確度為+/-0.02%/功率因數；電能功率標準源，提供七種非正弦信號的無(wú)功功率計算方法。  
需要指出：盡管IT產(chǎn)業(yè)新技術(shù)的應用，推動(dòng)了進(jìn)口電能表技術(shù)的快速發(fā)展，但是現在進(jìn)口的在線(xiàn)電能表產(chǎn)品技術(shù)不規范，0.1級電能表、任意波形功率和電能計量、0—360°計量等關(guān)注的問(wèn)題正在探索，電能表誤差穩定性、可靠性指標尚未量化，器件損壞、數據丟失、自檢有誤的情況時(shí)有發(fā)生，這些情況說(shuō)明進(jìn)口電能表技術(shù)走向成熟還有一個(gè)很長(cháng)的過(guò)程。  
二、國產(chǎn)三相多功能電能表新技術(shù)  
國產(chǎn)電子式三相多功能電能表技術(shù)開(kāi)發(fā)起步較晚，近幾年，注重吸收計量技術(shù)與管理經(jīng)驗，強化自主開(kāi)發(fā)，取得了許多新的技術(shù)成果：  
1、三相多功能電能表  
0.2S級有功功率計量，16位∑-△A/D，160MIPS的DSP，交流采樣速率256點(diǎn)/周波，運行和備用兩套費率時(shí)段，負荷曲線(xiàn)記錄和容量為4M字節的存儲器，寬電源電壓范圍，互感器合成誤差補償，變壓器銅損、鐵損計算；  
0.5S級三相基波有功表；  
采用三相SOC單芯片或三相有功、無(wú)功計量芯片的低端三相多功能電能表設計，從技術(shù)上適應電表量大、面廣的市場(chǎng)需求；  
高壓電能表，采用電子式傳感器，懸浮式電源設計，有功電能計量準確度為0.5級，用于10千伏中壓電網(wǎng)直接計量電能量。  
2、諧波功率、電能計量  
三相諧波表，有功功率計量0.2S級，無(wú)功功率計量0.5S級，高準確度的基波和諧波有功電能計量，采用實(shí)時(shí)積分法計算總有功電能，通過(guò)FFT算法，提供基波、諧波電能量和諧波功率方向；  
沖擊負荷電能計量理論與算法，應用廣義功率理論，定義任意波形的單相電路和三相電路的功率，應用正弦電路功率理論、傳統非正弦電路功率理論和廣義功率理論進(jìn)行沖擊負荷的有功、無(wú)功、視在、畸變、三相不對稱(chēng)功率電能的計算；  
基于IIR型Hilbert數字濾波法的諧波無(wú)功功率的測量，Hilbert數字濾波器具有*的頻率響應特性，數值計算簡(jiǎn)單，經(jīng)計算的諧波無(wú)功功率，與仿真實(shí)驗結果只差0.02%；  
諧波有功功率潮流分析方法，經(jīng)研究指出：FFT理論具有局限性，實(shí)際的電力負荷，除基波和整數倍頻成份外，尚有間諧波存在，需要開(kāi)發(fā)電能表新的算法。  
3、三相電能計量芯片  
具有基波/諧波電能計量的三相多功能計量芯片，16位∑-△A/D、24位DSP，負荷動(dòng)態(tài)范圍1000:1，線(xiàn)性度0.1%，測量帶寬21次諧波，集成溫度傳感器；  
采用Hilbert數字濾波器計量諧波無(wú)功功率的三相計量芯片；  
采用數字并行算法和降低晶振頻率技術(shù)的低功耗三相有功功率計量芯片。  
4、基于GPRS通信網(wǎng)的用電需求側管理系統及其終端  
該系統具有遠程抄表、用電異常信息報警、電能質(zhì)量檢測、線(xiàn)損分析、無(wú)功電壓管理和電力負荷控制管理等功能，系統指標為：并發(fā)數據量不小5萬(wàn)采集點(diǎn)，一次采通率不小于95%，二次采通率不小于99.5%，遙測合格率大于98%，對時(shí)精度小于100毫秒。  
5、關(guān)口表遠程校準系統  
該系統由多路關(guān)口表的測量、校準回路和計算機通信網(wǎng)絡(luò )構成，就是將高精度三相標準表置于變電站內環(huán)境條件符合要求的場(chǎng)所，被測電流的變換是通過(guò)計量電流互感器的二次回路接入0.02級、5/0.的中間互感器，標準表和關(guān)口表的三相接線(xiàn)方式和有功、無(wú)功計量方式是通過(guò)工控機指令切換，關(guān)口表的實(shí)時(shí)誤差通過(guò)信道送至系統主站，整個(gè)系統誤差為0.1%。  
6、電能質(zhì)量和電能計量標準  
