對智能電網中智能電表技術的展望

摘 要:本文介紹了智能電表技術的研究和應用現狀，并對智能電表技術在未來的信息化、自動化、互動化智能電網環境中采用模塊化、系統化和網絡化技術和高級計量體系(AMI)，結合各種通訊方式，實現電力公司與用戶之間的雙向交互，在滿足抄表計費、管理決策和工程分析需求的基礎上，發揮合理用電，降低能耗作用的發展趨勢加以闡述分析。

關鍵詞:智能電網智能電表技術

中圖分類號:TP2文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)08(a)-0077-01

1 智能電表技術的研究和應用現狀

近年來在國內各行各業開始廣泛應用的基于微處理器的電子式多功能電表，具備了準確、快捷地測計電力參數、記錄事件、存儲負荷曲線、分析電能質量及通信等智能電表技術功能。但在使用上，卻僅體現出其自動抄表和便捷付費的功能優勢。

1.1 PLC網絡與載波電能表

自動抄表系統在PLC網絡支持下傳輸數據。PLC網絡是以載波電能表為通訊端節點與轉接點，以集中器為通訊交換節點，以220V電力線為通訊傳輸鏈路構成的電力線載波通訊網絡。其中的載波電能表，主要由電能計量電路和載波耦合電路組成，能運用FSK、ASK和PSK等調制方式，將電能數據調制到電力線上，再通過處于同一線路上的數據集中器進行的載波信號解調，將接收到的電能數據保存到存儲器中。PLC自動抄表系統是通過220V電力線進行數據傳輸。每一個載波電能表內除有進行精確地電能計量電路外，還需有載波耦合電路。它的功能是將電能數據調制到電力線上。常見的調制方式有FSK、ASK和PSK。而處于同一線路上的數據集中器則進行載波信號的解調，接收到數據后將數據保存到存儲器中。這樣，以載波電能表為通訊的端節點和轉接點，以集中器做為通訊的交換節點，以220V電力線做為通訊的傳輸鏈路，就形成了PLC通訊網絡。由于電力線存在大噪音、高衰減的特點，這就限制了通訊傳輸的距離。這就要求處于PLC網絡的通訊節點-電能表除了具備將信號進行中繼功能外，還需具備一定的噪音阻隔能力。

1.2 GPRS技術與無線數據傳輸

近年來全球移動通信系統GSM網運用GPRS引入分組交換技術，實現與Internet 連接，構成移動互聯網通信。不僅發揮了傳輸成本低、擴展性好、適應性強和設備維護方便等優勢，還大大提高了移動終端數據傳輸速率。因此，自動抄表系統選擇無線公網與移動互聯網的通信方式，作為抄表、故障定位、配變監測及負荷管理等系統通信的無線數據傳輸新通道。

1.3 intranet/internet技術與系統軟件

系統由數據服務器、抄表前置機、數據管理機和營業收費機組成。采用C/S加B/S式網絡架構，在intranet及internet技術支持下，完成從抄表數據收集到電費收取過程的管理。

(1)數據服務器對數據庫進行統一管理，以保證系統運行高效及數據的完整和安全。

(2)抄表前置機(通訊工作站)的能與集中器和管理表計進行無人值守的全天候不間斷通訊，并對抄收數據實施科學管理。其采用Visual C++工具開發，使通訊更為高效和可靠。

(3)數據管理機(管理終端)具有系統設置、權限分配、電量結算、數據維護及數據分析等功能。其采用快速應用程序開發工具，不僅具有良好的用戶界面，還能降低開發和維護成本。

(4)營業收費機面向用電用戶，進行電費收繳、用戶查詢和報表打印等操作。其采用的IE或NetScape 瀏覽器和ASP，使用戶的查詢與交費更加便捷。

2 基于智能電網的智能電表技術應用前景

隨著我國智能電網的建設和發展，智能電表技術也將采用先進的AMI計量體系，并走向模塊化、系統化和網絡化，在實現自動抄表和便捷付費的基礎上，發揮其以用戶和供電企業的信息交互為基礎的多項功能。

2.1 先進的AMI計量體系

AMI計量體系采用大量的智能電表和先進的傳感器等設備，結合雙向通信與監視系統，對用戶端用電狀況、電網設備的健全狀態及網絡安全狀態實施監測，將客戶端電表資料傳送回控制中心，并達成各種遠程資料讀取、提供、設定及控制等多種功能。除自動抄表外，還進行用戶負載控制與用戶用電品質管理。AMI搭配顯示器，增強了用戶與電力系統之間的靈活互動，為用戶提供能源使用信息、自發性節能及不同電價費率服務。

2.2 模塊化

智能電表采用功能模塊化設計，僅需更換部分功能模塊就能實現電能表的升級換代;其標準化的功能模塊和結構，為規范電能表研制和開發通過便利條件;通過現場或遠程升級更換故障模塊，能提高運維水平，節省維護費用。

2.3 網絡化

利用電力線載波網PLC、光纖與同軸電纜網HFC、固定電話網PSTN和無線移動網GSM/GPRS/CDMA等通信網絡，可將智能電表的部分功能從接入層上移到網絡層和數據管理平臺層，將智能電表采樣和存儲的電能數據信息實時傳輸到用電信息管理系統，并通過數據共享和綜合分析，實現用電管理部門對異地用電信息的實時測量和監控。而將要投入建設的電力光纖到戶工程，又會實現以電力光纖取代電線、網線、電話線及有線電視等多條線路的三網融合和資源共享，為智能電表的網絡化和系統化提供更為便捷、穩定、可靠且低價的電能信息數據傳輸信道和網絡。

2.4 系統化

通過綜合利用電力系統自動化技術和計算機技術，在數據控制管理平臺對海量的用電數據進行有效分析、處理及管理;通過網絡化與系統化，又能將用電信息管理系統的管理功能向分布性與開放性靈活擴展，進而提高其性能和便利程度。

3 結語

智能電表技術在智能電網環境下，具有更強的信息處理、交互、計量和通信能力，能在AMI中提供實時數據采集、存儲和傳輸，實現電功率計時計量、自動計費、階梯電價計費、優化用電等功能;并能實現供電企業與用戶之間的即時雙向通信交互，使每個用戶實時準確地了解用電情況和節省電能電費的最佳時間，自主選擇電器使用時間段，按需調度控制用電，合理制訂節電計劃，最大限度地降低能耗，節省電費。進而促進節能減排，增強電力系統的穩定性，提高電力企業的經營效率。

參考文獻

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