智能电能表的计量优越性及发展研究

智能电能表的计量优越性及发展研究

作者：王潇炜

来源：《中国科技博览》2013年第35期

【摘 要】文章通过回顾电能表的发展历程和介绍智能电表在电网中的重要作用和各项功能，提出了协同智能电网发展的新型电测仪器和仪表的研发方向，最后指出，智能电表的发展必将未来节能减排、智能电网的可持续发展发挥着重要作用。 【关键词】智能电网 智能电表 优越性及功能 发展研究

中图分类号：V351.31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-250-01

近几年来，随着电子新技术的不断涌现，电能表的产品结构和功能也发生了巨大变化。随着国家电力机构改革，厂网分开，竞价上网，建设坚强智能电网，分布式功能的推进，关口表的大量需求，促进了多功能电能表技术的发展。电子式多功能电能表的全面使用，对客户实行尖、峰、平、谷分时电价，供电公司在提高用电管理水平的同时，也提升了电网的经济效益。随着我国建设智能电网的推进，对电能表的计量功能提出了更高的技术要求，电能表的产品结构和各项功能，也随之发生了巨大的变化。电能表从感应式发展到数字式，从单一计费发展到多费率计费。作为智能电网的关键设备，将智能电表开发成小型化、化、一体化、互动化和智能化是当前技术发展的重任。 一、电能表计量技术的发展

随着国家电网公司实施智能电网战略，变电站将向智能化方向发展，一次设备升级为智能电力设备，二次设备则成为整合后的智能控制单元，这是一次性的变革。因为，智能电网是当今世界电力系统发展的趋势，是下一代电网的发展方向。智能电网要求电网能够适应多种能源类型发电方式的接入，能够适应大多客户自主选择用电的需要，能够适应电网与客户间的双向能量流、双向信息流和双向资金流的信息互动。也就是说，电网运行者和客户能够及时地进行信息交换，使客户真正成为电网的一个组成部分，为电网的安全、经济、高效运行作出贡献。这种灵活、双向的智能式互动，对电能计量装置提出了更高的技术要求，为此，需要加快对日前客户侧使用的电能表进行一系列的技术升级或改造，使其过度到智能化。 二、智能电能表的优越性及主要功能特点 1、智能电能表优越性

1）节省电费开支：用户可充分利用峰、谷电价的差异自主定制用电方案，做到用相同的电，花最少的钱。

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2）消费自主透明：用户在自家电表上就可以实时查询当前电价和剩余电费金额，轻松掌握用电信息，做到明明白白消费。

3）缴费更方便快捷：用户可在各个营业厅缴费充值，缴费便捷。

4）避免欠费停电：余额不足时，智能电表会自动及时报警提醒用户缴费充值，避免欠费停电带来的损失。

5）停电后恢复迅速：在停电后，用户只需插入充值后的购电卡就可以自主恢复供电，不用再等待工作人员上门操作，减少了等待时间。

6）缴费周期更加灵活：智能电表配合购电卡使用可以真正实现用户想用多少就充多少，不再需要每月到营业厅缴费。

7）避免人为差错：智能电表可以根据用户用电量主动结算，避免传统人工抄表方式可能带来的差错。

8）有效防止电表故障：通过智能电表的远程信息传送功能，电力工作人员可以实时监控电表工作状态，及时发现电表故障，避免给用户带来损失。 2、智能电能表的主要功能

二十世纪九十年代初期，电能表以机电一体为主，俗称工业多费率电能表；中期采用数字式电能表；中后期使用IC卡电能表、电力载波仪表等。二十一世纪初，国家试行并加大两部制电价和分时计费的应用范围，促进了电子式多费率电能表的发展及使用。

电子式多功能电能表具有分时计量正向有功功率、反向有功功率多费率电能及总电能功能，以及四象限无功电能计量等功能，通过RS-485通信口在一定的通信规约下进行通信，实现本地或远方抄表以及参数设置。另外，还具有记录最大电能需求量、冻结与存储电能量、测量电压和电流量、记录失压等功能。

