關于智能電能表發展的研究

羅玉榮

摘 要：智能電能表是一種綠色表計，是智能電網建設中的重要基礎設備之一，其質量和功能對智能電網的構建有著決定性的作用。文章首先對電能表的發展歷程進行梳理和總結，在此基礎上，提出智能電能表的發展前景和應該具有高級功能。

關鍵詞：電能表；發展歷程；智能電能表；采集數據；應用前景

1 概述

隨著《堅強智能電網綜合研究報告》、《堅強智能電網發展規劃綱要》、《國家電網總體規劃設計》以及《國家電網智能化規劃總報告》等一系列的國家智能電網發展的宏觀政策發布，我國的智能電網開始進入國家戰略層面的發展。智能電網中信息的監測、傳輸、分析和決策是智能電網的核心關鍵問題，其中信息的監測是智能電網中其他關鍵問題得以解決的前提，只有準確地智能地監測到各類信號才能進一步保障智能電網的正常運行。因此，電網中信息的監測工具——智能電能表的研究也已經成為了電力行業的一個關鍵論題之一。

根據國家發布的企業標準，智能電能表可以定義為“由測量單元、數據處理單元、通信單元等組成，據有電能量計量、數據處理、實時監測、自動控制、信息交互等功能的電能表”。電力首先對智能電能表的發展歷程進行梳理和總結，在此基礎上，結合作者實際工作經驗分析在智能電能表發展過程中所存在的問題，期待可以給讀者一定的啟發作用。

2 智能電能表的發展歷程

自從德國人愛迪生（Thomas Alva Edison）在18世紀90年代發明了直流電流表（安時計），隨后，意大利科學家弗拉里斯（Ferraris）提出利用旋轉磁場的遠離對電能量進行測量，此后一年，世界第一塊感應式電能表被制作出來，在以后的相當長的一段時間內，主要是更換各種材料制成的組件，針對電能表的質量和體積進行優化。從傳統電能表發展到智能電能表可以總結為以下幾個發展階段。

2.1 感應式交流電能表階段

這是我國使用的最開始階段，在二十世紀二十年代開始，我國均采用感應式交流電能表。感應式交流電能表主要是利用電磁感應所產生的電磁力轉動圓盤指針，用機械計數器累加所記錄的電量。這個電能表功能比較單一，機構簡單。精度較低，同時安全性和準確性不高。

2.2 電子式交流表階段

二十世紀六十年代末，隨著全電子化電能計量裝置的實現和電子技術的不斷發展，電子式交流表開始大規模使用，并逐漸成為電能計量的主要工具。電子式交流表改變了傳統的感應傳感方式，利用微電子電路為基礎，主要有乘法器、P/f轉換器和計數顯示器等部分構成。這種電能表頻率范圍廣，功能相對較多，其精準度也相對較高，同時還具有通信的功能。

2.3 電子式多功能電能表階段

進入二十一世紀以后，一種集成的新型電子式多功能電能表被研制出來。它利用計量芯片和CPU對所取的信號進行處理后根據功能需要將數據傳輸至顯示單元和通信單元。電子式多功能電能表擁有專用的計量芯片，可以設置費率和記錄事件，同時，還有清零和電量凍結的功能。

2.4 智能電能表階段

隨著國家電網公司電力用戶的新型用電信息采集系統的構建，電能表開始擁有除了計費功能以外的功能，功能多元化開始進一步朝著智能化、模塊化、集成化和系統化發展。智能電表已經超越了傳統意義上的電能表，除了傳統電能表的功能以外，還有著實時監控、防竊電功能、自動控制功能以及雙向數據通信等功能，同時還支持分時計量和階梯計費等功能。

3 智能電能表發展應用前景

智能電能表是建設智能電網的基本智能終端設備，它對智能電網相關功能的實現有著極為重要的作用。國家電網公司在2009年制定了十二項智能電表企業標準，對電能表形式和功能進一步的統一要求。智能電能表與傳統的電能表最大的區別在于其“智能化”，主體要體現在可以在沒有人工參與的情況下自行發現問題、分析問題并依據一定的規則來解決問題，如何真正的實現智能化將是智能電能表將來需要解決的一個重要的關鍵性問題。

智能電能表是智能電網信號來源之一，是最基本的數據來源，尤其隨著電力系統對用戶的各種用電信息采集的不斷深入和發展，智能電表所采集的電力用戶的各類信息也將會得到進一步的深層次應用。預計將來智能電能表可以實現模糊狀態下的狀態估計、電能質量和供電可靠性的實時監控、用戶側負荷分析建模及預測以及防竊電用戶能量管理等功能，為不同類型的用戶提供相適應的能量管理服務，最大限度的降低能源消耗，實現節能減排。

4 結束語

隨著智能電網的建設的不斷深入，智能電能表所起到的作用也將會越來越重要，這也將對智能電能表的安全性和技術性提出更高層次的要求。因此，智能電能表必須與國家智能電網建設相適配，只有依據智能電網建設中需要的功能來不斷的改進和完善自身的功能，才能完美解決智能電網建設中的各類問題。

參考文獻

[1]朱中文，周韶園.智能電能表的概念，標準化和檢測方法初探[J].電測與儀表，2011，48（6）：48-53.

[2]王黎軍，陸東林.淺談智能電能表在智能用電系統中的重要性[J].科學之友： 中旬，2012（2）：139-139.

[3]Samarakoon K，Ekanayake J.Demand side primary frequency response support through smart meter control[C]//Universities Power Engineering Conference（UPEC），2009 Proceedings of the 44th International.IEEE，2009：1-5.

[4]陶鵬，張穎琦，牛春霞.智能電能表及智能終端通信規約測試平臺的研究與應用[J].河北電力技術，2009（B11）：13-15.

[5]李向鋒，宗建華.IEC62059 標準在智能電能表可靠性預計與考核驗證方法上的應用[J].電測與儀表，2010（1）：75-80.