準確度為0.02%的數字式三相標準表，四象限測量，多種無(wú)功功率計量方式，諧波和基波有功功率計量，50次諧波分析，三相不對稱(chēng)測量；  
電力系統的正弦無(wú)功功率計量標準，它以電流比較儀技術(shù)為基礎，通過(guò)基本電學(xué)參量溯源，正弦無(wú)功功率計量的擴展不確定度為75×10-6；  
電力系統的電能質(zhì)量計量標準，包括：諧波電壓、電流測量，諧波次數從直流和2—100次整數倍諧波，任意次間諧波，諧波電壓擴展不確定度為0.02%，諧波電流擴展不確定度為0.04%；閃變，常用的指標是短時(shí)間閃變Pst（10min）和長(cháng)時(shí)間閃變Plt（2h），該標準裝置的擴展不確定度為0.5%；頻率：1Hz-21MHz，該裝置擴展不確定度為2×10-10；相位，該標準裝置擴展不確定度為0.02°；  
產(chǎn)品技術(shù)規范，鑒于上尚未有三相多功能電能表的統一標準，中國電工儀器儀表標準化技術(shù)委員會(huì )組織起草國家標準《多功能電能表特殊要求》，現正進(jìn)入審定階段。制定該標準的目的，是為制造商和使用電能的用戶(hù)提供一個(gè)產(chǎn)品技術(shù)規范，并使其體現產(chǎn)品訂貨技術(shù)規范的大部分內容，多功能表的通用要求，將參照中國相關(guān)國家標準的的內容。  
綜上所述，經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，中國的三相多功能電能表門(mén)類(lèi)比較齊全，中、低端電表技術(shù)開(kāi)發(fā)水平較高，特別是沖擊負荷電能計量理論與算法、諧波無(wú)功功率計量、具有諧波功率計量的三相芯片、高壓電能表、GPRS通信技術(shù)應用、電能遠程校準等技術(shù)項目具有創(chuàng )新意義。但是也應該看到，電表技術(shù)沒(méi)有*過(guò)關(guān)，電網(wǎng)關(guān)口計量仍以進(jìn)口電表為主導產(chǎn)品，這是一個(gè)值得深思的問(wèn)題。  
三、未來(lái)三相多功能電能表技術(shù)的走向  
正視現狀，展望未來(lái)，需要超前預測電表應用領(lǐng)域和技術(shù)要求的不斷變化，才能正確把握今后產(chǎn)品技術(shù)的走向。  
1、應用領(lǐng)域的拓展：近幾年，中國的社會(huì )用電量迅速增長(cháng)，全國聯(lián)網(wǎng)，特高壓電網(wǎng)建設，百萬(wàn)千瓦級發(fā)電機并網(wǎng)，家居網(wǎng)絡(luò )化進(jìn)程，電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)管理改進(jìn)和計量新技術(shù)應用等要素，推進(jìn)電表應用領(lǐng)域的擴展，主要是：  
從用電計量計費擴大到配電變壓器、變電站的經(jīng)濟管理和用電需求側管理的計量；  
從用戶(hù)計費擴大到發(fā)電廠(chǎng)上網(wǎng)電量、跨省電網(wǎng)聯(lián)絡(luò )線(xiàn)交換電量的計費；  
從315千伏安及以上的大工業(yè)用戶(hù)計費擴大到100千伏安及以上的商業(yè)、非工業(yè)、普通工業(yè)戶(hù)的計費，以上電表應用領(lǐng)域的擴大，引起計量點(diǎn)總量估計由60萬(wàn)個(gè)擴大到400萬(wàn)個(gè)，電表應用需求量前景看好。  
2、技術(shù)要求的更新：隨著(zhù)電表應用范圍擴大，電力系統提出許多具有專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)的計量要求  
傳統計費電表的通用要求，有功、無(wú)功電能計量，大需量計量，費率時(shí)段，單方向、雙方向和不完整的四象限計量，多參數測量，多種計時(shí)要求，多種通信方式，自檢、報警，停電抄表，失壓、斷相、停電、失流、三相不對稱(chēng)、編程預置、需量復位等事件記錄；  
新提出的通用要求，運行和備用兩套費率時(shí)段，0-360°計量，具有時(shí)標的視在電能計量，小需量計量，Qh計量，溫度誤差自動(dòng)補償，諧波電壓、電流總含量和諧波污染程度測量，防竊電基礎技術(shù)，同時(shí)，計費電表要準確可靠，功能簡(jiǎn)單、實(shí)用；  
