探討智能電表的應用及發(fā)展前景

曾招輝 姚徐旭

摘要：近些年，隨著工農業(yè)生產發(fā)展的需要以及人民生活水平的不斷提高，加大了我國對用電的需求量。這就促進我國電力行業(yè)發(fā)展的同時，對電力設備以及其他輔助設施提出了更高的要求。而智能電表作為用電計量以及計費的重要工具，有著非常重要的作用。智能電表是智能電網(wǎng)建設的基礎，實現(xiàn)智能電表產業(yè)鏈優(yōu)化整合，對智能電網(wǎng)信息化與自動化的實現(xiàn)具有十分重要的意義。本文對智能電表的應用及發(fā)展前景進行探討。

關鍵詞：智能電表；應用；發(fā)展前景

1、智能電表概述

智能電表是一種以微處理器為核心，能夠存儲測量信息并對測量結果進行實時分析處理的計量器具。國家電網(wǎng)公司在智能電表的系列標準中，對智能電表做出了如下定義：即由測量、數(shù)據(jù)處理、通信等單元構成，具有電能量計量、電能數(shù)據(jù)信息處理、實時監(jiān)測、自動控制以及信息交互等功能的電能表統(tǒng)稱為智能電表。由此不難看出，國內對智能電表的定義充分詮釋了其強大的功能。現(xiàn)如今，隨著智能電表的不斷發(fā)展和完善，它的功能已經突破了單純的電能計量范圍，結合當前國際和國內對智能電表的定義，可對智能電表進行全面、系統(tǒng)的定義：智能電表是以適應智能電網(wǎng)發(fā)展為主要目標，并以微處理技術、網(wǎng)絡技術、通信技術為核心，由測量、數(shù)據(jù)處理以及通信等單元構成，具有電力參數(shù)測量、雙向電能計量、電能質量監(jiān)測、實時數(shù)據(jù)交互、多種費率時段以及遠程控制等功能的智能型儀表。

2、智能電表在智能電網(wǎng)中的應用

2.1配網(wǎng)狀態(tài)估計

當前，由于配網(wǎng)側的潮流分布情況主要是依據(jù)網(wǎng)絡模型、負荷側的估算值及變電站高壓側的度量情況分析得出的，往往會導致信息失真。在用戶側安裝智能電表后，及時、精準地掌握負荷信息以及電網(wǎng)損耗信息，有效降低因過負荷而導致的電力設備損毀事故發(fā)生率，并減少電能損失。

2.2電費結算

借助智能電表可以完成實時、準確的費用結算信息處理工作，極大程度地簡化了以往電能費用賬務處理的繁雜流程。同時，在當前電力市場經濟體制的背景下，調度人員可以通過智能電表及時、快捷地轉換能源零售商，在不久的將來甚至有可能實現(xiàn)全自動切換。此外，電力用戶也能夠利用智能電表獲取到更為準確的電能消耗數(shù)據(jù)信息以及相關的賬務信息。

2.3用戶能量管理和節(jié)能

構建用戶能量管理系統(tǒng)平臺，利用智能電表提供的能耗信息反饋給不同的電力用戶，為用戶提供優(yōu)質的電力服務，對于分散的用電設備客戶，為其提供科學合理的用電方案，盡量減少不必要的電力消耗和浪費，有助于用戶利益最大化。對智能電表的管理還包括對表計時的定時訪問和定期維護，確保信息準確無誤。

2.4電力需求側響應

電力需求側響應就是指利用電能價格對用戶負荷和分布式發(fā)電實施控制，主要有兩種方法：一種是價格控制；另一種是負荷直接控制。而價格控制就是采用分時電價滿足常規(guī)用電需求，采用實時電價滿足短期用電需求以及采用緊急峰值電價滿足高峰用電需求；而負荷直接控制就是電網(wǎng)調度人員依據(jù)電網(wǎng)情況實現(xiàn)遠程操作負荷的接通與斷開功能。

2.5對電網(wǎng)相關故障檢測

智能電表內部具有記憶功能，在出現(xiàn)故障的情況下，可以通過內部芯片進行階梯式查找快速定位，對于發(fā)出的異常信號和設備預警，能夠盡早處理，給設備維護人員提供了便利。在故障排除的同時，對線路設備等相關設施也進行了例行檢查。此外，智能電表的統(tǒng)一管理，對表計信息庫的維護和數(shù)據(jù)的確認保存，為表計的安全運行和用戶信息的完整提供了保障。

