智能電能表在計量管理中的應用分析

霍婷

摘要：電能是我國民眾日常生活的必須品，不論是工業發展還是居民生產生活都是根據電能開展的。自08年以來，我國制定了一系列方針和措施來鞏固我國的電網系統，增強其可靠性，直到今天智能電網給我們生活帶來的改觀是有目共睹的，同時國家和相關電表研發部門不斷的推陳出新，號召我國居民將老式的電表升級為新式的智能電表。本文將從智能電網的發展以及智能電表的結構和原理出發，詳細介紹智能電表的特點和優勢，根據我國當前的用電情況，制定下一步智能電表的改良和更新換代，為我國智能電表的發展提供可以借鑒的發展方向。

關鍵詞：計量管理；智能電能表；特點；應用

機械電表更換成智能電表后，很多消費者還是不習慣，但是智能電表確實是給我們的生活帶來了很多便捷。機械電表是電量控制型的，只能顯示用電量電量，智能電表是費用控制型的，不僅能夠顯示用電量也能夠顯示電費額度。未來執行峰谷電價、階梯電價后，電表會自動按照不同時間的電價扣除費用。若用戶購電卡內的余額沒有消費完，物價部門調整了電價，智能電表也會即時做出相應的價格調整，保障居民用電利益。

1智能電網的概述

我國的智能電力電網系統是世界上最全面、最安全的電網系統，和其他國家的電力網絡相比，我國的電力網絡不僅能夠實現簡單的輸電和用電功能，也能夠在關鍵時刻充當通信設備。其次，我國智能電網的建設結合了地質勘測、能源信息、機械設備、計算機網絡和控制系統等幾大學科，不僅能夠保障電力基礎設施在自然災害面前能夠保持良好的穩定性，且在電能的傳輸、使用和收費方面也增添了智能控制的元素，能夠讓繳費和服務反饋直接在用戶家里就能完成，大大減輕了老式電網經常維修的麻煩。另外更重要的是，智能電網搭載了新型的智能電表，該電表內部借助程序設置了安全密碼和防偷電系統，減少偷電行為的發生。

2智能電能表的構成及意義

2.1智能電能表的構成

單相電子式電能表是用來測量參比頻率為50Hz單相有功電能的電能表。該電子表采用國際先進的超低功耗大規模集成電路技術及SMT工藝制造的高新技術產品，具有測量精度高、穩定性好、可靠性高、顯示直觀、過載能力強等顯著優點。另外實現了雙向通訊功能和雙向計量功能合二為一的構想，該電子表內部還特別定制了一塊時鐘，使得電表在損壞的情況下顯示模塊也能夠正常工作，芯片外部耦合了防光電干擾裝置，提高了智能電表的可靠性和使用壽命，數據顯示采用低功耗液晶顯示屏，數據和故障記錄信息顯示直觀，同時具有無線電通訊功能，可以讓電網的工作人員隨時隨地登錄該電表的第三方平臺，對電表的內部性能進行測試，同時也方便用戶對電能數據的管理。

2.2智能電表對用戶的意義

供電部門可通過計算機和遠程售電管理系統對用戶預置購電量，并可設置透支報警電量、每月固定電量額度、電能超標電量等。此電能表上面設置了加密模塊，智能表上的所有數據信息均經加密處理，保障了用戶的用電利益，同時售電管理系統中存儲用戶地址、姓名、以及此用戶表的出廠表號、表常數等信息，便于用電管理與用電監察。

3智能電能表的特點

3.1線路和電源設計精良

電能表的線路設計選擇采用最先進的布線工藝，元器件的布局根據最新的電氣仿真結果，因此可保證整個電表長期穩定工作，精度基本不受頻率、溫度和電壓變化影響。整個電表體積小，功能強，密封性能好，可靠性較傳統電能表有明顯提高。為方便供電部門對表的標準化管理，表內設有誤差微調裝置。當電源失電后，不可逆沖的環保鋰電池作為后備電源，保證內部數據不丟失，日歷、時鐘和時段程序控制功能正常運行，來電后自動投入運行。在電能表端鈕盒上設置有光電耦合隔離脈沖輸出接口，以便于進行誤差測試或脈沖采集，脈沖輸出常數與標牌標志的表常數一致。

3.2雙向通訊功能更加先進

因為傳統的總線型在以太網絡里線路是共享的，收發在一條線路上，所以需要在發包之前偵聽一下，而雙工鏈路是收發獨立的，一個通道在接受數據的同時，另外一個數據通道也可以同時進行傳輸。雙向通訊功能在芯片內部也是收發獨立的，轉發芯片、PHY芯片都是兩個方向同時工作的，所以可以實現全雙工。機械式電表的電能數據基本上都是經過內部處理備份之后，才會將數據轉發出來，收到的電能信號時先分析處理，再查表轉發，多個數據共用一個處理器的方式方法，存在等級的優先順序，這樣就容易出現雙向沖突情況。為了避免數據共享造成的擁塞，該智能電表在出方向還有相應的擁塞調度機制保證。

3.3雙向計量的保護功能

明確的說，現在用的智能電表，正反向的電量可以獨立雙向計量，最后總有功電能是二者的絕對值累加和，當然也有用戶要求代數累加的，電力部門會有相應的事件記錄。不僅如此，開蓋也會有記錄，為了防止惡意偷電的用戶在電表上破壞計量前端，除了正面，四周背部都是鋪了密密麻麻的導線的PCB板，只要有點破壞，立馬閃爍液晶屏來警告用戶，同時上報竊電事件。機械的老式電能表更改接線有可能會造成反轉，但是電子式的基本不可能反轉，因為軟件里只加不減。即使破壞了計量的硬件部分，除非電表的固件被不良黑客共計篡改了。不過，固件版本號也會和服務器里的比較進行加密，所以即使反轉了，最后也會面臨竊電的處罰。理論上，大部分可行的方法，都有相應的防竊電措施。

4智能電能表電能計量的復合通信方式

智能電表的通訊方式和電子電表有很大不同，電子電表采用的單步通信的方式，而智能電表采用的是復合通訊的方式，這兩種方式對信號的計量和傳輸有很大的不同，尤其是多普勒頻移的影響，有線傳輸和無線傳輸的差別還是很大的。有線的OFDM技術對于載波頻移是非常敏感的。因為正交分解技術的特性，多普勒頻移現象可能對影響各個高頻載波之間發生干涉產生嚴重的載波間串擾UCD，并進而影響信噪比，增加誤碼率。這時即便是有cP的存在也不能解決問題。現在普遍的解決方法一般是用最大似然估計算法得到頻率偏差值，然后用均衡的辦法來補償正交數據不足帶來的損失。或者是利用相鄰子載波共同傳輸同一符號的辦法，減少誤碼率，從而減少多普勒頻移的損失，而無線的CDMA受多普勒頻移的影響就小得多了。高速的移動也只是會影響接收端在最高功率點的相位與接收信號作擴頻解調，信號能量存在部分丟失罷了。影響僅限于信號能量強度的減弱，另外關于小區的電路切換問題，現在的解決辦法一般是延展通信的重疊區域，減少切換的頻率。此外一般都會把切換區域放置在地下或者高架線路上，因為這兩個地方內無線環境相對簡單，覆蓋好，信號穩定。

5結束語

現在的智能電表智能化程度非常高，可實現先收電費再使用的預交系統，為管理方解決了拖欠水電費的難題。對于租金逾期不交者管理方可在電力控制后臺設置智能斷電停鎖，有效的杜絕了收費難和偷電的問題，也能夠給我國民眾帶來切實的利益和便利，高效地促進了我國的電力發展。