浅谈智能电表的应用前景

石占权

（四川达州电业局，四川 达州635000）

近几年，随着全球环境保护意识的强化，人们越来越追求经济社会发展与生态环境保护双赢，电网改革势在必行，既要努力提高电网效率，又要健全电力用户服务，智能电网应运而生，并在全球范围内掀起了研究热潮。带动智能电网发展除了智能电表、智能数据外，还有信息处理技术和控制技术。智能电表是智能电网建设的基础，实现智能电表产业链优化整合，对智能电网信息化与自动化的实现具有十分重要的意义。

1 智能电表简介

智能电表是一种具有国际化技术水平的仪表，它是依据工业用户实际耗电情况而研制的，除采用数字采样处理技术外还应用了表面组装技术工艺［1］。智能电表除了能准确测量四象限无功电能、组合无功1、2电能外，还能测量正向、反向及组合有功电能，实时测量有功功率、电压、频率，无功功率、电流等参数。智能电表利用其输出的信号对断路器进行控制，达到负载通与断的目的，并促使用户先付费再用电。它利用费率的多样性实现电网负载平衡，削峰填谷，使用电既有效又合理。电能表的设置：费率4种；日时段14个；日时段表5个；时区设置10个；RS－485通信接口1个；低压电力载波接口1个；电脑通信接口1个。这种设置不仅有利于实现RS－485通信、低压电力载波，还实现了与电脑通信功能。智能电能表在用电中占有重要的位置，是实现双向互动智能用电的“中枢神经”。我国智能电能表功能完备、规范，且阶梯电价、负荷控制等功能比较先进，非常适应我国智能电网的发展。

2 智能电表在智能电网中的定位

关于智能电表在智能电网中的地位，荷兰能源服务网络协会曾从功能划分的角度对其进行明确［2］。总体来说，智能电表与高级计量体系是智能电网建立的基础，从功能与智能化角度来看，智能电网的建设可分为五个层次，同样智能计量系统也分五个层次。因高级数据收集以及需求响应能力越来越高，因而在用电高峰时，智能计量系统与用户能实现削峰填谷，让电网既安全又经济。只有自动抄表系统以及高级电表架构的建立健全，才能提高智能电网自动运行程度，才能提高能源效率以及节能降耗能力，才能有效地控制运行成本。在智能电表终端和主站之间，基于A MI系统架构使电网公司与用户之间能够双向计量与通信，在很大程度上促进了分布式电源结构的发展，为电力市场灵活电价机制的建立奠定了基础。

2.1 结算和账务

采用智能表可以快捷、准确、随时进行电能消耗结算业务，并提高了处理账务信息的效率。调度人员可以根据电力市场的反馈信息，快速、便捷地实现能源零售商的转换功能，甚至在不久的将来可以实现无人操作的切换功能。与此同时，用户也可以通过智能表随时掌握能源消耗以及账务方面的信息。

2.2 配网状态估计

当前，由于配网侧的潮流分布情况主要是依据网络模型、负荷侧的估算值及变电站高压侧的度量情况分析得出的，往往会导致信息失真［3］。在用户侧安装智能电表后，及时、精准地掌握负荷信息以及电网损耗信息，有效降低因过负荷而导致的电力设备损毁事故发生率，并减少电能损失。同时，对采集的数据信息进行整理，以对配网状态进行精准预估。

2.3 电能质量和供电可靠性监控

通过智能电表的安装可以实现电能质量以及供电情形的实时监控功能，能够为用户提供更加快速、便捷的服务，并提高了电能质量。

2.4 负荷分析、建模和预测

利用智能电表对用户水、气、热等能耗数据的实时采集功能准确分析并预测配电侧的负载情况。将上述分析结果同负载特性以及时间变化等方面进行集中分析，能够估算用户的总能耗并对峰值需求实施精准预测。这些数据为用户合理用电、能源零售商节能减排以及实现电网优化提供有力保障。

2.5 电力需求侧响应

所谓电力需求侧响应就是指利用电能价格对用户负荷和分布式发电实施控制，主要有两种方法：一种是价格控制；另一种是负荷直接控制。而价格控制就是采用分时电价满足常规用电需求，采用实时电价满足短期用电需求以及采用紧急峰值电价满足高峰用电需求；而负荷直接控制就是电网调度人员依据电网情况实现远程操作负荷的接通与断开功能。