3、智能電表的發(fā)展前景

智能電表最大的特點就是交互，就是用戶和供電企業(yè)的信息交互。信息交互的關鍵是管理，管理更加便捷和人性化，人性化的管理要求芯片的信息處理能力更強。隨著我國智能電網(wǎng)的建設和發(fā)展，智能電表技術也將采用先進的AMI計量體系，并走向模塊化、系統(tǒng)化和網(wǎng)絡化，在實現(xiàn)自動抄表和便捷付費的基礎上，發(fā)揮其以用戶和供電企業(yè)的信息交互為基礎的多項功能。

3.1網(wǎng)絡化

利用電力線載波網(wǎng)PLC、光纖與同軸電纜網(wǎng)HFC、固定電話網(wǎng)PSTN和無線移動網(wǎng)GSM/GPRS/CDMA等通信網(wǎng)絡，可將智能電表的部分功能從接入層上移到網(wǎng)絡層和數(shù)據(jù)管理平臺層，將智能電表采樣和存儲的電能數(shù)據(jù)信息實時傳輸?shù)接秒娦畔⒐芾硐到y(tǒng)，并通過數(shù)據(jù)共享和綜合分析，實現(xiàn)用電管理部門對異地用電信息的實時測量和監(jiān)控。而將要投入建設的電力光纖到戶工程，又會實現(xiàn)以電力光纖取代電線、網(wǎng)線、電話線及有線電視等多條線路的三網(wǎng)融合和資源共享，為智能電表的網(wǎng)絡化和系統(tǒng)化提供更為便捷、穩(wěn)定、可靠且低價的電能信息數(shù)據(jù)傳輸信道和網(wǎng)絡。

3.2模塊化

智能電表采用功能模塊化設計后有以下優(yōu)點：一是只需通過更換部分功能模塊就可以實現(xiàn)電表的升級換代，而無需更換整個電表，從而擺脫了傳統(tǒng)電表設計中那種因不可更改導致的成批調換和淘汰，乃至整個系統(tǒng)需要重構的厄運；二是由于功能的模塊化和結構的標準化，使得供用電管理部門在選購電表時不必過分依賴某一電表廠家產品，并為規(guī)范電表的研制與開發(fā)提供可能；三是可以通過現(xiàn)場或遠程升級更換故障模塊的方法，提高可維護性并節(jié)省維護費用。

3.3系統(tǒng)化

在對電力系統(tǒng)自身的計算機技術以及相應的自動化技術進行綜合利用時，可以在一個特定的數(shù)據(jù)管理平臺之上對搜集整理的相關數(shù)據(jù)進行相對有效的研究分析與處理，同時通過其自身的系統(tǒng)化以及網(wǎng)絡化，又可以將信息管理系統(tǒng)內部的管理功能依據(jù)分布性以及開放性的原則，實現(xiàn)靈活擴展，進而有效的實現(xiàn)其自身性能和便利程度的有效提高。此外智能電表技術在當前相智能電網(wǎng)環(huán)境之下，相比于以前，擁有了更好的信息交互以及信息處理和電能計量、數(shù)據(jù)存儲、對用電功率實現(xiàn)計時計量、自動實現(xiàn)計費、階梯計費等諸多功能特性，并有效的實現(xiàn)了供電企業(yè)同用電用戶兩者之間的雙向即時通信交互。

4、結束語

智能電表技術在智能電網(wǎng)環(huán)境下，具有更強的信息處理、交互、計量和通信能力，能在AMI中提供實時數(shù)據(jù)采集、存儲和傳輸，實現(xiàn)電功率計時計量、自動計費、階梯電價計費、優(yōu)化用電等功能；并能實現(xiàn)供電企業(yè)與用戶之間的即時雙向通信交互，使每個用戶實時準確地了解用電情況和節(jié)省電能電費的最佳時間，自主選擇電器使用時間段，按需調度控制用電，合理制訂節(jié)電計劃，最大限度地降低能耗，節(jié)省電費。

參考文獻：

[1]智能電表在智能電網(wǎng)中的作用與應用前景分析[J].康琰，李潔.技術與市場.2015（08）.

[2]智能電表在智能電網(wǎng)中的作用與應用趨勢研究[J].賈海波，王帥.科技資訊.2017（32）.

[3]智能電網(wǎng)對智能電表的發(fā)展需求探析[J].賈海波，王帥.通訊世界.2018（01）.

（作者單位：華立科技股份有限公司）