論智能電網(wǎng)建設(shè)中智能計量系統(tǒng)功能與應(yīng)用

肖金金

【摘 要】在以智能電網(wǎng)為發(fā)展目標(biāo)的背景下，智能計量系統(tǒng)以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)，對于用電信息采集與處理通過智能化技術(shù)的應(yīng)用，有效實現(xiàn)了電網(wǎng)—用戶、用戶—業(yè)務(wù)間的實時互動。鑒于此，本文以智能電網(wǎng)建設(shè)中智能計量系統(tǒng)為論述對象，以其功能特征和相關(guān)應(yīng)用為論述手段，就此展開專業(yè)分析。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng)；計量系統(tǒng)；智能功能

中圖分類號： TM76 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）27-0031-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.27.014

【Abstract】Under the background of the development of smart grid，the smart metering system is based on the smart grid，and the real-time interaction between grid-user and user-business is realized for the application of intelligent information collection and processing through intelligent technology.In view of this，this paper takes the intelligent metering system in the construction of smart grid as the object of discussion，and uses its functional characteristics and related applications as the means of discussion to conduct professional analysis.

【Key words】Smart grid；Metering system；Intelligent function

1 智能電能計量系統(tǒng)的組成及其功能

作為一種開放式電能計量系統(tǒng)，智能計量系統(tǒng)綜合表現(xiàn)出操控智能化與高度信息化特征，其組成主要包括用電大數(shù)據(jù)（分析）處理中心、雙向互動高速通信系統(tǒng)、智能用電采集系統(tǒng)以及與之配套的智能檢測和管理平臺，其中通過大數(shù)據(jù)（分析）處理中心與高速通信網(wǎng)絡(luò)的運用，使電能計量裝置以及應(yīng)用平臺在系統(tǒng)內(nèi)部實現(xiàn)了有效連接。同時基于高速通信網(wǎng)絡(luò)上傳作用的運用，大數(shù)據(jù)（分析）處理中心在將智能用電采集設(shè)備采集的數(shù)字化計量信息接受并實施分析整理后，再將其傳送至供電企業(yè)相關(guān)管理部門與用戶，進而以分析處理結(jié)果為依據(jù)自動生成優(yōu)化用電分析報告、故障處理指令和電量電費清單，以全過程自動化和數(shù)字化功能對用戶用電的經(jīng)濟性與科學(xué)性形成有效引導(dǎo)。

針對遍布于整個電網(wǎng)系統(tǒng)的各個計量節(jié)點，智能計量系統(tǒng)在將所需大數(shù)據(jù)信息獲取并實施分析與處理后，以此對用戶、配電臺區(qū)、輸電線路、變電站及發(fā)電廠進行更好的管理；利用開放式智能計量系統(tǒng)，用戶與發(fā)、供電單位可將用電信息及時獲取，進而以此為依據(jù)對電網(wǎng)“發(fā)、供、用”方案實施優(yōu)化并合理布置，同時通過用戶、發(fā)、供電單位間交互平臺的實時搭建而對電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性和安全性起到保障作用。

智能用電新技術(shù)基于智能計量系統(tǒng)的建設(shè)而得到推廣與普及，其作用具體表現(xiàn)為：

（1）極大程度上促進計量技術(shù)的改進與計量設(shè)備的更新，使電能計量產(chǎn)品的綜合性能因新工藝與新技術(shù)的應(yīng)用而逐漸完善，從而對電能計量的可靠性、準(zhǔn)確性以及檢定水平實現(xiàn)大幅提升；

（2）對于系統(tǒng)所采集數(shù)據(jù)信息，因遠(yuǎn)程自動化的完全實現(xiàn)而對電能計量設(shè)備的運行狀態(tài)達(dá)到實時監(jiān)測與分析的目的，使人工抄表模式效率低下和穩(wěn)定性差的缺陷從根本上得到了解決，進而從安全性、防竊性、遠(yuǎn)程控制及運行質(zhì)量評判能力方面對電能計量設(shè)備的性能實現(xiàn)顯著提升；

（3）基于手工操作和人工管理偏差與質(zhì)量漏洞的杜絕，在實驗室管理、量值傳遞、現(xiàn)場檢驗與室內(nèi)檢定等方面形成智能管理與檢定系統(tǒng)，以此使工作效率與工作質(zhì)量因?qū)嶒炇噎h(huán)境控制與室內(nèi)檢定（全封閉）自動化及物資配送、資產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備管理規(guī)范化、精細(xì)化的實現(xiàn)而得到提升。