2.6 能效监控和管理

为用户提供能耗信息，可以有效推动用户的节能减排活动。同时对于安装分布式发电设备的用户还可以根据能耗信息制定科学合理的发电计划和用电计划。

2.7 用户能量管理

以智能电表的采集信息功能为基础，建立完善的用户能量管理体系，实现能量管理服务能够覆盖所有用户，指导用户最大限度地降低能源消耗，促进节能减排活动的开展。

2.8 节 能

电力用户可以根据智能电表提供的能耗信息培养节电意识，形成良好的用电习惯。还可以向用户反馈因各种原因所导致的能源消耗异常情形，使用户减少不必要的经济损失。

2.9 智能家庭

智能家庭就是将用户家中各种设备、电器等采用同一个网络进行连接，用户可以根据自己的喜好、需要等进行远程控制，从而实现家庭环境自动化以及家庭办公自动化等。

2.10 预防维护和故障分析

安装智能电表后，其测量功能能够对电网元件、用户设备等进行实时故障监测和维护。比如可以发现由于电子元件以及接地等故障造成的电压失衡现象。同时电能表的测量信息还可以为电网调度人员提供电能损耗等情况。

2.11 预付费

同传统的付费方式相比，智能电表的安装为用户提供了更方便快捷、灵活性更高的预付费方法。

2.12 电表管理

电能计量装置管理有：电能表的出入库管理；电能表信息维护；定期对电能表进行检查，保证计量的准确性等［4］。

2.13 负荷远程控制

安装智能电表后，电网调度人员能够实现远程控制负荷的接通及断开功能，此功能也可以用于调控部分用户的功率；与此同时，用户也能够利用可控开关对其指定设备进行远程操控。

2.14 非法用电检测

智能电表能够及时、准确地对非法开箱及非法改变电表接线方式等现象报警，为电力工作人员查处窃电现象提供有力保障。

3 智能电网对智能电表产业发展的要求

近年来，随着智能电网建设步伐的加快，在促使我国电网以及电气设备企业不断发展创新的同时，对智能电表的要求也越来越高。

3.1 功能定位层次更高

智能电表是智能电网建设不可或缺的组成部分，是实现电网功能整合目标的有力保障，因此仅仅具备电能计量这一功能已经无法满足智能电网的发展要求，其扩展功能主要体现在下面几点：

（1）可靠性：其计量精准度不会随着使用期限而降低，同时，运输及安装过程不会对其可靠性产生影响。

（2）准确度：量程设定较大，可以满足大负荷用电需求，并具有极高的灵敏度。

（3）功能：远程集抄、分时电价、预付费、远程控制负荷的接通和断开以及窃电报警等功能。

（4）性价比：同传统电能表比较具有较高的性价比，并设有扩展功能接口。

3.2 产业链支撑体系完备

智能电表从研发到生产使用再到后期开发的过程中，不仅需要相关核心技术的支撑，比如芯片研发技术和远程控制技术等，还要对相关产业进行资源整合，形成资源集成竞争优势，从而促进智能电表产业健康有序地发展。

3.3 生产、供应能力强

智能电网的建设为智能电表生产企业带来广阔市场的同时，也对其生产供应能力提出了挑战。根据国家电网公司相关统计数据显示，在智能电网建设的初期阶段，需要安装智能电表的数量达到了1.3亿块，投资金额巨大，超过三百亿人民币。2010年之后，如果以我国每年需要进行轮换以及新装的智能电表总数为3000万块进行计算的话，在智能电表这一块，每年的投资额将超过五十亿元［5］。面对如此巨大的市场需求，智能电表生产企业必须形成产业化、规模化的供应体系。

4 对智能电表的展望

通过A MI的建设与实施，电力公司能够很好地与用户进行沟通，实现智能表与可控电气设备的有机结合，通过管理终端达到合理用电的目的，最大程度地节能降耗。随着智能电网的建设与发展，智能电表与各类通信方式紧密结合，收集散布在各用户的电能表数据，并处理、上传到管理层，为抄表计费、管理决策以及工程分析提供数据依据，并构建一整套比较完善的软硬件设计思路。

随着智能电网的发展，人工抄表的时代已经成为历史，所有用户对什么时间耗电最低了如指掌，可自主安排用电时间。而且通过网络信息交流，电网公司、家庭用户、企业可实现按需调配，与此同时，因智能表可以连接用户端与配电端，并促使两端数据进行相互交换，因此智能电表的发展前景广阔。

［1］ 董力通，周原冰，李 蒙.智能电网对智能电表的要求及产业发展建议［J］.能源技术经济，2010，（1）：15－16.

［2］ 牛军蕊.智能电表在智能电网中的应用［J］.科技风，2010，（6）：240－241.

［3］ 孙 杰.智能电表在智能电网中的应用分析［J］.中国新技术新产品，2010，（21）：155－156.

［4］ 姚 钢.智能电网从智能电表起步［J］.电子设计技术，2010，（4）：84－87.

［5］ 杨以涵，唐国庆，高 曙.专家系统及其在电力系统中的应用［M］.北京：水利电力出版社，2010.