作者簡(jiǎn)介：韋傳杰（1978.01-），男，海南東方人，大學(xué)本科，工程師，主要從事電能表設(shè)計(jì)制造工作。

摘 要： 智能電能表在電力企業(yè)的電力供應(yīng)中發(fā)揮著重要作用。本文首先針對(duì)智能電能表做出基本概述，分析了智能電能表的功能特點(diǎn)，闡述了智能電能表的優(yōu)點(diǎn)，研究了智能電能表的應(yīng)用前景，以期大家通過本文，能夠?qū)χ悄茈娔鼙碛懈M(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，加大對(duì)于智能電能表的廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 智能;電能表;功能

【中圖分類號(hào)】 TB22? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B? ? ?【文章編號(hào)】1674-3733（2020）14-0190-02

引言：電能表是一種計(jì)量?jī)x表，其針對(duì)累積發(fā)出或是消耗的電能量實(shí)施計(jì)量，通常用作電力供應(yīng)企業(yè)和電力用戶、各種電網(wǎng)管口以及電網(wǎng)變電所間無功與有功電能量的結(jié)算，同時(shí)也可用作電力供應(yīng)企業(yè)網(wǎng)損和線損的統(tǒng)計(jì)中。電能表已經(jīng)有很多年使用歷史，伴隨著科技的高速發(fā)展，電能表也經(jīng)過了一代又一代的更新。當(dāng)前，智能電能表受到廣泛歡迎，被廣泛應(yīng)用于實(shí)際中，國內(nèi)電能表的發(fā)展正在朝向智能化以及信息互動(dòng)化的方向逐步邁進(jìn)。

1 智能電能表基本概述

智能電能表是基于智能電網(wǎng)和用戶之間的連接而研制出的一種電子設(shè)備，其不但具有計(jì)量電能的基礎(chǔ)功能，同時(shí)還兼具人機(jī)交互、信息傳輸以及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)等眾多功能，并能夠配置各種各樣的智能用電購電卡，給用戶通過互聯(lián)網(wǎng)交付電費(fèi)以及充值等相關(guān)活動(dòng)提供了方便，智能電能表具備多方面功能，方便了用戶的正常生活，并確保了電力公司的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，大大節(jié)約了人力資源，保證了智能化、便捷化管理的實(shí)現(xiàn)，與當(dāng)前國家大力倡導(dǎo)的持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略相吻合。關(guān)于電能表的分類，就當(dāng)前國際上實(shí)際應(yīng)用的電能表可以分成四個(gè)基本類型，分別是普通電子式、機(jī)電式、機(jī)械式及其智能電能表。而就國內(nèi)智能電網(wǎng)建設(shè)方面而言，經(jīng)常運(yùn)用的智能電能表可以分成兩種，分別是全電子電能表和機(jī)電一體化電能表。

2 智能電能表的功能特點(diǎn)

2.1 電能雙向計(jì)量

關(guān)于智能電能表，具有眾多計(jì)量功能，可以實(shí)現(xiàn)正向和反向有功電能以及四象限無功電能的計(jì)量作用，同時(shí)可以根據(jù)這些設(shè)定組合無功及有功電能量。并具備分相和分時(shí)的計(jì)量作用，針對(duì)每一時(shí)段無功和有功電能量和總電能量分別實(shí)施累計(jì)和保存。應(yīng)用雙向計(jì)量技術(shù)可以達(dá)到具備分布式發(fā)電能力用戶的實(shí)際需要，確保電能可以運(yùn)用的更加合理。

2.2 信息存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

智能電能表中內(nèi)部配置了具有較大容量的存儲(chǔ)芯片，可以實(shí)際測(cè)量與保存無功和有功功率、電流、電能量等眾多計(jì)量值。可以保存很多結(jié)算日的單向或是雙向總電能以及各種費(fèi)率電能相關(guān)數(shù)據(jù)信息，及其各種不同的最大需量值與出現(xiàn)的具體時(shí)間，并且可以針對(duì)不平衡、編程、斷相、失流等相關(guān)事件加以監(jiān)控，滿足對(duì)于用戶實(shí)際用電情況的隨時(shí)監(jiān)測(cè)。

2.3 信息交互和自動(dòng)控制

智能電能表的通信接口應(yīng)用于大多數(shù)智能家居應(yīng)用中的數(shù)據(jù)信息傳輸以及智能網(wǎng)關(guān)通信。關(guān)于數(shù)據(jù)的通信方式具體如表一所示。

電網(wǎng)公司可以利用電能管理系統(tǒng)針對(duì)用戶實(shí)際用電的情況實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，可以有效檢測(cè)電能質(zhì)量、檢測(cè)裝置受到干擾的情況，針對(duì)負(fù)荷情況實(shí)施控制管理，給電網(wǎng)公司對(duì)于設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀況的評(píng)估提供技術(shù)支持，針對(duì)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)加以優(yōu)化。

