對(duì)未來(lái)智能電表實(shí)用性的思考和展望

長(zhǎng)沙市雅禮中學(xué) 李時(shí)泰

智能手機(jī)、智能電腦、智能電飯煲、智能馬桶，智能生活，智能家居，智能化的概念這幾年開(kāi)始逐漸滲透到我們生活中，社會(huì)各行各業(yè)提出了建設(shè)智能化城市，最終建設(shè)智能化國(guó)家的構(gòu)思。國(guó)家電網(wǎng)智能化是一切智能化的保障，于是國(guó)家電網(wǎng)也提出了建設(shè)智能電網(wǎng)的思想，“十三五”期間，加快了電網(wǎng)改造升級(jí)，而電度表作為智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)單元，智能化的終端，智能化勢(shì)在必行。置換智能電表正在城鄉(xiāng)如火如荼地進(jìn)行，但是現(xiàn)用的智能電表真的能滿足和實(shí)現(xiàn)未來(lái)人們智能化城市、智能化生活的需要嗎？符合建設(shè)智能化國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)嗎？我覺(jué)得還未可。

現(xiàn)在國(guó)家通用的智能電表，一般是按電表的抄表方式分類，通?？煞譃椤癐C卡電表收費(fèi)系統(tǒng)”和“遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)”兩種類型。

一、我們先來(lái)看看“IC卡電表收費(fèi)系統(tǒng)”

前些年，電力部門(mén)為了解決居民落后用電管理的情況，改善管理居民用電收費(fèi)，我國(guó)的現(xiàn)狀是采取先使用、抄電表、再資付的方式，有相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)過(guò)，現(xiàn)電力部門(mén)的專職抄表人員就達(dá)數(shù)萬(wàn)，而且效率很低、強(qiáng)度很大，還存有抄表時(shí)錯(cuò)抄、漏抄、估抄，不能到位，甚有算錯(cuò)和工作周期長(zhǎng)等等問(wèn)題。在此背景下，智能電表形成以CPU為核心的智能芯片，采用通訊技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，具備了記費(fèi)、計(jì)時(shí)、計(jì)量功率與上位機(jī)通訊等管理功能。所謂的“IC卡電表收費(fèi)系統(tǒng)”的智能電度表應(yīng)運(yùn)而生。

一般技術(shù)指標(biāo)是：

1.額定電壓：220～380V

2.準(zhǔn)確等級(jí)：1.0級(jí)

3.電表常數(shù)：1600imp/kWh 800imp/kWh

4.功耗：1.0W

5.電流范圍：5（20）A10（40）A 15（60）A20（80）A 30（100）A

6.工作范圍：-22～+55度

具備主要的功能是：

1.數(shù)據(jù)保存功能：在電網(wǎng)斷電的情況下，數(shù)據(jù)保存表內(nèi)十年2.拉閘合閘方式：外附控電開(kāi)關(guān)和內(nèi)附開(kāi)關(guān)，2種規(guī)格

3.預(yù)先付費(fèi)功能：電量余數(shù)為零時(shí)自動(dòng)斷電，預(yù)先收付電費(fèi)4.流量準(zhǔn)確：可以檢測(cè)到普通機(jī)械電表不能檢測(cè)的電流量（比如接線面板、插座等），流量計(jì)數(shù)準(zhǔn)確

5.調(diào)價(jià)智能：能對(duì)用電量過(guò)多的用戶，進(jìn)行智能控價(jià)，達(dá)到節(jié)能和減排的目的

6.雙顯功能：電量剩余用led顯示器顯示，用電量累計(jì)用計(jì)度器顯示，亦可顯示其它相關(guān)信息

7.IC卡專利：采用射頻（非接觸式）技術(shù)，IC卡射頻和基站技術(shù)，非接觸，純密封、防盜電、防雷擊、防潮、防水、抗干擾、抗磁場(chǎng)的性能

8.數(shù)據(jù)糾錯(cuò)技術(shù)：每個(gè)數(shù)據(jù)存放在表內(nèi)5處，如有1處出錯(cuò)，則另外的4處數(shù)據(jù)可自行糾錯(cuò)，使數(shù)據(jù)安全可靠。

二、再來(lái)看看“遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)”

這些年，電力部門(mén)為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄收用電數(shù)據(jù)，避免人工的操作弊端，用電的數(shù)據(jù)直傳到電網(wǎng)營(yíng)業(yè)廳的用戶系統(tǒng)，電管人員隨時(shí)可監(jiān)視用戶用電情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題排除故障。如：采用遠(yuǎn)程傳輸分表讀數(shù)和總表讀數(shù)，線虧情況隨時(shí)掌握、分析原因、合理處理。

具備主要的功能是：

1.復(fù)費(fèi)率和電量的計(jì)量功能：可按照預(yù)先的設(shè)定時(shí)段，分時(shí)完成正向、反向有功功率，各時(shí)段費(fèi)率和總電能實(shí)現(xiàn)計(jì)量，以及四象限的無(wú)功電能計(jì)量的諸多功能。