2 智能電網(wǎng)建設(shè)對智能計量系統(tǒng)的信息化要求

要想實現(xiàn)智能計量系統(tǒng)配套于智能電網(wǎng)的運行，使電能計量信息化得以實現(xiàn)，則必須依托于集自動化、互動化及數(shù)字化功能為一體的智能型計量設(shè)備。以互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架為本體，智能計量系統(tǒng)作為智能電網(wǎng)的終端其作用類似于互聯(lián)網(wǎng)的PC機，對于用電信息（如用電量、電費金額、電能質(zhì)量、超負(fù)荷報警、表計健康狀況、用電情況分析、催費信息通知與停/復(fù)電信息通知等）向用電客戶的實時提供，主要是在以智能電網(wǎng)為依托的情況下而構(gòu)建的數(shù)據(jù)（分析）處理系統(tǒng)和數(shù)字化通信網(wǎng)絡(luò)的強大功能通過通訊網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)及信息顯示屏而實現(xiàn)。與此同時，為使內(nèi)容詳盡計量數(shù)據(jù)（如電能量、需量、負(fù)荷性質(zhì)、諧波監(jiān)測數(shù)據(jù)、三相平衡對稱情況、線損網(wǎng)損數(shù)據(jù)與母線電量平衡情況等）源源不斷的提供給智能電網(wǎng)，智能計量系統(tǒng)在信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的智能電網(wǎng)中還擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)終端采集器的任務(wù)。

智能控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)與智能電能表為構(gòu)成當(dāng)前智能計量系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)，其中對于各種信息的準(zhǔn)確感知由智能電能表具體負(fù)責(zé)，這就意味著淘汰電子式電能表（功能簡單且無雙向通信功能）與感應(yīng)式電能表為建設(shè)智能電網(wǎng)的必要條件，取而代之應(yīng)以功能齊全的現(xiàn)代化智能電能表（特別是基于微處理器的電能表、測量內(nèi)容、精度與范圍更高更廣）為主要應(yīng)用，以此使供電單位與用電客戶間實現(xiàn)雙向通信功能。

3 智能計量系統(tǒng)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用特點

智能電網(wǎng)中智能計量系統(tǒng)的應(yīng)用，使我國傳統(tǒng)計量設(shè)備效率低、失誤高的計量問題得到了有效改善，其不僅提升了我國電能計量水平，同時也在電網(wǎng)運行中有效融入了現(xiàn)代節(jié)能理念，使用戶用電更加趨于便捷化與智能化。

3.1.1 完善信息系統(tǒng)

基于智能計量系統(tǒng)的應(yīng)用，其以管理系統(tǒng)的自動化與信息化功能在方便人們生活的同時使電能計量效率得以顯著提升。具體而言，在日常運用與管理過程中，智能計量系統(tǒng)使用戶用電查詢與電力部門信息統(tǒng)計更加便捷，并在促進我國電力信息系統(tǒng)更加完善的同時更好的實現(xiàn)了用戶個性化需求與電力企業(yè)的良性發(fā)展。

3.1.2 智能化管理

在現(xiàn)代電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化與智能化需求方面，智能計量系統(tǒng)的應(yīng)用不僅給予了很好的滿足，同時也使電力資源使用管理的智能化得以實現(xiàn)。對于智能化電力系統(tǒng)而言，其以強大的數(shù)據(jù)依據(jù)擺脫了傳統(tǒng)的盲目用電模式，不僅實現(xiàn)了高效性管理變電站與發(fā)電廠，并且使其對用戶所提供的服務(wù)更具便捷性，用戶通過對自身用電的實時關(guān)注，故而以實際需求為依據(jù)合理調(diào)節(jié)用電情況，這在無形之中培養(yǎng)了民眾的節(jié)電意識，響應(yīng)了國家的節(jié)能號召，使我國用電情況更具綠色和科學(xué)特征。

3.1.3 完善技術(shù)、更新設(shè)備

智能計量系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用有效加快了計量設(shè)備與計量系統(tǒng)更新的步伐。新時代的發(fā)展背景下，為了滿足時代需求下用戶對電能計量的日常要求，人們逐漸以網(wǎng)絡(luò)化、智能化電能計量表取代了傳統(tǒng)的機械電能計量表，這不僅加快了電能計量的的更新速率，同時也在極大程度上提升了工作人員的業(yè)務(wù)水平與專業(yè)技能，以此更好的服務(wù)于我國電力事業(yè)的發(fā)展。

