新型智能电表的发展现状及趋势

来源:用户上传      作者:

　　摘要：新型智能电表是应用计算机、通讯等技术，形成以智能芯片为核心，具有电功率计量、计时、计费、与上位机通讯、用电管理等功能的新一代电能表，是终端用户的用户计量仪器，是智能电网建设的重点关节。文章通过对新型智能电表概念、新型智能电度表技术发展现状及原理分析出智能电表必然发展的趋势。
　　关键词：新型智能电表；电功率计量；上位机通讯；用电管理；智能电网建设
　　中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）33-0119-02
　　
　　一、新型智能电表的概念
　　新型智能电表是一种新具有电能量计量、实时监控、自动控制、信息交互及数据处理等功能的全电子式电表，新型智能电表具有让用户交费对智能IC卡进行充值后并输入电表中，电表才供电，表中电量用完后电表又自动拉闸断电的功能，这种功能不但有效地解决上门抄表和收电费难的问题。同时，也给用户的购电信息实行微机管理，查询、统计、收费及打印票据等提供了便利条件。
　　二、新型智能电表技术发展现状
　　（一）智能电表的分类
　　目前，我国智能电表从结构上通常分为两大类，一是机电一体式智能电表，是在原机械式电度表上附加一定的部件，让电表完成所需功能。这种智能电表具有降低造价、易于安装，设计方案不破坏现行计量表原有物理结构、不改变其国家计量标准等优势。二是全电子式智能电表，主要是由电子元器件构成，是先通过对用户供电电压和电流的实时采样，再采用专用的电能表集成电路，对采样电压和电流信号进行处理，并转换成与电能成正比的脉冲输出，最后通过单片机进行处理、控制，把脉冲显示为用电量的电表。全电子式智能电表从计量到数据处理都是采用以集成电路为核心的电子器件，具有可靠性，计量精确，自身耗电量、防窃电能力强、自身损耗低等众多优点，是当前最先进的一类电度表。
　　（二）新型智能电表的系统组成
　　新型智能电度表不再使用感应系测量机构，而是由乘法器完成对电功率的测量。它没有传统电度表上的旋转机构，因而又被称为静止式电度表或固态电度表。近几年来，各类型号各异，功能众多的新型智能电度表不断推出，但通常由下列部分系统组成：
　　1．智能远传表。远传表是具有脉冲输出的水表、电表、气表、热表等计量表的统称，远传表的计量方式与传统表基本相同，但远传表在原传统表上增加了脉冲输出功能，发出的每一个脉冲都能记录一定的计量值，然后使智能采集器远传表输出端口采集脉冲。
　　2．智能采集器。智能采集器主要功能是能同时采集水表、电表、气表、热表等输出的脉冲信息，同时将这些脉冲信息进行转换，成为认可的计量的物理量，然后将这些物理量存储在各采集器的存储器中，再通过管理计算机，对任意一户的耗能信息能进行查询，并且根据管理计算机的抄表等命令将用户信息上传。
　　3．智能转换器。智能转换器的主要功能是完成与采集器的数据通信工作，同时向采集器下达电量数据冻结命令，通常的转化器是定时循环接收采集器的电量数据，或者是依据设计原则接收某个电表以及某组电表的一些数据。达到完成与主站的通讯的目的。
　　4．智能系统管理软件。智能系统管理软件的基础是通讯，核心是数据库，智能系统管理软件具有提供数据处理、查询、统计、报表、备份等多种功能，智能系统管理软件可以采用面向对象，也可以模块化，能灵活支持不同客户要求，譬如特殊格式报表、权限控制等状况。同时智能系统管理软件具有网络通讯功能，可以与其它管理软件接口，对设置通讯参数；电表管理，设置电表的原始参数、地址、及其状态；费率管理等都可以可设置多种费率，以及管理用户的结算方式等功能。
　　（三）新型智能电表的优势
　　新型智能电表是采用电子集成电路的设计，同时具有远传通信、与电脑联网并采用软件进行控制的功能，因此，新型智能电表与传统与感应式电表比较，具有以下优势：
　　1．功耗非常低。一块电子元件设计方式的新型智能电表功耗仅有0.6～0.7W左右，如果是多用户集中式的智能电表，平均到每户的功率则几乎可以忽略不计。而一块传统的感应式电表的功耗达到1.7W之多。
　　2．精度非常高。新型智能电度的精度非常高，据有关数据监测：2.0级电子式智能电能表在5%～400%标定电流范围内测量的误差为±2%，而传统的感应式电表的误差范围则却高达+0.86%～-5.7%。