2.需求量記錄功能：可對(duì)需求的最大電量及需求的時(shí)間實(shí)施記錄，且能對(duì)滑差的時(shí)間和需求量的周期可選。

3.存儲(chǔ)和凍結(jié)電能量功能：可按每月規(guī)定的時(shí)間或者實(shí)時(shí)的命令，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行凍結(jié)并存儲(chǔ)，凍結(jié)數(shù)據(jù)一般是正向有功功率總電能量和各費(fèi)率及反向有功功率總電能量和各費(fèi)率、正向無(wú)功功率總電能量和各費(fèi)率、反向無(wú)功功率總電能量和各費(fèi)率，并且對(duì)凍結(jié)時(shí)間進(jìn)行記錄。

4.記錄負(fù)荷曲線功能：按預(yù)設(shè)時(shí)間的間隔，對(duì)參量有關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)施滾動(dòng)式記錄數(shù)據(jù)，間隔的時(shí)間為用戶設(shè)定。

5.通信接口功能：通過(guò)獨(dú)立的rs485通信和紅外通信接口在通信的規(guī)約下進(jìn)行通信，完成參數(shù)的設(shè)置以及遠(yuǎn)方、本地抄表。

6.參數(shù)測(cè)量功能：可測(cè)量參數(shù)包括頻率、功率因數(shù)、分相電流分相電壓、各分相及總有功功率、無(wú)功功率等。

7.顯示數(shù)據(jù)功能：按用戶的要求，可預(yù)設(shè)按鍵和輪換顯示的相關(guān)內(nèi)容，在電能表上顯示電量值。

8.記錄事件功能：如記錄掉電次數(shù)、時(shí)間、清零的次數(shù)和時(shí)間；各相失流、失壓的次數(shù)及其發(fā)生和結(jié)束的時(shí)間等。

9.清零功能：有2種清零功能，既需求量和電表讀數(shù)清零功能。

10.輸出信號(hào)功能：包括多功能信號(hào)輸出、電能量脈沖輸出功能。

相比“IC卡電表收費(fèi)系統(tǒng)”，“遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)”具有更為明顯的智能化特點(diǎn)。

1.功耗低：每塊智能電表一般的功耗在0.6～0.7W左右。

2.精度高：誤差的范圍，電子式電表一般2.0級(jí)的電流范圍在5%～400%標(biāo)定內(nèi)，測(cè)量的誤差一般是±2%,我國(guó)普用的智能電表都是精確等級(jí)達(dá)1.0或2.0級(jí)，誤差很小。

3.工頻、過(guò)載范圍增寬：智能電表的一般過(guò)載倍數(shù)能達(dá)到6～8倍，量程增寬。

4.智能表標(biāo)準(zhǔn)：我國(guó)在通信協(xié)議上，及尺寸、規(guī)格、品種和形式上，國(guó)家都制定有嚴(yán)格的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，便于安裝和檢定。

“遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)”相比“IC卡電表收費(fèi)系統(tǒng)”有了一點(diǎn)進(jìn)步，但從這兩種類型的智能電表來(lái)看，智能電表的功能都很受局限，使用的額定范圍都很窄，更談不上智能化的自適應(yīng)功能。我們能看出 “智能”因子有多少呢？

兩步智能化的更新，都僅僅側(cè)重于解決電網(wǎng)行業(yè)內(nèi)部的管理問(wèn)題，主要是減少電力部門(mén)的人力、物力、時(shí)間上浪費(fèi)，化解用電糾紛的問(wèn)題，解決了抄表的難題。跟我們向往的國(guó)家智能化、社會(huì)智能化、城市智能化的需要，還是差之千里?？梢哉f(shuō)，現(xiàn)用的智能電表，最大的份量，只能算做“智能化”的起步產(chǎn)品。

為此，我認(rèn)為，未來(lái)的智能電表，還需從以下幾個(gè)方面來(lái)設(shè)想和構(gòu)思。

1.應(yīng)該建立更加完善的智能電表產(chǎn)業(yè)體系

智能電表作為未來(lái)的高科技產(chǎn)品，必須生產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)一體化，對(duì)智能電表產(chǎn)業(yè)，進(jìn)行全方位地控制和管理。使之：管理必須進(jìn)行合理化，智能電表在新技術(shù)開(kāi)發(fā)、結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)上，制造、售后、維護(hù)和推廣必須專業(yè)化，在芯片的研發(fā)上，應(yīng)努力運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)核心的價(jià)值。

2.功能的設(shè)置應(yīng)實(shí)現(xiàn)模塊化

智能電能表功能的設(shè)置須支持可以寫(xiě)入、可以更新的理念，功能設(shè)置以模塊化為原則，在智能電能表功能設(shè)置上不斷加以完善；根據(jù)實(shí)際運(yùn)用、智能電網(wǎng)運(yùn)行情況、完善可遠(yuǎn)程進(jìn)行修改、設(shè)置智能電表的功能及方案，并且全部功能都是線程獨(dú)立的，互不影響與干擾的，確保安全和穩(wěn)定，即無(wú)需更換整表，又可突破推行新技術(shù)的困難。

