基于智能电表在智能电网中的运用研究

高俊 周俊

摘要：智能电表是我国电表发展过程中的一项高科技产品，随着当前我国电力系统的不断创新优化发展，智能电表在当前电力系统中的应用越来越广泛；相对于传统电表的应用，智能电表的应用具有财务结算、远程计量、远程监控、用户管理等诸多优势，但也存在着民众对其计量准确性、远程控制断电等质疑。本文简要分析了智能电表的应用优势、具体应用表现、用户忧虑，希望智能电表在未来智能电网系统发展中发挥更大效益。

关键词：智能电表；智能电网

1、引言

科学技术的发展，带动了我国智能电网建设的全面推进，对于电网设备也提出了更高的要求，在这种情况下，传统的电能表暴露出许多的缺陷和问题，智能电表逐渐得到应用和普及。相比于传统电能表，智能电表具有容量大、可靠性强、安全等级高等优势，能够适应智能电网发展的实际需求，具有非常重要的现实和长远意义，应该得到电力技术人员的重视和推广。

2、智能电表在智能电网中的定位

荷兰能源服务网络协会从功能划分的角度确定了智能电表在智能电网中的定位。总体上，智能电表及AMI的建立是智能电网的基础。从功能的多少和智能化的程度将智能电网的建设以及智能计量系统的建设分为5个层次，从人工抄表、自动抄表、高级计量架构、智能电表、智能电网一步步推进。随着高级数据收集和需求响应能力的提高，智能计量系统能够与广大用户一起在用电高峰时段，实现削峰平谷，以提高电网的安全性和经济性。智能电网自动运行程度的提高、能源效率和节能降耗能力的提高、运行成本的控制都依赖于AMR和AMI的建设和完善。

3、智能电表的特点

3.1 功耗小

因为智能电表使用了高度集成化的电子元器件，因此一般每块表的功耗仅有0.6w～0.7w左右，对于多用户集中式的智能电表，其平均到每户的功率则更小，而一般每只感应式电表的功耗为1.7w左右。就表的误差范围而言，2.0级电子式电能表在5%～400%标定电流范围内测量的误差为±2%，而且目前普遍应用的都是精确等级为1.0级的电能表，误差更小。感应式电表的误差范围则为+0.86%～-5.7%，而且由于机械磨损这种无法克服的缺陷，导致感应式电能表越走越慢，最終误差越来越大。国家电网曾对感应式电表进行抽查，结果发现50%以上的感应式电表在用了5年以后，其误差就超过了允许的范围。

3.2 计量精度高

传统感应式电表存在着较大的计量误差，而且其中的机械结构在长时间使用之后因为磨损问题而导致计量误差越来越大。而智能电表采用了数字化处理，能够克服传统机械结构磨损而导致精度较低的问题。当前，现代智能电表的计量精度通常能够达到1.0级以上，随着技术的不断发展，其计量误差将更进一步缩小。

3.3 功能多

智能电表由于采用了电子表技术，可以通过相关的通信协议与计算机进行联网，通过编程软件实现对硬件的控制管理。因此，智能电表不仅有体积小的特点，还具有了能够实现远程抄表、远程控制、反窃电、预付费等相关功能，还可以通过对应的操作软件来对电表的参数进行修改，来满足用户对控制功能的不同要求，而这些功能对于传统的感应式电表来说都是很难或不可能实现的。

4、智能电表在智能电网中的功能运用

4.1 结算和帐务

复杂的账务处理和结算电费的过程是传统电表工作中经常用到的，然而在工作中经常会出现错误，使信息和数据丢失和混淆，现在通过智能电表能够实现准确、实时的费用结算信息处理，简化了过去帐务处理上的复杂流程。

4.2 电能质量和供电可靠性监控、非法用电检测

采用智能电表能实时监测电能质量和供电状况，从而及时、准确地响应用户投诉，并提前采取措施预防电能质量问题的发生。传统的电能质量分析方式在实时性和有效性上都存在差距。智能电表能检测出表箱开启、接线的变动、外部磁场的干扰、表计参数的更改等事件，从而及时发现窃电现象。对于窃电高发区，通过将总表的数据和其下所有表计数据进行比对，也可以及时发现潜在的窃电行为。

4.3 用户能量管理与节能

通过智能电表提供的信息，可以在其上构建用户能量管理系统，从而为不同用户提供能量管理的服务，尽可能减少能源消耗。建模和预测智能电表采集的水、气、热能耗数据可以用来进行负荷分析和预测，可估算和预测出总的能耗和峰值需求，从而促进合理用电、优化电网规划和调度等。

4.4 实现能源消耗预测及能效管理

通过合理利用智能电表，能够及时的对用户的实际能耗情况进行分析，并通过建模分析个人、企业的实际电能需求情况。这些信息能够给配电网络中心以及能源零售商带来极大的便利，用户根据这些信息可以更好的制定适合自己的节能措施，合理分配用电。同时，还可以根据职能电表提供的反馈信息制定能源及消耗方式的转换，将日常生活中个人、企业分布式发电设备所产生的电能合理分配到整个智能电网中，为整个电网功率、利益、价值的最大化提供有效的信息支撑。

4.5 故障分析、负荷远程控制

智能电表的测量功能有助于实现配网元器件、电能表以及用户设备的预防维护，例如检测出电力电子设备故障、接地故障等导致的电压波形畸变、谐波、不平衡等现象，测量数据还能帮助电网和用户分析电网元件故障和网损等。通过智能电表的有效使用，能够及时的采取负荷分析、建模和预测措施来面对企业和个人消耗的水、热和气等。

5、结语

伴随着近年来科学技术的飞速发展，我国电网公司积极采用先进的电器设备，将智能电表技术应用到日常的工作当中，有效提高了工作效率，将传统的电表使用范围进行了扩大。智能电表的双向通信和计量的功能能够有效的节约用电用户电能的消耗，改善个人或企业的用电习惯，有助于能源的节约。同时智能电表的使用时智能电网现代化发展的必然要求。

参考文献：

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[4] 陈磊.智能电表在智能电网中的实际运用研究[J].中国科技纵横，2015（17）.

（作者单位：华立科技股份有限公司）

作者简介：

高俊，1981年12月，男，汉族，浙江杭州，中级工程师，研究方向：智能电能表软件开发。

周俊，1986年4月，男，汉族，浙江杭州，中级工程师，研究方向：智能用电和应用。