淺論智能電表在智能電網(wǎng)中的作用及應(yīng)用前景

王倩

（河南省電力公司商丘供電公司檢修部，河南 商丘 476000）

淺論智能電表在智能電網(wǎng)中的作用及應(yīng)用前景

王倩

（河南省電力公司商丘供電公司檢修部，河南 商丘 476000）

為了適應(yīng)我國電力的現(xiàn)代化，適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾對(duì)電力能源的需要，尤其是在應(yīng)對(duì)全球氣候變暖、能源危機(jī)，以及我國嚴(yán)重霧霾污染的局面下，我國電力能源系統(tǒng)必須做到高效、清潔、智能。因此構(gòu)建智能電網(wǎng)刻不容緩，智能電表作為智能電網(wǎng)中的重要一環(huán)具有非常大的市場應(yīng)用前景，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)測量、數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)調(diào)零、多模式現(xiàn)實(shí)、人機(jī)交互、可操作并且具有一定的人工智能等功能。

智能電網(wǎng)；智能電表；電力；能源

為了適應(yīng)我國電力的現(xiàn)代化，適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾對(duì)電力能源的需要，尤其是在應(yīng)對(duì)全球氣候變暖、能源危機(jī)，以及我國嚴(yán)重霧霾污染的局面下，我國電力能源系統(tǒng)必須做到高效、清潔、智能，在2010年6月胡錦濤同志在兩院院士大會(huì)上以國家層面的高度指出“構(gòu)建覆蓋城鄉(xiāng)的智能、高效、可靠的電網(wǎng)體系”，正式將建設(shè)智能電網(wǎng)（smart grid）上升為國家戰(zhàn)略。

構(gòu)建智能電網(wǎng)（smart grid）包括很多方面，智能電表是與人民群眾接觸最多、使用最廣的智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集基本設(shè)備，是智能電網(wǎng)上最基本的數(shù)據(jù)采集設(shè)備之一。智能電表作為我國智能電網(wǎng)戰(zhàn)略中重要的一環(huán)，市場需求量非常大，據(jù)電工儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)資料預(yù)測，我國“十一五”末期，我國智能電表需求量達(dá)到9 000萬臺(tái)，其中居民用智能電表至少6 000萬臺(tái)，而Cirrus logic公司的分析數(shù)據(jù)預(yù)測，十一五起步的5年內(nèi)，智能電表的年增長率能夠達(dá)到33%。

1 智能電表簡介及在智能電網(wǎng)中的作用

智能電表各國之間的定義不同，我國電力行業(yè)對(duì)其的概念認(rèn)定是：以微處理器為核心的能夠保存并實(shí)時(shí)分析用電數(shù)據(jù)，綜合并給出相應(yīng)報(bào)告診斷的儀器，具有自動(dòng)測量、數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)調(diào)零、多模式現(xiàn)實(shí)、人機(jī)交互、可操作并且具有一定的人工智能等功能。

智能電表不僅能夠采集用戶的基本用電數(shù)據(jù)信息，還能在此基礎(chǔ)上起到傳輸、信息集成、優(yōu)化分析和多功能展現(xiàn)等重要功能，作為運(yùn)營方的國家電網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)抄表（AMR，automatic meter reading），節(jié)省大量人力資源，并減少錯(cuò)誤率，結(jié)合網(wǎng)上營業(yè)廳系統(tǒng)或者其他電子商務(wù)平臺(tái)（如淘寶、支付寶、微信）能夠更便捷地為人民群眾實(shí)現(xiàn)“不出門”的用電體驗(yàn)，是優(yōu)化電力服務(wù)的基礎(chǔ)。同時(shí)以智能電表為基礎(chǔ)的大數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化能夠?qū)崿F(xiàn)高級(jí)測量體系（AMI，advanced metering infrastructure），這種數(shù)據(jù)服務(wù)能夠更好地為用電大戶的企業(yè)或公司提供更加詳細(xì)的用電信息，使用戶能夠更好地優(yōu)化自己的生產(chǎn)或經(jīng)營方式，節(jié)省更多的電能。智能電表的數(shù)據(jù)分析能力能夠使電力企業(yè)掌握更為精準(zhǔn)的市場信息，以提供更科學(xué)的更靈活的用電定價(jià)體系。同時(shí)智能電表還能高效精準(zhǔn)地檢測故障，使故障的檢測和排除更加迅速，起到強(qiáng)化電力網(wǎng)絡(luò)控制和管理的目的。