2.4 全預(yù)付費(fèi)和安全認(rèn)證

針對(duì)在用戶側(cè)安裝的智能電能表需要具備一定費(fèi)用控制作用，可以分為本地費(fèi)用控制以及遠(yuǎn)程費(fèi)用控制兩種方式，可以利用本地CPU卡購電或是利用接口進(jìn)行遠(yuǎn)程拉閘確保預(yù)付費(fèi)作用的有效實(shí)現(xiàn)。相較于以往的電能表而言，因?yàn)橹悄茈娔鼙砭哂懈嗤ㄐ欧绞揭约皯?yīng)用功能，作用呈現(xiàn)多樣化特點(diǎn)，并且數(shù)據(jù)信息安全方面的要求也相對(duì)較高，智能電能表內(nèi)部應(yīng)安裝具有相同規(guī)定的安全模塊實(shí)施加密與解密認(rèn)證操作。例如，國家電網(wǎng)中根據(jù)規(guī)定需要運(yùn)用ESAM芯片當(dāng)作安全模塊，用作保存表中的安全密鑰以及數(shù)據(jù)信息，可以確保數(shù)據(jù)信息的加密和解密、保存權(quán)限的控制、安全保存等多項(xiàng)功能的有效實(shí)現(xiàn)，避免竊聽通信數(shù)據(jù)信息及其入侵篡改表計(jì)數(shù)據(jù)情況的發(fā)生。

3 智能電能表的優(yōu)點(diǎn)

3.1 能量消耗低

智能電能表采用的計(jì)量方式是電流和電壓轉(zhuǎn)化為電子脈沖，該種方式大大節(jié)約了能量的消耗。據(jù)相關(guān)資料顯示，智能電能表電子元器件所采用的計(jì)量方式，每一塊智能電能表消耗的能量會(huì)降低到0.6-0.7瓦。當(dāng)前，我國房地產(chǎn)事業(yè)得到快速發(fā)展，同一個(gè)樓層能夠使用一只集成式的多用戶電能表，確保同一樓層每一戶電能分別計(jì)量的良好實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一管理，給管理的開展提供了有力保障，同時(shí)多用戶集成電表能量的消耗為1.7瓦，如此實(shí)現(xiàn)了能源的大幅節(jié)約。

3.2 計(jì)量精準(zhǔn)度高

相較于以往機(jī)械計(jì)量的方式而言，智能電能表的計(jì)數(shù)方式更為精準(zhǔn)，同時(shí)由于金屬疲勞和機(jī)械磨損導(dǎo)致電能表不運(yùn)轉(zhuǎn)情況的發(fā)生。據(jù)有關(guān)信息顯示，過去所采用的感應(yīng)式電能表的精準(zhǔn)度在運(yùn)轉(zhuǎn)五年后，誤差會(huì)超出正常范圍;而對(duì)于智能電能表而言，2.0級(jí)的全電子智能電能表所準(zhǔn)許的誤差范圍是±2%，同時(shí)可以長期維持精準(zhǔn)的計(jì)量，全電子智能電能表準(zhǔn)許的誤差范圍更小，并且具有較為良好的穩(wěn)定性。

3.3 安全系數(shù)高

設(shè)計(jì)與生產(chǎn)加工智能電能表時(shí)，應(yīng)用了安全系數(shù)相對(duì)偏高以及過載范圍較寬的材料及量程，確保設(shè)備在異常低壓以及高壓的狀況下能夠穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)前，普遍應(yīng)用的全電子智能電能表量程是10以上倍率，能夠在40-100赫茲的頻率范圍中工作，有效彌補(bǔ)了過去電能表量程小和工頻不足的缺點(diǎn)，而利用這樣的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，智能電能表的安全系數(shù)要遠(yuǎn)超出過去所采用的感應(yīng)式電能表。

3.4 功能齊全

關(guān)于智能遠(yuǎn)傳表，可以有效傳輸用戶實(shí)際用電量以及用電方面的動(dòng)態(tài)信息內(nèi)容，智能采集器可以以動(dòng)態(tài)的方式針對(duì)用戶用電的大小及規(guī)律加以檢測(cè)，通過智能轉(zhuǎn)換器可以把電流與電壓轉(zhuǎn)化為電子脈沖信號(hào)，實(shí)施電子計(jì)數(shù)，同時(shí)傳輸相應(yīng)信號(hào)。利用這一系統(tǒng)，可以有力保障階梯電價(jià)、遠(yuǎn)程斷電和送電、遠(yuǎn)程抄表等作用的實(shí)現(xiàn)。

3.5 節(jié)約資源

智能電能表所應(yīng)用的是電子材料，具有較高的集成化程度，其之于金屬材料的實(shí)際需要相對(duì)偏小，能夠?qū)崿F(xiàn)能源的有效節(jié)約。

