關(guān)于智能電能表發(fā)展的研究

羅玉榮

摘 要：智能電能表是一種綠色表計(jì)，是智能電網(wǎng)建設(shè)中的重要基礎(chǔ)設(shè)備之一，其質(zhì)量和功能對智能電網(wǎng)的構(gòu)建有著決定性的作用。文章首先對電能表的發(fā)展歷程進(jìn)行梳理和總結(jié)，在此基礎(chǔ)上，提出智能電能表的發(fā)展前景和應(yīng)該具有高級功能。

關(guān)鍵詞：電能表；發(fā)展歷程；智能電能表；采集數(shù)據(jù)；應(yīng)用前景

1 概述

隨著《堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)綜合研究報(bào)告》、《堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃綱要》、《國家電網(wǎng)總體規(guī)劃設(shè)計(jì)》以及《國家電網(wǎng)智能化規(guī)劃總報(bào)告》等一系列的國家智能電網(wǎng)發(fā)展的宏觀政策發(fā)布，我國的智能電網(wǎng)開始進(jìn)入國家戰(zhàn)略層面的發(fā)展。智能電網(wǎng)中信息的監(jiān)測、傳輸、分析和決策是智能電網(wǎng)的核心關(guān)鍵問題，其中信息的監(jiān)測是智能電網(wǎng)中其他關(guān)鍵問題得以解決的前提，只有準(zhǔn)確地智能地監(jiān)測到各類信號才能進(jìn)一步保障智能電網(wǎng)的正常運(yùn)行。因此，電網(wǎng)中信息的監(jiān)測工具——智能電能表的研究也已經(jīng)成為了電力行業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵論題之一。

根據(jù)國家發(fā)布的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，智能電能表可以定義為“由測量單元、數(shù)據(jù)處理單元、通信單元等組成，據(jù)有電能量計(jì)量、數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)監(jiān)測、自動控制、信息交互等功能的電能表”。電力首先對智能電能表的發(fā)展歷程進(jìn)行梳理和總結(jié)，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合作者實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)分析在智能電能表發(fā)展過程中所存在的問題，期待可以給讀者一定的啟發(fā)作用。

2 智能電能表的發(fā)展歷程

自從德國人愛迪生（Thomas Alva Edison）在18世紀(jì)90年代發(fā)明了直流電流表（安時(shí)計(jì)），隨后，意大利科學(xué)家弗拉里斯（Ferraris）提出利用旋轉(zhuǎn)磁場的遠(yuǎn)離對電能量進(jìn)行測量，此后一年，世界第一塊感應(yīng)式電能表被制作出來，在以后的相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，主要是更換各種材料制成的組件，針對電能表的質(zhì)量和體積進(jìn)行優(yōu)化。從傳統(tǒng)電能表發(fā)展到智能電能表可以總結(jié)為以下幾個(gè)發(fā)展階段。

2.1 感應(yīng)式交流電能表階段

這是我國使用的最開始階段，在二十世紀(jì)二十年代開始，我國均采用感應(yīng)式交流電能表。感應(yīng)式交流電能表主要是利用電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電磁力轉(zhuǎn)動圓盤指針，用機(jī)械計(jì)數(shù)器累加所記錄的電量。這個(gè)電能表功能比較單一，機(jī)構(gòu)簡單。精度較低，同時(shí)安全性和準(zhǔn)確性不高。

2.2 電子式交流表階段

二十世紀(jì)六十年代末，隨著全電子化電能計(jì)量裝置的實(shí)現(xiàn)和電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子式交流表開始大規(guī)模使用，并逐漸成為電能計(jì)量的主要工具。電子式交流表改變了傳統(tǒng)的感應(yīng)傳感方式，利用微電子電路為基礎(chǔ)，主要有乘法器、P/f轉(zhuǎn)換器和計(jì)數(shù)顯示器等部分構(gòu)成。這種電能表頻率范圍廣，功能相對較多，其精準(zhǔn)度也相對較高，同時(shí)還具有通信的功能。

2.3 電子式多功能電能表階段

進(jìn)入二十一世紀(jì)以后，一種集成的新型電子式多功能電能表被研制出來。它利用計(jì)量芯片和CPU對所取的信號進(jìn)行處理后根據(jù)功能需要將數(shù)據(jù)傳輸至顯示單元和通信單元。電子式多功能電能表擁有專用的計(jì)量芯片，可以設(shè)置費(fèi)率和記錄事件，同時(shí)，還有清零和電量凍結(jié)的功能。

2.4 智能電能表階段

隨著國家電網(wǎng)公司電力用戶的新型用電信息采集系統(tǒng)的構(gòu)建，電能表開始擁有除了計(jì)費(fèi)功能以外的功能，功能多元化開始進(jìn)一步朝著智能化、模塊化、集成化和系統(tǒng)化發(fā)展。智能電表已經(jīng)超越了傳統(tǒng)意義上的電能表，除了傳統(tǒng)電能表的功能以外，還有著實(shí)時(shí)監(jiān)控、防竊電功能、自動控制功能以及雙向數(shù)據(jù)通信等功能，同時(shí)還支持分時(shí)計(jì)量和階梯計(jì)費(fèi)等功能。

3 智能電能表發(fā)展應(yīng)用前景

智能電能表是建設(shè)智能電網(wǎng)的基本智能終端設(shè)備，它對智能電網(wǎng)相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)有著極為重要的作用。國家電網(wǎng)公司在2009年制定了十二項(xiàng)智能電表企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對電能表形式和功能進(jìn)一步的統(tǒng)一要求。智能電能表與傳統(tǒng)的電能表最大的區(qū)別在于其“智能化”，主體要體現(xiàn)在可以在沒有人工參與的情況下自行發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并依據(jù)一定的規(guī)則來解決問題，如何真正的實(shí)現(xiàn)智能化將是智能電能表將來需要解決的一個(gè)重要的關(guān)鍵性問題。

智能電能表是智能電網(wǎng)信號來源之一，是最基本的數(shù)據(jù)來源，尤其隨著電力系統(tǒng)對用戶的各種用電信息采集的不斷深入和發(fā)展，智能電表所采集的電力用戶的各類信息也將會得到進(jìn)一步的深層次應(yīng)用。預(yù)計(jì)將來智能電能表可以實(shí)現(xiàn)模糊狀態(tài)下的狀態(tài)估計(jì)、電能質(zhì)量和供電可靠性的實(shí)時(shí)監(jiān)控、用戶側(cè)負(fù)荷分析建模及預(yù)測以及防竊電用戶能量管理等功能，為不同類型的用戶提供相適應(yīng)的能量管理服務(wù)，最大限度的降低能源消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

4 結(jié)束語

隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)的不斷深入，智能電能表所起到的作用也將會越來越重要，這也將對智能電能表的安全性和技術(shù)性提出更高層次的要求。因此，智能電能表必須與國家智能電網(wǎng)建設(shè)相適配，只有依據(jù)智能電網(wǎng)建設(shè)中需要的功能來不斷的改進(jìn)和完善自身的功能，才能完美解決智能電網(wǎng)建設(shè)中的各類問題。

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