基于智能電表在智能電網中的運用研究

高俊 周俊

摘要：智能電表是我國電表發(fā)展過程中的一項高科技產品，隨著當前我國電力系統(tǒng)的不斷創(chuàng)新優(yōu)化發(fā)展，智能電表在當前電力系統(tǒng)中的應用越來越廣泛；相對于傳統(tǒng)電表的應用，智能電表的應用具有財務結算、遠程計量、遠程監(jiān)控、用戶管理等諸多優(yōu)勢，但也存在著民眾對其計量準確性、遠程控制斷電等質疑。本文簡要分析了智能電表的應用優(yōu)勢、具體應用表現(xiàn)、用戶憂慮，希望智能電表在未來智能電網系統(tǒng)發(fā)展中發(fā)揮更大效益。

關鍵詞：智能電表；智能電網

1、引言

科學技術的發(fā)展，帶動了我國智能電網建設的全面推進，對于電網設備也提出了更高的要求，在這種情況下，傳統(tǒng)的電能表暴露出許多的缺陷和問題，智能電表逐漸得到應用和普及。相比于傳統(tǒng)電能表，智能電表具有容量大、可靠性強、安全等級高等優(yōu)勢，能夠適應智能電網發(fā)展的實際需求，具有非常重要的現(xiàn)實和長遠意義，應該得到電力技術人員的重視和推廣。

2、智能電表在智能電網中的定位

荷蘭能源服務網絡協(xié)會從功能劃分的角度確定了智能電表在智能電網中的定位?？傮w上，智能電表及AMI的建立是智能電網的基礎。從功能的多少和智能化的程度將智能電網的建設以及智能計量系統(tǒng)的建設分為5個層次，從人工抄表、自動抄表、高級計量架構、智能電表、智能電網一步步推進。隨著高級數據收集和需求響應能力的提高，智能計量系統(tǒng)能夠與廣大用戶一起在用電高峰時段，實現(xiàn)削峰平谷，以提高電網的安全性和經濟性。智能電網自動運行程度的提高、能源效率和節(jié)能降耗能力的提高、運行成本的控制都依賴于AMR和AMI的建設和完善。

3、智能電表的特點

3.1 功耗小

因為智能電表使用了高度集成化的電子元器件，因此一般每塊表的功耗僅有0.6w～0.7w左右，對于多用戶集中式的智能電表，其平均到每戶的功率則更小，而一般每只感應式電表的功耗為1.7w左右。就表的誤差范圍而言，2.0級電子式電能表在5%～400%標定電流范圍內測量的誤差為±2%，而且目前普遍應用的都是精確等級為1.0級的電能表，誤差更小。感應式電表的誤差范圍則為+0.86%～-5.7%，而且由于機械磨損這種無法克服的缺陷，導致感應式電能表越走越慢，最終誤差越來越大。國家電網曾對感應式電表進行抽查，結果發(fā)現(xiàn)50%以上的感應式電表在用了5年以后，其誤差就超過了允許的范圍。

3.2 計量精度高

傳統(tǒng)感應式電表存在著較大的計量誤差，而且其中的機械結構在長時間使用之后因為磨損問題而導致計量誤差越來越大。而智能電表采用了數字化處理，能夠克服傳統(tǒng)機械結構磨損而導致精度較低的問題。當前，現(xiàn)代智能電表的計量精度通常能夠達到1.0級以上，隨著技術的不斷發(fā)展，其計量誤差將更進一步縮小。

3.3 功能多

智能電表由于采用了電子表技術，可以通過相關的通信協(xié)議與計算機進行聯(lián)網，通過編程軟件實現(xiàn)對硬件的控制管理。因此，智能電表不僅有體積小的特點，還具有了能夠實現(xiàn)遠程抄表、遠程控制、反竊電、預付費等相關功能，還可以通過對應的操作軟件來對電表的參數進行修改，來滿足用戶對控制功能的不同要求，而這些功能對于傳統(tǒng)的感應式電表來說都是很難或不可能實現(xiàn)的。

4、智能電表在智能電網中的功能運用

4.1 結算和帳務

復雜的賬務處理和結算電費的過程是傳統(tǒng)電表工作中經常用到的，然而在工作中經常會出現(xiàn)錯誤，使信息和數據丟失和混淆，現(xiàn)在通過智能電表能夠實現(xiàn)準確、實時的費用結算信息處理，簡化了過去帳務處理上的復雜流程。

4.2 電能質量和供電可靠性監(jiān)控、非法用電檢測

采用智能電表能實時監(jiān)測電能質量和供電狀況，從而及時、準確地響應用戶投訴，并提前采取措施預防電能質量問題的發(fā)生。傳統(tǒng)的電能質量分析方式在實時性和有效性上都存在差距。智能電表能檢測出表箱開啟、接線的變動、外部磁場的干擾、表計參數的更改等事件，從而及時發(fā)現(xiàn)竊電現(xiàn)象。對于竊電高發(fā)區(qū)，通過將總表的數據和其下所有表計數據進行比對，也可以及時發(fā)現(xiàn)潛在的竊電行為。

4.3 用戶能量管理與節(jié)能

通過智能電表提供的信息，可以在其上構建用戶能量管理系統(tǒng)，從而為不同用戶提供能量管理的服務，盡可能減少能源消耗。建模和預測智能電表采集的水、氣、熱能耗數據可以用來進行負荷分析和預測，可估算和預測出總的能耗和峰值需求，從而促進合理用電、優(yōu)化電網規(guī)劃和調度等。

4.4 實現(xiàn)能源消耗預測及能效管理

通過合理利用智能電表，能夠及時的對用戶的實際能耗情況進行分析，并通過建模分析個人、企業(yè)的實際電能需求情況。這些信息能夠給配電網絡中心以及能源零售商帶來極大的便利，用戶根據這些信息可以更好的制定適合自己的節(jié)能措施，合理分配用電。同時，還可以根據職能電表提供的反饋信息制定能源及消耗方式的轉換，將日常生活中個人、企業(yè)分布式發(fā)電設備所產生的電能合理分配到整個智能電網中，為整個電網功率、利益、價值的最大化提供有效的信息支撐。

4.5 故障分析、負荷遠程控制

智能電表的測量功能有助于實現(xiàn)配網元器件、電能表以及用戶設備的預防維護，例如檢測出電力電子設備故障、接地故障等導致的電壓波形畸變、諧波、不平衡等現(xiàn)象，測量數據還能幫助電網和用戶分析電網元件故障和網損等。通過智能電表的有效使用，能夠及時的采取負荷分析、建模和預測措施來面對企業(yè)和個人消耗的水、熱和氣等。

5、結語

伴隨著近年來科學技術的飛速發(fā)展，我國電網公司積極采用先進的電器設備，將智能電表技術應用到日常的工作當中，有效提高了工作效率，將傳統(tǒng)的電表使用范圍進行了擴大。智能電表的雙向通信和計量的功能能夠有效的節(jié)約用電用戶電能的消耗，改善個人或企業(yè)的用電習慣，有助于能源的節(jié)約。同時智能電表的使用時智能電網現(xiàn)代化發(fā)展的必然要求。

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（作者單位：華立科技股份有限公司）

作者簡介：

高俊，1981年12月，男，漢族，浙江杭州，中級工程師，研究方向：智能電能表軟件開發(fā)。

周俊，1986年4月，男，漢族，浙江杭州，中級工程師，研究方向：智能用電和應用。