4 智能電能表的應(yīng)用前景分析

4.1 配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)

當(dāng)前，配網(wǎng)側(cè)的潮流分布情況往往不夠精準(zhǔn)。伴隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴(kuò)大，電力工業(yè)管理體制市場(chǎng)化的進(jìn)程也正在逐漸加速發(fā)展，針對(duì)于估測(cè)精度方面的要求也漸漸提升。在用戶側(cè)加入更多用戶測(cè)相關(guān)測(cè)量節(jié)點(diǎn)，可以獲取更為精準(zhǔn)的網(wǎng)損以及負(fù)載信息內(nèi)容，有效規(guī)避相關(guān)電力設(shè)備電能質(zhì)量出現(xiàn)惡化以及過負(fù)載情況的發(fā)生。利用眾多測(cè)量數(shù)據(jù)信息的有效整合，能夠針對(duì)未知狀況做出預(yù)估，并校驗(yàn)所測(cè)量數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)程度。

4.2 電能質(zhì)量及供電可靠性監(jiān)測(cè)

不管是由電網(wǎng)運(yùn)作的實(shí)際需求方面進(jìn)行考慮，抑或是由供電用戶的實(shí)際需求方面做出考量，強(qiáng)化之于供電可靠性以及電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)都具有非常重要的作用。利用智能電能表可以針對(duì)實(shí)際電力供應(yīng)的情況以及電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如此可以在第一時(shí)間內(nèi)精準(zhǔn)地對(duì)用戶的投訴做出響應(yīng)，同時(shí)預(yù)先運(yùn)用相關(guān)措施對(duì)電能質(zhì)量問題的出現(xiàn)加以預(yù)防。

4.3 用戶側(cè)負(fù)荷分析建模和預(yù)測(cè)

將智能電能表所獲取的用戶側(cè)基本數(shù)據(jù)信息以及用電數(shù)據(jù)信息作為基礎(chǔ)，能夠針對(duì)各種不同用電分別實(shí)施趨勢(shì)以及典型性分析，同時(shí)在完成各種負(fù)荷類型特點(diǎn)分析的前提下，根據(jù)相關(guān)氣象因素針對(duì)各種不同用戶的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)信息內(nèi)容分別實(shí)施有關(guān)因素的分析和主成分的分析，且將其當(dāng)作基礎(chǔ)創(chuàng)建科學(xué)的關(guān)于負(fù)荷的預(yù)測(cè)模型，針對(duì)用戶側(cè)的負(fù)荷實(shí)施中短期的預(yù)測(cè)，加之經(jīng)濟(jì)、政治和社會(huì)等方面因素之后，創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)模型，應(yīng)用組合法便能夠預(yù)測(cè)用戶側(cè)實(shí)際的負(fù)荷情況。

4.4 防竊電平臺(tái)的建設(shè)

結(jié)合各種不同智能電能表及其低壓配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)收集數(shù)據(jù)信息的類型與性質(zhì)，能夠給出網(wǎng)絡(luò)防竊電平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)。有效規(guī)避電力偷竊及其電能計(jì)量設(shè)備遭到破壞情況的發(fā)生。針對(duì)隨時(shí)可能發(fā)生計(jì)量設(shè)備故障以及運(yùn)轉(zhuǎn)安全隱患方面的問題，可以利用即刻上傳故障問題以及計(jì)量參數(shù)等方面的信息，給計(jì)量工作人員第一時(shí)間內(nèi)精準(zhǔn)判斷與處理設(shè)備故障等問題提供便利條件。

4.5 用戶能量管理

利用智能電能表收集到的數(shù)據(jù)信息，能夠創(chuàng)建關(guān)于用戶的能量管理系統(tǒng)，確保給各種不同用戶提供能量管理方面服務(wù)的有效實(shí)現(xiàn)，這樣不但可以針對(duì)室內(nèi)濕度、照明以及溫度等方面加以控制，同時(shí)能夠降低能量的損耗，達(dá)成節(jié)能減排的目的。

結(jié)束語：總而言之，因?yàn)橹悄茈娔鼙砭邆涠喾N計(jì)量功能運(yùn)用，如針對(duì)所采集的電能數(shù)據(jù)信息進(jìn)行保存和傳輸?shù)?，智能電能表的?shí)際運(yùn)用已經(jīng)逐漸成為了今后社會(huì)發(fā)展的必然方向。結(jié)合智能電能表所具有的功能特點(diǎn)，我們能夠看出，智能電能表的發(fā)展空間十分寬廣。在電力網(wǎng)路系統(tǒng)中運(yùn)用智能電能表可以在技術(shù)上給予電力公司支持，同時(shí)數(shù)據(jù)信息內(nèi)容的保存以及傳輸也給電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)提供了有力保障，促進(jìn)了我國電力行業(yè)的良好發(fā)展。

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