智能電能表電力能源節能作用研究與分析

張院鋒 謝超 馬輝

（1 國網陜西省電力公司陜西電力科學研究院 陜西西安 710064 2 國網陜西省電力公司檢修公司 陜西西安 710064）

1 電能表的發展

1880 年，美國人愛迪生利用電解原理制成了世界第一塊直流電能表，而交流電感應系電能表的制造理論到19 世紀末才基本形成。20 世紀中葉，隨著電子技術的不斷發展，才開始出現了脈沖式電能表。到20 世紀80 年代，電能表電子化在工業發達國家得到普遍應用，逐漸發展處全電子多功能電能表。2001 年，意大利電力公司開始為其國家安裝使用了3000×104臺智能電能表[2]。2007 年，美國將科羅拉多州的波爾德建成全球第一個智能電網城市，而智能電網實際也就是以智能電能表為基本的信息終端建成的。我國科學技術的進步，也促進了電能表技術的長足發展。2009 年，國家電網公司公布了智能電能表技術規范這一企業標準，規范了智能電能表功能和制造工藝，提出了新的電氣性能要求。

2 智能電能表電力能源節能作用

2.1 智能電能表自身功耗降低對電力能源節能的顯性作用

智能電能表是基于全電子多功能電能表技術發展而來，電子式電能表工作單元多采用CMOS 集成電路，其顯著特點是功耗低；傳統感應式電能表則是通過電壓線圈和電流線圈產生的工作磁通相互作用產生轉動力矩工作，功耗較高。在國家電網公司公布的單相智能電能表技術規范中要求單相智能電能表自身功耗要小于1.5W，而GB/T17215-2002《1 級和2 級靜止式交流有功電度表》要求的單相電能表自身功耗上限是2W，比國網智能電能表技術規范要求高出0.5W。實際生產中，單相智能電能表自身功耗基本在0.8W 以下，而相同規格的感應式電能表的自身功耗將近1.8W。

我們以2010 年國家第六次人口普查的家庭戶4.02×108戶為測算依據，考慮電能表制造實際功耗，計算比較每戶安裝智能電能表和感應式電能表自身消耗的電力能源量，以說明智能電能表通過新技術應用帶來的節能效果。這里我們應用到的時點能量計算公式W=Pt[3]，分別計算如下：

W (智能）=0.8W×24h×365÷1000×402000000=28.17×108kW·h

W (感應式）=1.8W×24h×365÷1000×402000000=63.39×108kW·h

ΔW=W(感應式）-W(智能）=63.39-28.17=35.22×108kW·h

W(智能）——表示全部安裝智能電能表一年的電表自耗浪費的電力能源量

W(感應式）——表示全部安裝感應式電能表一年的電表自耗浪費的電力能源量

ΔW——表示安裝智能電能表比安裝感應式電能表一年少浪費的電力能源量

通過以上數據顯示，安裝智能電能表后，全國一年可以節約用電35.22×108kW·h，這是一個小城市的全年用電量，節能效果顯著。

2.2 智能電能表對全社會建立節能意識的作用

在日常生活中，不切斷家用電器電源，讓其處于待機狀態以方便下次開機的現象普遍存在，這一方面是因為人的惰性使然；另一方面是節能意識淡薄，節能知識貧乏所致。據測算，在城市家庭的待機耗電已經占到家庭總耗電量的10%左右，卻仍然被大多數家庭所忽視。

我們計算一年一個家庭待機浪費的電力能源的多少：

W=20W×24h×365÷1000=245.28kW·h

這已經又近乎是一個普通城市家庭兩個個月的用電量。數據提醒我們日常節能意識建立是重要的。

智能電能表相對感應式電能表具有起動電流小，計量靈敏的性能特點，同時還具有誤差小，性能穩定的特質。微小電力能源的使用或浪費被準確、靈敏、穩定地記收在電費之中，會迫使城鄉居民形成家電待機要多交電費，微小用電也會有電費產生的意識，從而養成切斷不用電器電源、可用可不用的電力能源不再多用的好習慣，建立起全民家庭節能意識，為國家履行大國責任，完成節能任務貢獻正能量。

3 智能電能表應用展望

智能電能表的是電力產品新技術發展的產物，其優秀的電氣性能支持了國家節能事業，良好的計量特性促進了社會節能意識的建立。國家電網公司以很強的社會責任感制定和推行智能電能表企業規范，推進智能電能表應用，有著顯著的電力節能意義和實際效果。按照國家計劃，近幾年全國將安裝2.4×108只智能電能表，最終逐步實現居民計量全部應用智能電能表。

4 結語

能源是有限的，對于我們這樣人口眾多的發展中國家，能源顯得更為緊缺，全民節能已經是社會發展的要求。本文著重對國家電網公司倡導的智能電能表與感應式電能表進行電氣性能、計量功能特性對比，結合城鄉居民家庭浪費電力能源的特點對智能電能表節能進行研究分析，闡明其自身節能作用和促進節能意識建立的意義，以達到社會對智能電能表推廣應用的理解和支持的目的。

[1]國家發展和改革委員會組織編輯.“十二五”國家級專項規劃匯編[Z]北京：人民出版社，2013.

[2]趙偉,呂鴻莉,郭蘊蛟,著.電子式電能表及其在現代用電管理中的應用[M].北京：中國電力出版社，1999.

[3]邱關源.電路（第四版）[M].西安：西安交通大學出版社，2001.