3.接口應(yīng)實(shí)現(xiàn)一體化

電能表檢測(cè)的工作是繁重的人力工作，智能電能表檢測(cè)須改變現(xiàn)行的檢測(cè)模式，做到自動(dòng)化和智能化檢測(cè)的方式。我認(rèn)為現(xiàn)在的智能電表其弱電接口的種類雜而多，在檢測(cè)中切換相當(dāng)頻繁，使得檢測(cè)工作存在勞動(dòng)強(qiáng)度很大、占用資源很多、管理成本很高等問(wèn)題，而且接口繁多使得電氣安全性不能保證，影響智能電表的計(jì)量準(zhǔn)確性。

因此，隨著智能化概念的形成、智能化體系的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)建設(shè)智能電網(wǎng)的構(gòu)思，對(duì)智能電能表提出的要求越來(lái)越多，既然是智能電能表，其各個(gè)細(xì)節(jié)也應(yīng)該突現(xiàn)出“智能”方面的創(chuàng)新，而現(xiàn)在在處理數(shù)據(jù)、模塊的設(shè)計(jì)、檢測(cè)的方式、接口的類型方面，還遠(yuǎn)不足以滿足對(duì)未來(lái)居民應(yīng)用智能化的生活需求。

展望未來(lái)：智能電表，就是用戶的用電管控的機(jī)器人。主人(用戶)把用電管理的任務(wù)交給他，他就能擔(dān)任處理主人全部的用電事務(wù)，成為用戶的“用電管家”?！坝秒姽芗摇敝簧賾?yīng)具備的這些能力：可以實(shí)施即時(shí)通信，向國(guó)家電網(wǎng)報(bào)告用電計(jì)劃和出現(xiàn)的問(wèn)題；隨時(shí)向用電主人(用戶)匯報(bào)家庭用電情況，并可處理和排除家庭用電故障，管控主人家庭室內(nèi)各個(gè)電器的用電矛盾；并能協(xié)調(diào)本小區(qū)、本村鎮(zhèn)內(nèi)或本電網(wǎng)內(nèi)相鄰用戶間的用電關(guān)系。其自適應(yīng)非常強(qiáng)，幾乎不受額定電壓、電流和工作溫度的限制，即是家用電度表，又是適合終端用戶家用的變壓器、鎮(zhèn)流器、鎮(zhèn)波器、控制器、報(bào)警器、蓄電器、電能采集器等。

比如說(shuō)：如果智能電表具備了蓄電器的功能，在為用戶制定購(gòu)電計(jì)劃后，在國(guó)家電網(wǎng)電能充足的時(shí)段，購(gòu)買(mǎi)到低位的電價(jià)，就會(huì)為用戶蓄薦足夠的電量，也可在國(guó)家電網(wǎng)發(fā)電量的低峰期，將自己存儲(chǔ)的多余電量轉(zhuǎn)借或高價(jià)轉(zhuǎn)賣(mài)給本小區(qū)、本村鎮(zhèn)或本電網(wǎng)內(nèi)相鄰的用戶，這樣就，真真讓“電能”擁有了商品的屬性，可以用來(lái)轉(zhuǎn)借轉(zhuǎn)賣(mài)，進(jìn)行社會(huì)流通。

再比如說(shuō)：如果智能電表具備了電能采集器的功能，用戶就可以通過(guò)各種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，把日常生活中的熱能、光能、動(dòng)能轉(zhuǎn)變而成的分散的電能收集并蓄存起來(lái)。打個(gè)比：我們未來(lái)生活中有一個(gè)吃飯裝菜用的碟子，這個(gè)碟子能將盛在碟子里食物中散發(fā)的熱能轉(zhuǎn)變成電能，家庭的智能電表再把產(chǎn)生的電能收集起來(lái)，我們就可以一邊坐在桌旁吃飯一邊讓智能電表蓄藏碟子發(fā)生的電，再可通過(guò)國(guó)家電網(wǎng)銷售給其他用戶使用。如此就實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)內(nèi)每個(gè)用戶既是“電”的消費(fèi)者也是“電”的生產(chǎn)者。

當(dāng)務(wù)之際，國(guó)家應(yīng)從頂層設(shè)計(jì)的層面，出臺(tái)一份符合國(guó)家智能化的，關(guān)于智能電表更加具體的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)未來(lái)的智能電能表的研發(fā)、生產(chǎn)和管理，不管是在功能和標(biāo)準(zhǔn)，還是使用和外形上，都應(yīng)具備著自動(dòng)化、信息化和智能化等性能及特征，實(shí)現(xiàn)智能電能表更快的社會(huì)普及，滿足未來(lái)智能化電網(wǎng)的需要，為建設(shè)智能化國(guó)家打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

筆者認(rèn)為，只有如此，未來(lái)的智能電表就真正當(dāng)上了用戶的“用電管家”，那么他就是用電管控的機(jī)器人。