淺談智能電能表在計量管理中的應用

谷曉津

（運城供電分公司電能計量中心，山西 運城 044000）

淺談智能電能表在計量管理中的應用

谷曉津

（運城供電分公司電能計量中心，山西 運城 044000）

智能電網的目的是提高電網運營的安全性、可靠性和經濟性，降低用戶的電費支出，并提高能源利用效率，實現節能減排。隨著智能電網的建設，智能電能表也廣泛應用，具有精度高、頻帶寬、過載能力強等特點。本文在分析感應式電能表存在問題的基礎上，重點論述了智能電能表的特點、類型和功能以及智能電能表在運城供電公司的應用前景。

智能；電網；電能表；功能；應用

1 智能電網的定義及特點

智能電網就是電網的智能化，也被稱為“電網 2.0”，它建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用，實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標，其主要特征包括自愈、激勵和用戶抵御攻擊、提供滿足21世紀用戶需求的電能質量、容許各種不同發電形式的接入、啟動電力市場以及資產的優化高效運行。中國智能電網是以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強的智能化電網，安全可靠、清潔高效、自愈可調（Srtong&Smart Grid），它具有數字化、信息化、自動化、互動化的特點。

2 智能電能表的構成及工作原理

智能電能表（smart electricity meter）是由測量單元、數據處理單元、通信單元等組成，是具有電能量計量、信息存儲及處理、實時監測、自動控制、信息交互等功能的電能表。

智能電能表是由電子元器件構成，它的工作原理是先通過對電壓和電流實時采樣，再由電能表集成電路對采樣電壓和電流信號進行處理，并轉換成與電能成正比的脈沖輸出，再通過單片機進行處理、控制，把脈沖顯示為用電量并輸出。

3 智能電表的特點

由于智能電能表采用了專用大規模集成電路，具有遠程通信功能，可以與電腦聯網采用軟件進行通信控制，在性能和操作上都有很大的優勢。

3.1 功耗

智能電能表的功耗很小，只有0.6～0.7 W左右，而一只感應電表的功耗達1.7 W左右，這就節約電能很大一部分。

3.2 精度

2.0 S的單相智能表的誤差范圍為±0.2%，而感應式電表的誤差范圍為 0.86%～5.7%，再加上機械磨損等缺陷導致電表越走越慢，浪費了能源。

3.3 功能

智能電能表是運用SMT先進工藝制造，可以通過相關的通訊協議與計算機進行聯網，通過編程軟件進行對硬件的控制管理，因此智能電能表不僅具有紅外抄表接口，可通過手上紅外抄表器抄收電量，還有防竊電、高精度、高可靠性、高過載、低功耗、體積小、重量輕的特點，在保留計度器的同時，在電表內部也保存了電表電量、電表編號等信息，通過手上紅外抄表器，可方便、準確地抄收電表電量。

4 智能電表的發展方向

要實現智能電網，電表自動集中抄表，前提是電能表智能化。公司營銷部組織系統內外30余名專家，歷時一年多，召開10余次各種類型的會議，廣泛征求意見，反復優化設計起草、制定了系列標準及配套的宣貫材料；系列標準具有廣泛的適用性；吸收、借鑒了國內外電能表生產、管理、使用領域的最新成果；與現行的電能表產品技術標準相比，智能電能表系列標準在充分調研的基礎上，在公司系統范圍內規范了型式、功能和技術要求；系列標準的內容相互協調，是一個有機體。首次提出了智能電能表、階梯電價、費控等新概念；技術指標合理、嚴格，有益于提高我國電能表產品的質量和可靠性；在公司系統范圍內規范了費控電能表的信息交換安全認證工作，統一了電能表本地通信協議，能夠適應智能電網、用電信息自動采集系統建設的需要；前瞻性地為公司系統開展電能表自動檢定工作提供了支持。