2 智能電表的功能應(yīng)用

2.1 自動(dòng)抄表和結(jié)算。智能電表能夠通過電力纜線實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)程傳輸，能夠?qū)崟r(shí)地將用電數(shù)據(jù)傳輸給電力公司，可實(shí)現(xiàn)費(fèi)用結(jié)算的自動(dòng)實(shí)時(shí)管理，簡化了以往的人工抄表，賬戶核算等復(fù)雜繁瑣的程序，為電力公司節(jié)省大量的人力資源和行政資源，在未來我國電網(wǎng)銷售分離更加自由的電力市場環(huán)境下，對(duì)縮減企業(yè)成本非常關(guān)鍵，還能實(shí)現(xiàn)根據(jù)用電信息及時(shí)轉(zhuǎn)換能源零售商，推進(jìn)電力市場市場化的建設(shè)。對(duì)于用戶來說，自動(dòng)抄表結(jié)合網(wǎng)上營業(yè)廳系統(tǒng)或者其他電子商務(wù)平臺(tái)（如淘寶、支付寶、微信）能夠?qū)崿F(xiàn)更加方便快捷的用電和繳費(fèi)體驗(yàn)。

2.2 估算配網(wǎng)狀態(tài)。在現(xiàn)行電網(wǎng)，配網(wǎng)側(cè)的分部信息往往存在很大的偏差，主要是傳統(tǒng)的機(jī)械電表不能實(shí)現(xiàn)信息的分析和實(shí)時(shí)傳遞，因此需要用戶端增加測量節(jié)點(diǎn)，以獲取網(wǎng)絡(luò)模型、負(fù)載估計(jì),再結(jié)合變電站高壓側(cè)的測量信息綜合測算，這種算法得出的數(shù)據(jù)很不精確，如果采用智能電表，每一個(gè)電表都相當(dāng)于一個(gè)實(shí)時(shí)在線的測量節(jié)點(diǎn)，這種精確的數(shù)據(jù)綜合再結(jié)合統(tǒng)一用電算法能夠?qū)崿F(xiàn)配網(wǎng)信息狀態(tài)的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)分析。

2.3 用戶端的故障處理。智能電表能夠?qū)崟r(shí)傳遞用電信息，因此能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)現(xiàn)免投訴高效響應(yīng)，第一時(shí)間精確定位故障點(diǎn)，能夠排除故障和預(yù)防用電質(zhì)量問題

2.4 負(fù)荷分析。綜合用電數(shù)據(jù)，能夠得出一個(gè)地區(qū)的用電特征，估算和預(yù)測總能耗和用電峰值及需求，合理管理能夠促進(jìn)合理用電、節(jié)能降耗、優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃和調(diào)度。

2.5 實(shí)現(xiàn)階梯電價(jià)。能夠根據(jù)用戶的用電特點(diǎn)，引導(dǎo)用戶避開用電高峰，減少峰值負(fù)荷。

2.6 節(jié)能減排。引導(dǎo)用電大戶企業(yè)用戶錯(cuò)峰用電，促進(jìn)其調(diào)節(jié)用電習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)分時(shí)電價(jià)、現(xiàn)貨價(jià)格電力合同、帶回購的電力合同等更靈活更市場化的經(jīng)營方式，起到了用市場規(guī)律優(yōu)化配置資源的目的。

2.7 以物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能家庭。以智能電表為接入，合理管理家庭的用電行為，及時(shí)提供用電安全警報(bào)，結(jié)合其他傳感器實(shí)現(xiàn)家電的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控。

2.8 檢測非法用電。智能電表的構(gòu)架使得對(duì)電表的篡改更難，智能電表能夠自動(dòng)檢測出表箱的開啟、接線的變動(dòng)、表計(jì)軟件是否被篡改等問題，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)竊電現(xiàn)象。同時(shí)還可以通過數(shù)據(jù)分析對(duì)比得到不正常的用電方式從而確定竊電高發(fā)區(qū)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的竊電行為。

[1]殷樹剛,張宇,拜克明.基于實(shí)時(shí)電價(jià)的智能用電系統(tǒng)[J].電網(wǎng)技術(shù),2009,19:11-16.

[2]董力通,周原冰,李蒙.智能電網(wǎng)對(duì)智能電表的要求及產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議[J].能源技術(shù)經(jīng)濟(jì),2010,01:15-17.

[3]王思彤,周暉,袁瑞銘,易忠林.智能電表的概念及應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù),2010,04:17-23.

[4]李世松,趙偉.基于DDS信號(hào)發(fā)生器的智能電表動(dòng)態(tài)測量功能評(píng)估方法初探[J].電測與儀表,2010,10:1-5+20.

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