　　3．过载能力强、工频范围宽。新型智能电表有较宽的量程，过载倍数通常可以能达到6～8倍。其工作频率也相对较宽，可以达到在40～1000Hz的范围。而传统的感应式电表的过载倍数通常是4倍，工作频率范围仅是45～55Hz的范围。
　　4．功能强大。采用了电子表技术新型智能电表能够通过相关的通信协议与计算机进行联网，可以通过编程软件实现对硬件的控制管理。同时具有远传控制、复费率、识别恶性负载、反窃电、预付费用电等多种功能，而且还能对控制软件中不同参数进行修改来满足对控制功能的多种要求。
　　三、当前我国新型智能电表推广的必要性与发展趋势
　　（一）智能电表推广的必要性与意义
　　目前，我国的电力供需矛盾相对突出，迫切需要加强电力管理，控制不合理用电现象，达到实现电力需求管理和综合电力资管理的目的，因此大力推广智能电表的应用是电力供应发展的方向。新型智能电度表具备现电能计量与实现电能控制两种功能。当电力比较充足时，智能电度表可以复费电计量，降低电价，达到鼓励用电的目的，反之，当电力供用紧张时，智能电度表可以限制用电或止供电，提高电价，达到保证重点用电需求目的。同时，新型智能电度表有准确而便捷的收费系统，不但可以节省人力，同时，可以减少相关事业部门与客户之间的纠纷，大力提高电力管理部门的工作效率。
　　智能电能表是2009年国家电网公司提出的概念，新型智能电表具有电能计量、信息存储以及处理、实时检测、自动控制、信息交换等诸多功能。同时，智能电表支持双向计量、阶梯电价、分时电价、峰谷电价等实际的需求，适应了现代用户对缴费的需求。是实现分布式电源计量、双向互动服务、智能家居、智能小区的技术基础。因此推广应用智能电表是智能电网的基石，智能电表的设计直接影响到智能电网建设的成败，同时，智能电表的推广是实施节能减排，发展低碳经济的重要举措，对推动智能电网建设具有重要意义。
　　（二）新型智能电表的发展趋势
　　电力已成为国家不可缺少的最重要能源，而智能电表是输配电网的终端设备之一。近年来，随着我国经济的快速发展和中美等国家智能电网概念的提出和建设，与之相配套的智能电表成为关注焦点。同时，我国今年施行了进入智能电网全面建设阶段和新一轮农网改造升级工程。智能电表被广泛应用，市场容量逐年扩大，对我们的生活也产生了越来越多的有利影响，同时也在潜移默化的改变着我们的生活。我国的中国电网基本占据了中国电网建设投资的绝大部分，据中国国家电网智能电表招标数据：2011年国家电网前四批智能电表招标的市场规模达到43，911，738只。其中，2级单相智能电能表成为主要的智能电表招标产品，在2011年前四次招标中，2级单相智能电表市场规模达到39，699，619只，占当期所有整体智能电表市场规模的90.41%。同时，未来五年内，我国计划将安装2.4亿块智能电表，将成为全球最大智能电表消费市场。根据以上数据可以预测，随着社会的进步、科技的发展，新型智能电度表会从高档居民小区走向广大居民，逐步实现价格平民化。同时，供电部门对新型智能电表会不断的研发，在网络化管理的基础上，大力应用集中式智能电能构建智能电能管理系统，通过结合通讯网络技术，而建立电能计实现电力供需平衡，同时，谐波监测等电能质量监测管理的功能也会提上日程。不久的将来，新型智能电度表的在线监测、在线管理功能将得到进一步的完善，电网安全有着广阔的应用前景。
　　
　　参考文献
　　[1] 陈惠娥．智能建筑中的智能抄表系统[J]．工程设计CAD与智能建筑，2002，（6）．
　　[2] 杨振江．智能仪器与数据采集系统中的新器件及应用
　　[M]．西安电子科技大学出版社，2001．
　　[3] 袁怀民．电度表的数据通讯的设计[J]．科技信息，2010，
　　（8）．
　　[4] 李文．远程抄表技术与智能电度表的研究[J]．现代商贸工业，2007，19，（2）．
　　
　　 作者简介：周晓红（1972-），女，山西运城供电分公司盐湖支公司电力工程师，中级职称，研究方向：新型智能电表。
　　
　　（责任编辑：陈倩）

转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-8724576.htm