對智能電能表的型式做了規范：規定了外觀結構、安裝尺寸以及表蓋、表座的顏色；對顯示器、顯示字符/圖形、字符/圖形的內涵、顯示要求等作了規定；規范了參比電壓、參比電流等技術規格；對關鍵元器件材質、加工工藝等作了規定；給出了各款電能表詳細的三視圖尺寸；規范了接線芯端子、輔助端子的定義；規定了外置通信模塊的外形尺寸以及引腳定義；規定了ESAM模塊的封裝形式、管腳定義等。

目前國內常見的集中抄表有以下幾種方式：

（1）人工抄表：對感應式電表而言是根據表頭顯示數據進行抄表。

（2）手持紅外抄表器抄表：對具有紅外收發功能的電表，可以用手持紅外抄表器抄表，它是一個帶有紅外收發的單片機控制系統，抄表器可在3 m以外通過紅外收集電能表顯示的數據，還可以根據需要通過并行口用微型打印機打印輸出，或通過計算機的輸入口輸入給計算機進行數據管理，它具有體積小、重量輕、攜帶方便、操作簡單、性能、價格比較高等特點。

（3）遠程自動抄表：①有總線集中抄表是指各戶智能電表信號線并接在一根總線上，總線連接在轉接器上，各樓轉接器與小區的集中器相連，由集中器集中供電。②電力載波抄表是指直接利用現有低壓輸電線路進行數據傳輸的抄表系統，電力載波集微電子技術、通訊技術和計算機技術于一體，具有高可靠和安裝簡單的特點，且省去了鋪線工程，節約能源。適用于城市和農村電表的抄收、計費和監控。但由于電力線是傳送電能的，不是用來傳遞數據的，因此有很多缺點。如電力載波信號只能在一個配電變壓器區域范圍內傳遞，不同耦合方式對電力載波信號影響不同，電力線本身具有脈沖信號干擾，不是一個理想的通訊媒介。由于現代通訊技術的發展使電力線載波通信技術更加成熟，運用更加廣泛。

（4）無線抄表：是利用空間的無線信道實現數據傳遞，這種方式最簡單快捷，但無線數據傳輸存在建筑物對無線信號的反射、吸收等作用，信號傳輸不穩定，對安裝位置和抗干擾情況有嚴格要求，同時無線電表自身存在功耗，無法大面積推廣應用。智能電表的發展也是隨著科學技術的不斷進步而前進的，國家電網如今已經出臺了智能電能表標準，使電表行業已經進入一個規范化、標準化的道路。

5 智能電表應用前景

當前全國電力供需矛盾突出，加強電力需求管理，是電力供應發展的方向。集中式智能電能表不僅實現電能計量管理，還能實現電能控制，實行階梯電價，根據每天用電的峰、平、谷的實際情況，分時段地進行計量，以作為分時電價結算的依據。電能充足時可降低電價鼓勵用電，電力供應緊張時可以提高電價限制用電，以保證重點用戶的用電需求。建立智能抄表系統，把微機、通訊和計量技術結合起來，集電能計量、數據采集和處理于一體，實現對電能表的遠程控制，從根本上減輕人員的繁雜勞動，提高工作效率，減少部門與客戶的糾紛，適應現代人們對繳費的需求。構建智能電網管理系統，結合通訊網絡技術，建立遠程抄表和用電負荷控制系統，實現電力供需平衡、保證電網安全有序供電，具有廣闊的應用前景。

Discusses the Intelligent Electrical Energy Table in the Metering Management Application

Gu Xiaojin

The intelligent electrical network’s goal is enhances the electrical network operation the security, the reliability and the efficiency,reduces the user the electrical bill disbursement, and raises the energy use efficiency, realizes the energy conservation to reduce the platoon.Along with the intelligent electrical network’s construction, the intelligent electrical energy table also widely applies, has precision high, the band width, overload capacity strong and so on characteristics.This article in the analysis induction type electrical energy table existence question’s foundation, elaborated the characteristic which, the type and the function with emphasis intelligent electricity can show, as well as intelligent electrical energy table in Yuncheng Electric power company’s application prospect.

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TM933.4

A

1000－8136（2011）06－0115－02