智能电表是智能电网的核心设备之一，而智能电表的核心作用，是实现用电客户与电力公司之间的信息交换。因此，客户端必须安装用电信息采集和电息处理的、双向互动的智能电表。

智能电表实行对电力需求侧管理，利用电网实行的分时电价，对客户的用电量实行削减高峰时段负荷，提高低谷时段负荷，在减少客户用电成本的同时，对电网的削峰填谷作出贡献。

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智能电表区别于传统电能表，主要是具有双向实时通信功能和互动性，为实施阶梯电价提供了可能。比如：供电部门可以通过智能电表，向客户发布实时电价信息，而用电客户则可以据此合理用电；供电部门可以通过智能电表，向客户定时、定期发布用电记录，而用电客户及时掌握用电信息，可以节约用电；反之，用电客户也可以通过智能电表，向供电部门上传近期的用电打算，协同供电部门制定用电方案，可以减少电网备用容量，提高电网经济效益。当然，用电客户也可以通过智能电表远程购电。

智能电表除了具有用电控制功能和信息互动功能外，还具有帮助客户自动实现智能用电控制的功能。比如：对智能家电进行通信控制、根据不同电价的参数设定，自动启停家用电器；通过改变大功率用电设备的使用时间，达到节省电费的目的。 三、社会效益和研究方向 1、社会效益

智能电表实现了电网企业与用电客户间的信息交互、需求交互、和谐共赢。从客户侧来说，个性化、需求化、灵活的电能需求可以得到实现。智能电表让客户随时了解自己的用电记录、当时的供电量和费率信息，便于及时采取节电措施，参与节电和节能。

在智能电网实行阶梯电价时，客户可以根据自己的用电情况，改变用电需求。在供电量供不应求时，客户用电量超过合同规定时，可以实行更高电价计算电费，使客户减少对电量的需求；在供电量供过于求时，客户用电量超过合同规定时，可以实行更优惠电价计算电费，鼓励客户增加用电量的需求，减少社会对电力投资的浪费。

智能电表能够提供实时数据，为实施阶梯电价提供了保证，推进了仪器和仪表系统的数字化、智能化、网络化的应用，从机械表向模拟表向数字表转向智能表。 2、研制新计量装置的方向

智能电网通过运用IT技术来平衡客户对供电量的需求，是由智能电表实现客户与供电公司间的双向实时通信和互动实现的。为此，开发对信息能进行采集、测量、处理与控制的智能电表是当前研制计量装置的重点。可以通过微型计算机技术来提高仪器仪表的性能，提升数据处理能力以及自动化和智能化程度。仪器仪表不仅可以单项使用，而且可以通过标准接口和数据通道，与电子计算机结合起来，组成各种测试控制管理综合系统，满足更高的实时检测信息要求。

其实，电测仪器智能化，主要是进一步拓展电测仪器的软件化和智能化技术。比如：总线式自动测试技术、综合自动化测试系统、新型元器件测量技术、在线测试技术、信息产业产品测试技术、多媒体测量技术、用电监控管理技术等。

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为了进一步提高电测仪器和仪表的性能，增强耐受各种苛刻使用环境的能力，提高可靠性和使用寿命，电测仪器和仪表将采用新材料及智能化集成元器件，甚至是机器人。例如：采用超声波、微波、射线、红外线、核磁共振、超导、激光等新技术；采用各种新型半导体敏感元件、大规模集成电路、集成光路、光导纤维等新一代元器件，实现电测仪器和仪表的 小型化、化、一體化，用以减轻重量、降低生产成本、便于使用与维修等。 四、结语

综上所述，智能电能表是一种绿色表计，由于它的需求响应的功能，因此可以根据表计所反馈的信息，用户既可节省能源，又提高能源利用效率，对未来节能减排、电网的可持续发展发挥着重要作用。同时国家电网公司建设统一坚强智能电网的规划，也给国内计量和用电信息采集设备、系统的开发带来了前所未有的机遇。随着智能电网建设步伐的加快，国内厂商在智能电表领域的研究和推广必将掀起新的热潮。各种新材料、新技术、新工艺的采用也必将极大地提升国内表计设备的整体水平，从而为我国智能电网的发展提供坚强的技术保障。