關(guān)口表的特殊要求，高準確度提高到0.1級，電表穩定性和可靠性指標要量化，低負荷計量，需量周期、費率時(shí)段的同步和主、副表實(shí)時(shí)比對，電表遠程校準等；  
大工業(yè)戶(hù)計量的特殊要求，諧波、沖擊負荷計量，功率越限報警，主變壓器損耗計量，互感器合成誤差補償，電能質(zhì)量計量等；  
中等容量戶(hù)計量的特殊要求，大電流計量，半波通過(guò)電流互感器計量，三相不平衡、不對稱(chēng)計量；  
變電站進(jìn)線(xiàn)、出線(xiàn)計量的特殊要求，主變壓器損耗計量，變電站的有功、無(wú)功、視在電能平衡計量，無(wú)功功率控制信號輸出，用戶(hù)線(xiàn)路的特殊要求，參照大工業(yè)戶(hù)計量的特殊要求內容；  
配電變壓器計量的特殊要求，停電采集，三相不平衡、不對稱(chēng)測量，中性線(xiàn)電流測量，變壓器油溫測量，變壓器損耗計量和有功、無(wú)功、視在電能平衡，電力線(xiàn)路損耗電量的核實(shí),等；  
用電需求側管理系統終端的特殊要求，功率越限報警和主動(dòng)上報，電力負荷開(kāi)關(guān)投切信號輸出等。  
同時(shí)，為整頓與抑制目前出現的對三相多功能電能表功能要求過(guò)多，技術(shù)條件出臺無(wú)序的情況，建議電力系統按不同應用領(lǐng)域制訂統一的技術(shù)規范。  
注：諧波污染程度，暫定義為：非基波視在功率/基波視在功率  
3、產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展趨向  
三相多功能電能表技術(shù)要跟蹤應用需求的不斷變化，也就明示了今后產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展趨向：  
電表多門(mén)類(lèi)：由單一的計費產(chǎn)品發(fā)展到關(guān)口計量、配電變壓器計量、變電站計量、大工業(yè)戶(hù)計量、中等容量戶(hù)計量、用電需求側管理系統及終端6類(lèi)產(chǎn)品，分別制訂產(chǎn)品技術(shù)規范；  
關(guān)口電能表，要發(fā)展高精度、高穩定性、高可靠性、快速測量、0-360°計量、多通信方式和協(xié)議，經(jīng)、國內同類(lèi)電表的比較，提出量化指標和測試方法；  
計費用三相多功能電能表要計量準確、簡(jiǎn)單可靠、講求實(shí)用，逐步發(fā)展三相SOC單芯片，開(kāi)發(fā)具有諧波電壓、電流總含量和諧波污染程度的測量技術(shù)，研究溫度、電壓、頻率、相位改變的自適應計量；  
諧波有功、無(wú)功、視在功率電能計量實(shí)用化產(chǎn)品，改進(jìn)諧波下的功率因數計算方法，推進(jìn)電能質(zhì)量市場(chǎng)建立與發(fā)展，也為提高冶煉企業(yè)、電氣化鐵路的計量準確度做準備；  
早期三相多功能電能表需要更新?lián)Q代，要通過(guò)調查研究，提出新一代電表技術(shù)規范；  
基于GPRS通信網(wǎng)的用電需求側管理系統及終端，要改進(jìn)實(shí)時(shí)性和安全性技術(shù)，從長(cháng)遠看，即使將來(lái)電力不緊張，用于配電變壓器計量與抄表、居民用電遠程抄表，其發(fā)展前景也很好；  
電力網(wǎng)損耗計量與防竊電基礎技術(shù)，包括：電量具有時(shí)標，電量波動(dòng)分析軟件，電量異常報警與主動(dòng)上報，變壓器、電力線(xiàn)路損耗計量，電力系統節點(diǎn)、母線(xiàn)和電力線(xiàn)路的電量平衡計量；  
全國聯(lián)網(wǎng)、省網(wǎng)的總電量計量、計算和電能量數據組網(wǎng)，要提到議事日程；  
加強國內電能質(zhì)量和電能計量標準建設，包括：基波、諧波功率電能計量標準的建設，進(jìn)口急需而國內缺門(mén)的新型計量標準設備，滿(mǎn)足在線(xiàn)電表新產(chǎn)品計量溯源的要求；  
后是研究制訂三相多功能電能表質(zhì)量評價(jià)標準與測試方法，提高在電網(wǎng)上運行電表的整體技術(shù)品質(zhì)。