智能電能表電力能源節(jié)能作用研究與分析

張院鋒 謝超 馬輝

（1 國網(wǎng)陜西省電力公司陜西電力科學(xué)研究院 陜西西安 710064 2 國網(wǎng)陜西省電力公司檢修公司 陜西西安 710064）

1 電能表的發(fā)展

1880 年，美國人愛迪生利用電解原理制成了世界第一塊直流電能表，而交流電感應(yīng)系電能表的制造理論到19 世紀(jì)末才基本形成。20 世紀(jì)中葉，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，才開始出現(xiàn)了脈沖式電能表。到20 世紀(jì)80 年代，電能表電子化在工業(yè)發(fā)達(dá)國家得到普遍應(yīng)用，逐漸發(fā)展處全電子多功能電能表。2001 年，意大利電力公司開始為其國家安裝使用了3000×104臺智能電能表[2]。2007 年，美國將科羅拉多州的波爾德建成全球第一個智能電網(wǎng)城市，而智能電網(wǎng)實際也就是以智能電能表為基本的信息終端建成的。我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，也促進(jìn)了電能表技術(shù)的長足發(fā)展。2009 年，國家電網(wǎng)公司公布了智能電能表技術(shù)規(guī)范這一企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了智能電能表功能和制造工藝，提出了新的電氣性能要求。

2 智能電能表電力能源節(jié)能作用

2.1 智能電能表自身功耗降低對電力能源節(jié)能的顯性作用

智能電能表是基于全電子多功能電能表技術(shù)發(fā)展而來，電子式電能表工作單元多采用CMOS 集成電路，其顯著特點(diǎn)是功耗低；傳統(tǒng)感應(yīng)式電能表則是通過電壓線圈和電流線圈產(chǎn)生的工作磁通相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩工作，功耗較高。在國家電網(wǎng)公司公布的單相智能電能表技術(shù)規(guī)范中要求單相智能電能表自身功耗要小于1.5W，而GB/T17215-2002《1 級和2 級靜止式交流有功電度表》要求的單相電能表自身功耗上限是2W，比國網(wǎng)智能電能表技術(shù)規(guī)范要求高出0.5W。實際生產(chǎn)中，單相智能電能表自身功耗基本在0.8W 以下，而相同規(guī)格的感應(yīng)式電能表的自身功耗將近1.8W。

我們以2010 年國家第六次人口普查的家庭戶4.02×108戶為測算依據(jù)，考慮電能表制造實際功耗，計算比較每戶安裝智能電能表和感應(yīng)式電能表自身消耗的電力能源量，以說明智能電能表通過新技術(shù)應(yīng)用帶來的節(jié)能效果。這里我們應(yīng)用到的時點(diǎn)能量計算公式W=Pt[3]，分別計算如下：

W (智能）=0.8W×24h×365÷1000×402000000=28.17×108kW·h

W (感應(yīng)式）=1.8W×24h×365÷1000×402000000=63.39×108kW·h

ΔW=W(感應(yīng)式）-W(智能）=63.39-28.17=35.22×108kW·h

W(智能）——表示全部安裝智能電能表一年的電表自耗浪費(fèi)的電力能源量

W(感應(yīng)式）——表示全部安裝感應(yīng)式電能表一年的電表自耗浪費(fèi)的電力能源量

ΔW——表示安裝智能電能表比安裝感應(yīng)式電能表一年少浪費(fèi)的電力能源量

通過以上數(shù)據(jù)顯示，安裝智能電能表后，全國一年可以節(jié)約用電35.22×108kW·h，這是一個小城市的全年用電量，節(jié)能效果顯著。

2.2 智能電能表對全社會建立節(jié)能意識的作用

在日常生活中，不切斷家用電器電源，讓其處于待機(jī)狀態(tài)以方便下次開機(jī)的現(xiàn)象普遍存在，這一方面是因為人的惰性使然；另一方面是節(jié)能意識淡薄，節(jié)能知識貧乏所致。據(jù)測算，在城市家庭的待機(jī)耗電已經(jīng)占到家庭總耗電量的10%左右，卻仍然被大多數(shù)家庭所忽視。

我們計算一年一個家庭待機(jī)浪費(fèi)的電力能源的多少：

W=20W×24h×365÷1000=245.28kW·h

這已經(jīng)又近乎是一個普通城市家庭兩個個月的用電量。數(shù)據(jù)提醒我們?nèi)粘９?jié)能意識建立是重要的。

智能電能表相對感應(yīng)式電能表具有起動電流小，計量靈敏的性能特點(diǎn)，同時還具有誤差小，性能穩(wěn)定的特質(zhì)。微小電力能源的使用或浪費(fèi)被準(zhǔn)確、靈敏、穩(wěn)定地記收在電費(fèi)之中，會迫使城鄉(xiāng)居民形成家電待機(jī)要多交電費(fèi)，微小用電也會有電費(fèi)產(chǎn)生的意識，從而養(yǎng)成切斷不用電器電源、可用可不用的電力能源不再多用的好習(xí)慣，建立起全民家庭節(jié)能意識，為國家履行大國責(zé)任，完成節(jié)能任務(wù)貢獻(xiàn)正能量。

3 智能電能表應(yīng)用展望

智能電能表的是電力產(chǎn)品新技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，其優(yōu)秀的電氣性能支持了國家節(jié)能事業(yè)，良好的計量特性促進(jìn)了社會節(jié)能意識的建立。國家電網(wǎng)公司以很強(qiáng)的社會責(zé)任感制定和推行智能電能表企業(yè)規(guī)范，推進(jìn)智能電能表應(yīng)用，有著顯著的電力節(jié)能意義和實際效果。按照國家計劃，近幾年全國將安裝2.4×108只智能電能表，最終逐步實現(xiàn)居民計量全部應(yīng)用智能電能表。

4 結(jié)語

能源是有限的，對于我們這樣人口眾多的發(fā)展中國家，能源顯得更為緊缺，全民節(jié)能已經(jīng)是社會發(fā)展的要求。本文著重對國家電網(wǎng)公司倡導(dǎo)的智能電能表與感應(yīng)式電能表進(jìn)行電氣性能、計量功能特性對比，結(jié)合城鄉(xiāng)居民家庭浪費(fèi)電力能源的特點(diǎn)對智能電能表節(jié)能進(jìn)行研究分析，闡明其自身節(jié)能作用和促進(jìn)節(jié)能意識建立的意義，以達(dá)到社會對智能電能表推廣應(yīng)用的理解和支持的目的。

[1]國家發(fā)展和改革委員會組織編輯.“十二五”國家級專項規(guī)劃匯編[Z]北京：人民出版社，2013.

[2]趙偉,呂鴻莉,郭蘊(yùn)蛟,著.電子式電能表及其在現(xiàn)代用電管理中的應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，1999.

[3]邱關(guān)源.電路（第四版）[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2001.