論智能電網建設中智能計量系統功能與應用

肖金金

【摘 要】在以智能電網為發展目標的背景下，智能計量系統以智能電網為基礎，對于用電信息采集與處理通過智能化技術的應用，有效實現了電網—用戶、用戶—業務間的實時互動。鑒于此，本文以智能電網建設中智能計量系統為論述對象，以其功能特征和相關應用為論述手段，就此展開專業分析。

【關鍵詞】智能電網；計量系統；智能功能

中圖分類號： TM76 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）27-0031-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.27.014

【Abstract】Under the background of the development of smart grid，the smart metering system is based on the smart grid，and the real-time interaction between grid-user and user-business is realized for the application of intelligent information collection and processing through intelligent technology.In view of this，this paper takes the intelligent metering system in the construction of smart grid as the object of discussion，and uses its functional characteristics and related applications as the means of discussion to conduct professional analysis.

【Key words】Smart grid；Metering system；Intelligent function

1 智能電能計量系統的組成及其功能

作為一種開放式電能計量系統，智能計量系統綜合表現出操控智能化與高度信息化特征，其組成主要包括用電大數據（分析）處理中心、雙向互動高速通信系統、智能用電采集系統以及與之配套的智能檢測和管理平臺，其中通過大數據（分析）處理中心與高速通信網絡的運用，使電能計量裝置以及應用平臺在系統內部實現了有效連接。同時基于高速通信網絡上傳作用的運用，大數據（分析）處理中心在將智能用電采集設備采集的數字化計量信息接受并實施分析整理后，再將其傳送至供電企業相關管理部門與用戶，進而以分析處理結果為依據自動生成優化用電分析報告、故障處理指令和電量電費清單，以全過程自動化和數字化功能對用戶用電的經濟性與科學性形成有效引導。

針對遍布于整個電網系統的各個計量節點，智能計量系統在將所需大數據信息獲取并實施分析與處理后，以此對用戶、配電臺區、輸電線路、變電站及發電廠進行更好的管理；利用開放式智能計量系統，用戶與發、供電單位可將用電信息及時獲取，進而以此為依據對電網“發、供、用”方案實施優化并合理布置，同時通過用戶、發、供電單位間交互平臺的實時搭建而對電網運行的經濟性和安全性起到保障作用。

智能用電新技術基于智能計量系統的建設而得到推廣與普及，其作用具體表現為：

（1）極大程度上促進計量技術的改進與計量設備的更新，使電能計量產品的綜合性能因新工藝與新技術的應用而逐漸完善，從而對電能計量的可靠性、準確性以及檢定水平實現大幅提升；

（2）對于系統所采集數據信息，因遠程自動化的完全實現而對電能計量設備的運行狀態達到實時監測與分析的目的，使人工抄表模式效率低下和穩定性差的缺陷從根本上得到了解決，進而從安全性、防竊性、遠程控制及運行質量評判能力方面對電能計量設備的性能實現顯著提升；

（3）基于手工操作和人工管理偏差與質量漏洞的杜絕，在實驗室管理、量值傳遞、現場檢驗與室內檢定等方面形成智能管理與檢定系統，以此使工作效率與工作質量因實驗室環境控制與室內檢定（全封閉）自動化及物資配送、資產和標準設備管理規范化、精細化的實現而得到提升。

2 智能電網建設對智能計量系統的信息化要求

要想實現智能計量系統配套于智能電網的運行，使電能計量信息化得以實現，則必須依托于集自動化、互動化及數字化功能為一體的智能型計量設備。以互聯網構架為本體，智能計量系統作為智能電網的終端其作用類似于互聯網的PC機，對于用電信息（如用電量、電費金額、電能質量、超負荷報警、表計健康狀況、用電情況分析、催費信息通知與停/復電信息通知等）向用電客戶的實時提供，主要是在以智能電網為依托的情況下而構建的數據（分析）處理系統和數字化通信網絡的強大功能通過通訊網絡、互聯網及信息顯示屏而實現。與此同時，為使內容詳盡計量數據（如電能量、需量、負荷性質、諧波監測數據、三相平衡對稱情況、線損網損數據與母線電量平衡情況等）源源不斷的提供給智能電網，智能計量系統在信息網絡構架的智能電網中還擔負著數據終端采集器的任務。

智能控制系統、通信系統與智能電能表為構成當前智能計量系統的主要環節，其中對于各種信息的準確感知由智能電能表具體負責，這就意味著淘汰電子式電能表（功能簡單且無雙向通信功能）與感應式電能表為建設智能電網的必要條件，取而代之應以功能齊全的現代化智能電能表（特別是基于微處理器的電能表、測量內容、精度與范圍更高更廣）為主要應用，以此使供電單位與用電客戶間實現雙向通信功能。

3 智能計量系統在智能電網建設中的應用

3.1 應用特點

智能電網中智能計量系統的應用，使我國傳統計量設備效率低、失誤高的計量問題得到了有效改善，其不僅提升了我國電能計量水平，同時也在電網運行中有效融入了現代節能理念，使用戶用電更加趨于便捷化與智能化。