3.2 應(yīng)用要求

3.2.1 在普通電網(wǎng)中的應(yīng)用要求

對于普通用戶而言，其對用電信息的查詢一般通過登陸官網(wǎng)或查看連接于智能計量表的電能信息顯示屏便可實現(xiàn)，安全快捷的同時又可享受個性化信息服務(wù)；甚至通過傳感器的運用，有效連接智能計量設(shè)備與家用電器以此形成家庭電器區(qū)域網(wǎng)，進而只需通過電話或上網(wǎng)方式便可使智能計量系統(tǒng)對家中電器實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制?；谥悄茈娔鼙韽姶筘?fù)荷曲線功能的運用，其對用戶自行規(guī)劃和控制電費支出通過兩個月以上、時間間隔≤15min負(fù)荷記錄的實時提供而形成有效指導(dǎo)，使用戶用電更加趨于安全性、經(jīng)濟性與合理性效果。

3.2.2 在大型電網(wǎng)中的應(yīng)用要求

對于大工業(yè)用戶而言，其對智能計量系統(tǒng)的需求除計量電能外還應(yīng)具備電能質(zhì)量測量、諧波計量沖擊負(fù)荷計量、互感器合成誤差補償負(fù)荷控制、變損計量、事件記錄及功率越限報警等特殊功能，與此同時：

（1）當(dāng)智能計量系統(tǒng)與高壓數(shù)字式互感器配套使用時，還需具備接收智能互感器輸出的數(shù)字信號的功能要求；

（2）當(dāng)智能計量系統(tǒng)用于配電變壓器計量計量時，還需具備中性線電流測量、線路電量損耗核實、停電采集、變損計量、變壓器油溫測量、有功、無功、視在電能平衡與三相不平衡不對稱測量等功能要求；

（3）當(dāng)智能計量系統(tǒng)用于關(guān)口計量時，還需具備需量周期、費率時段的同步和主/副表實時比對、0～360°計量、電表遠(yuǎn)程校準(zhǔn)和低負(fù)荷計量等功能要求。

4 智能計量系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用展望

基于計量裝備水平的提升，以電能表輪換周期為結(jié)合，有序推進智能電表等量測體系建設(shè)，滿足基本用電計量、自動化抄表和電子化結(jié)算，實現(xiàn)計量裝置狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測，并為負(fù)荷精細(xì)化控制、線損精益化管理、電網(wǎng)末端低壓電能質(zhì)量監(jiān)測分析、用戶信息交互提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源。

基于個性化客戶服務(wù)與智能用電需求的滿足，在工商業(yè)用戶中推廣企業(yè)用能服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)，采集客戶數(shù)據(jù)并智能分析，為企業(yè)能效管理服務(wù)提供支撐。推廣居民側(cè)“互聯(lián)網(wǎng)+”家庭能源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)關(guān)鍵用電信息、電價信息與居民共享，促進優(yōu)化用電。

實現(xiàn)智能電表與居民用戶互動的基礎(chǔ)在于掌握用戶戶內(nèi)的精細(xì)化用電數(shù)據(jù)，實現(xiàn)方式可以依靠微信服務(wù)號、手機APP等“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)手段（家電的遠(yuǎn)程實時控制同時需要依賴家庭能源管理系統(tǒng)來實現(xiàn)）。

（1）采集智能電表的家庭總表數(shù)據(jù)，分析得出的戶內(nèi)各類用電數(shù)據(jù)、電動汽車充電樁電表數(shù)據(jù)、分布式電源發(fā)電數(shù)據(jù)，匯總于電網(wǎng)公司主站系統(tǒng)；

（2）利用微信服務(wù)號、手機APP等“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)手段，將用戶的用電情況展現(xiàn)在手機、電腦、智能終端等設(shè)備上，同時提供精細(xì)化賬單、用電分析與節(jié)能服務(wù)、家庭能效評估與優(yōu)化、優(yōu)質(zhì)服務(wù)電費套餐、新能源發(fā)電預(yù)測等各類互動服務(wù)和電力增值服務(wù)功能；

（3）參與需求響應(yīng)時，已部署家庭能源管理系統(tǒng)（智能家居或智能插座模式）的用戶，可通過電力APP與家庭能源管理系統(tǒng)的APP接口，將所需調(diào)控的信息或建議展現(xiàn)在電力APP上，并由用戶選擇是否推送到家庭能源管理系統(tǒng)來執(zhí)行家電的遠(yuǎn)程控制，未部署家庭能源管理系統(tǒng)的用戶，可將調(diào)控的信息或建議展現(xiàn)在電力APP。

5 結(jié)語

基于以上論述，作為社會經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢，智能計量系統(tǒng)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用有效實現(xiàn)了電力系統(tǒng)管理的信息化和自動化，顯著提升了電網(wǎng)運行的可靠性與電能計量的準(zhǔn)確性，以此為我國電力系統(tǒng)多元化與標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展方向的實現(xiàn)奠定了良好的基礎(chǔ)。

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