基于智能電表在智能電網(wǎng)中的運(yùn)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(xiàng)高科技產(chǎn)品，隨著當(dāng)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(dāng)前電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛；相對(duì)于傳統(tǒng)電表的應(yīng)用，智能電表的應(yīng)用具有財(cái)務(wù)結(jié)算、遠(yuǎn)程計(jì)量、遠(yuǎn)程監(jiān)控、用戶管理等諸多優(yōu)勢，但也存在著民眾對(duì)其計(jì)量準(zhǔn)確性、遠(yuǎn)程控制斷電等質(zhì)疑。本文簡要分析了智能電表的應(yīng)用優(yōu)勢、具體應(yīng)用表現(xiàn)、用戶憂慮，希望智能電表在未來智能電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展中發(fā)揮更大效益。

關(guān)鍵詞：智能電表；智能電網(wǎng)

1、引言

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，帶動(dòng)了我國智能電網(wǎng)建設(shè)的全面推進(jìn)，對(duì)于電網(wǎng)設(shè)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(yīng)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(qiáng)、安全等級(jí)高等優(yōu)勢，能夠適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展的實(shí)際需求，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)和長遠(yuǎn)意義，應(yīng)該得到電力技術(shù)人員的重視和推廣。

2、智能電表在智能電網(wǎng)中的定位

荷蘭能源服務(wù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)會(huì)從功能劃分的角度確定了智能電表在智能電網(wǎng)中的定位。總體上，智能電表及AMI的建立是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。從功能的多少和智能化的程度將智能電網(wǎng)的建設(shè)以及智能計(jì)量系統(tǒng)的建設(shè)分為5個(gè)層次，從人工抄表、自動(dòng)抄表、高級(jí)計(jì)量架構(gòu)、智能電表、智能電網(wǎng)一步步推進(jìn)。隨著高級(jí)數(shù)據(jù)收集和需求響應(yīng)能力的提高，智能計(jì)量系統(tǒng)能夠與廣大用戶一起在用電高峰時(shí)段，實(shí)現(xiàn)削峰平谷，以提高電網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。智能電網(wǎng)自動(dòng)運(yùn)行程度的提高、能源效率和節(jié)能降耗能力的提高、運(yùn)行成本的控制都依賴于AMR和AMI的建設(shè)和完善。

3、智能電表的特點(diǎn)

3.1 功耗小

因?yàn)橹悄茈姳硎褂昧烁叨燃苫碾娮釉骷虼艘话忝繅K表的功耗僅有0.6w～0.7w左右，對(duì)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(yīng)式電表的功耗為1.7w左右。就表的誤差范圍而言，2.0級(jí)電子式電能表在5%～400%標(biāo)定電流范圍內(nèi)測量的誤差為±2%，而且目前普遍應(yīng)用的都是精確等級(jí)為1.0級(jí)的電能表，誤差更小。感應(yīng)式電表的誤差范圍則為+0.86%～-5.7%，而且由于機(jī)械磨損這種無法克服的缺陷，導(dǎo)致感應(yīng)式電能表越走越慢，最終誤差越來越大。國家電網(wǎng)曾對(duì)感應(yīng)式電表進(jìn)行抽查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)50%以上的感應(yīng)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(jì)量精度高

傳統(tǒng)感應(yīng)式電表存在著較大的計(jì)量誤差，而且其中的機(jī)械結(jié)構(gòu)在長時(shí)間使用之后因?yàn)槟p問題而導(dǎo)致計(jì)量誤差越來越大。而智能電表采用了數(shù)字化處理，能夠克服傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)磨損而導(dǎo)致精度較低的問題。當(dāng)前，現(xiàn)代智能電表的計(jì)量精度通常能夠達(dá)到1.0級(jí)以上，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，其計(jì)量誤差將更進(jìn)一步縮小。