3.1.1 完善信息系統

基于智能計量系統的應用，其以管理系統的自動化與信息化功能在方便人們生活的同時使電能計量效率得以顯著提升。具體而言，在日常運用與管理過程中，智能計量系統使用戶用電查詢與電力部門信息統計更加便捷，并在促進我國電力信息系統更加完善的同時更好的實現了用戶個性化需求與電力企業的良性發展。

3.1.2 智能化管理

在現代電網網絡化與智能化需求方面，智能計量系統的應用不僅給予了很好的滿足，同時也使電力資源使用管理的智能化得以實現。對于智能化電力系統而言，其以強大的數據依據擺脫了傳統的盲目用電模式，不僅實現了高效性管理變電站與發電廠，并且使其對用戶所提供的服務更具便捷性，用戶通過對自身用電的實時關注，故而以實際需求為依據合理調節用電情況，這在無形之中培養了民眾的節電意識，響應了國家的節能號召，使我國用電情況更具綠色和科學特征。

3.1.3 完善技術、更新設備

智能計量系統在智能電網中的應用有效加快了計量設備與計量系統更新的步伐。新時代的發展背景下，為了滿足時代需求下用戶對電能計量的日常要求，人們逐漸以網絡化、智能化電能計量表取代了傳統的機械電能計量表，這不僅加快了電能計量的的更新速率，同時也在極大程度上提升了工作人員的業務水平與專業技能，以此更好的服務于我國電力事業的發展。

3.2 應用要求

3.2.1 在普通電網中的應用要求

對于普通用戶而言，其對用電信息的查詢一般通過登陸官網或查看連接于智能計量表的電能信息顯示屏便可實現，安全快捷的同時又可享受個性化信息服務；甚至通過傳感器的運用，有效連接智能計量設備與家用電器以此形成家庭電器區域網，進而只需通過電話或上網方式便可使智能計量系統對家中電器實現遠程控制?；谥悄茈娔鼙韽姶筘摵汕€功能的運用，其對用戶自行規劃和控制電費支出通過兩個月以上、時間間隔≤15min負荷記錄的實時提供而形成有效指導，使用戶用電更加趨于安全性、經濟性與合理性效果。

3.2.2 在大型電網中的應用要求

對于大工業用戶而言，其對智能計量系統的需求除計量電能外還應具備電能質量測量、諧波計量沖擊負荷計量、互感器合成誤差補償負荷控制、變損計量、事件記錄及功率越限報警等特殊功能，與此同時：

（1）當智能計量系統與高壓數字式互感器配套使用時，還需具備接收智能互感器輸出的數字信號的功能要求；

（2）當智能計量系統用于配電變壓器計量計量時，還需具備中性線電流測量、線路電量損耗核實、停電采集、變損計量、變壓器油溫測量、有功、無功、視在電能平衡與三相不平衡不對稱測量等功能要求；

（3）當智能計量系統用于關口計量時，還需具備需量周期、費率時段的同步和主/副表實時比對、0～360°計量、電表遠程校準和低負荷計量等功能要求。

4 智能計量系統在智能電網中的應用展望

基于計量裝備水平的提升，以電能表輪換周期為結合，有序推進智能電表等量測體系建設，滿足基本用電計量、自動化抄表和電子化結算，實現計量裝置狀態遠程監測，并為負荷精細化控制、線損精益化管理、電網末端低壓電能質量監測分析、用戶信息交互提供基礎數據來源。

基于個性化客戶服務與智能用電需求的滿足，在工商業用戶中推廣企業用能服務系統建設，采集客戶數據并智能分析，為企業能效管理服務提供支撐。推廣居民側“互聯網+”家庭能源管理系統，實現關鍵用電信息、電價信息與居民共享，促進優化用電。

實現智能電表與居民用戶互動的基礎在于掌握用戶戶內的精細化用電數據，實現方式可以依靠微信服務號、手機APP等“互聯網+”技術手段（家電的遠程實時控制同時需要依賴家庭能源管理系統來實現）。

（1）采集智能電表的家庭總表數據，分析得出的戶內各類用電數據、電動汽車充電樁電表數據、分布式電源發電數據，匯總于電網公司主站系統；

（2）利用微信服務號、手機APP等“互聯網+”技術手段，將用戶的用電情況展現在手機、電腦、智能終端等設備上，同時提供精細化賬單、用電分析與節能服務、家庭能效評估與優化、優質服務電費套餐、新能源發電預測等各類互動服務和電力增值服務功能；

（3）參與需求響應時，已部署家庭能源管理系統（智能家居或智能插座模式）的用戶，可通過電力APP與家庭能源管理系統的APP接口，將所需調控的信息或建議展現在電力APP上，并由用戶選擇是否推送到家庭能源管理系統來執行家電的遠程控制，未部署家庭能源管理系統的用戶，可將調控的信息或建議展現在電力APP。

5 結語

基于以上論述，作為社會經濟發展的必然趨勢，智能計量系統在智能電網建設中的應用有效實現了電力系統管理的信息化和自動化，顯著提升了電網運行的可靠性與電能計量的準確性，以此為我國電力系統多元化與標準化發展方向的實現奠定了良好的基礎。

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