3.3 功能多

智能電表由于采用了電子表技術(shù)，可以通過相關(guān)的通信協(xié)議與計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，通過編程軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的控制管理。因此，智能電表不僅有體積小的特點(diǎn)，還具有了能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、遠(yuǎn)程控制、反竊電、預(yù)付費(fèi)等相關(guān)功能，還可以通過對(duì)應(yīng)的操作軟件來對(duì)電表的參數(shù)進(jìn)行修改，來滿足用戶對(duì)控制功能的不同要求，而這些功能對(duì)于傳統(tǒng)的感應(yīng)式電表來說都是很難或不可能實(shí)現(xiàn)的。

4、智能電表在智能電網(wǎng)中的功能運(yùn)用

4.1 結(jié)算和帳務(wù)

復(fù)雜的賬務(wù)處理和結(jié)算電費(fèi)的過程是傳統(tǒng)電表工作中經(jīng)常用到的，然而在工作中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，使信息和數(shù)據(jù)丟失和混淆，現(xiàn)在通過智能電表能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的費(fèi)用結(jié)算信息處理，簡化了過去帳務(wù)處理上的復(fù)雜流程。

4.2 電能質(zhì)量和供電可靠性監(jiān)控、非法用電檢測

采用智能電表能實(shí)時(shí)監(jiān)測電能質(zhì)量和供電狀況，從而及時(shí)、準(zhǔn)確地響應(yīng)用戶投訴，并提前采取措施預(yù)防電能質(zhì)量問題的發(fā)生。傳統(tǒng)的電能質(zhì)量分析方式在實(shí)時(shí)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(dòng)、外部磁場的干擾、表計(jì)參數(shù)的更改等事件，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)竊電現(xiàn)象。對(duì)于竊電高發(fā)區(qū)，通過將總表的數(shù)據(jù)和其下所有表計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，也可以及時(shí)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(gòu)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(wù)，盡可能減少能源消耗。建模和預(yù)測智能電表采集的水、氣、熱能耗數(shù)據(jù)可以用來進(jìn)行負(fù)荷分析和預(yù)測，可估算和預(yù)測出總的能耗和峰值需求，從而促進(jìn)合理用電、優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃和調(diào)度等。

4.4 實(shí)現(xiàn)能源消耗預(yù)測及能效管理

通過合理利用智能電表，能夠及時(shí)的對(duì)用戶的實(shí)際能耗情況進(jìn)行分析，并通過建模分析個(gè)人、企業(yè)的實(shí)際電能需求情況。這些信息能夠給配電網(wǎng)絡(luò)中心以及能源零售商帶來極大的便利，用戶根據(jù)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(shí)，還可以根據(jù)職能電表提供的反饋信息制定能源及消耗方式的轉(zhuǎn)換，將日常生活中個(gè)人、企業(yè)分布式發(fā)電設(shè)備所產(chǎn)生的電能合理分配到整個(gè)智能電網(wǎng)中，為整個(gè)電網(wǎng)功率、利益、價(jià)值的最大化提供有效的信息支撐。

4.5 故障分析、負(fù)荷遠(yuǎn)程控制

智能電表的測量功能有助于實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)元器件、電能表以及用戶設(shè)備的預(yù)防維護(hù)，例如檢測出電力電子設(shè)備故障、接地故障等導(dǎo)致的電壓波形畸變、諧波、不平衡等現(xiàn)象，測量數(shù)據(jù)還能幫助電網(wǎng)和用戶分析電網(wǎng)元件故障和網(wǎng)損等。通過智能電表的有效使用，能夠及時(shí)的采取負(fù)荷分析、建模和預(yù)測措施來面對(duì)企業(yè)和個(gè)人消耗的水、熱和氣等。

5、結(jié)語

伴隨著近年來科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國電網(wǎng)公司積極采用先進(jìn)的電器設(shè)備，將智能電表技術(shù)應(yīng)用到日常的工作當(dāng)中，有效提高了工作效率，將傳統(tǒng)的電表使用范圍進(jìn)行了擴(kuò)大。智能電表的雙向通信和計(jì)量的功能能夠有效的節(jié)約用電用戶電能的消耗，改善個(gè)人或企業(yè)的用電習(xí)慣，有助于能源的節(jié)約。同時(shí)智能電表的使用時(shí)智能電網(wǎng)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(jí)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(jí)工程師，研究方向：智能用電和應(yīng)用。