1 引言 智能電表就是通過網(wǎng)線數(shù)據(jù)傳輸、終端計算機軟件管理能進行遠程控制的計量電量的計量設(shè)備。能無費自動斷電、定時斷送電。它是由測量單元，數(shù)據(jù)處理單元，通信單元等組成，具有點能量計量，信息存儲及處理，實時檢測，自動控制，信息交互等功能的電能表。智能電表具有計量精度高、電量記憶、抄表時間凍結(jié)、信息遠程傳送等功能特性，安裝使用智能電表后，電力用戶可以直接通過電表上的液晶顯視屏查詢電費、告警、歷史用電、供電曲線等信息。比如客戶所反應(yīng)家里電閘關(guān)了后電表還在 “跳動”，就是智能電表液晶顯示屏在循環(huán)顯示日期、時間、電量等信息。客戶可以利用這些信息，及時了解自家在不同時間的用電情況，根據(jù)自己需求，制定科學合理的用電計劃，以減少實際電費支出。將來還可以通過網(wǎng)站查詢實時情況，大大提高抄表精確性，有效避免人工抄表的誤差，并可遠程分析電表數(shù)據(jù)，幫助供電公司和電力用戶第一時間獲取異常情況，方便及時搶修，減少停電時間。
2 主要研究內(nèi)容及目標 我們先說說智能電表的現(xiàn)狀。以及智能電表與傳統(tǒng)電表的比較。然后介紹一下智能電表的類別。再比較一下這兩種智能電表。最后我們展望一下智能電表的應(yīng)用前景。
3 智能電表的現(xiàn)狀分析 智能電網(wǎng)并不是一個全新概念，它是隨著技術(shù)發(fā)展和業(yè)務(wù)需要而逐步形成的，國內(nèi)外相關(guān)研究機構(gòu)很早就展開對智能電網(wǎng)領(lǐng)域的研究探索，各國政府和電網(wǎng)公司也開始將發(fā)展智能電網(wǎng)作為解決能源問題的良藥。
3.1國際發(fā)展現(xiàn)狀 美國電力研究院（EPRI）早在2003年就已經(jīng)將未來電網(wǎng)定義為“智能電網(wǎng)”，同年6月， 美國能源部輸配電辦公室發(fā)布的“Grid 2030：電力的下一個100年的國家設(shè)想”的報告描繪了美國未來電力系統(tǒng)的設(shè)想，并確定了各項研發(fā)和試驗工作的分階段目標。2004年美國Battelle研究所和IBM公司也先后提出自己對“智能電網(wǎng)”的理解。美國PJM（賓夕法尼亞—新澤西—馬里蘭互聯(lián)電網(wǎng)）公司在2006年底完成的戰(zhàn)略規(guī)劃將智能電網(wǎng)建設(shè)作為其發(fā)展愿景。2008年美國科羅拉多州的波爾得(Boulder)宣布成為全美第一個智能電網(wǎng)城市，家庭用戶可以和電網(wǎng)互動，了解實時電價，合理安排用電；同時電網(wǎng)還可以根據(jù)實際情況進行電力的實時調(diào)配，提高供電可靠性2001年意大利的電力公司就安裝和改造了3000萬臺智能電表，建立起了智能化計量網(wǎng)絡(luò)，歐洲其他國家也將智能網(wǎng)絡(luò)作為一項革命進行推廣。日本政府計劃在與電力公司協(xié)商后，于2010年開始在孤島進行大規(guī)模的構(gòu)建智能電網(wǎng)試驗；韓國計劃在2011年前建立一個“智能電網(wǎng)”綜合性試點項目，屆時能提高該國環(huán)保能源的能力；澳大利亞政府在最新的預(yù)算案中已劃撥1億澳元用于智能電網(wǎng)建設(shè)。
3.2國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對電力的需求日益增強，而國內(nèi)能源結(jié)構(gòu)不合理、能源分布不均衡嚴重制約電力行業(yè)的發(fā)展。特高壓電網(wǎng)解決了遠距離、大容量輸電問題，在一定程度上解決了能源輸送問題，但“重電源輕電網(wǎng)”導(dǎo)致供電可靠性較低，同時網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱則限制了新能源有效利用。為了解決這些問題，國內(nèi)電網(wǎng)企業(yè)也開始尋求利用信息技術(shù)提高電網(wǎng)運營能力，而智能電網(wǎng)則是一個重要的研究方向。 2007年10月，華東電網(wǎng)正式啟動了以提升大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行能力為目的的智能互動電網(wǎng)可行性研究項目。2008年4月，在前期智能電網(wǎng)研究成果的基礎(chǔ)上，華東電網(wǎng)啟動高級調(diào)度中心項目群建設(shè)，該項目是智能電網(wǎng)建設(shè)藍圖“三步走”的第一階段“鞏固提升”的重點內(nèi)容。 從2007年華北電網(wǎng)公司開始進行智能電網(wǎng)相關(guān)的研究和建設(shè)，致力于打造智能調(diào)度體系，為智能輸電網(wǎng)奠定基礎(chǔ)；建立企業(yè)級服務(wù)總線，搭建智能電網(wǎng)信息架構(gòu)；超前研發(fā)清潔能源關(guān)鍵技術(shù)，做好可再生能源并網(wǎng)準備；結(jié)合客戶信息采集系統(tǒng)，試點建設(shè)智能供電網(wǎng)。2009年華北電網(wǎng)將在前期工作的基礎(chǔ)上，深度體會國網(wǎng)公司建設(shè)中國特色智能電網(wǎng)的概念、理論，結(jié)合華北特色大力建設(shè)智能電網(wǎng)，制定智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃和實施方案，繼續(xù)推進智能電網(wǎng)的研究和建設(shè)。 2010年初，國家電網(wǎng)公司啟動了“堅強智能電網(wǎng)體系研究報告”、“堅強智能電網(wǎng)綜合研究報告”和“智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究框架”等重要課題的研究。通過積極探索國內(nèi)外智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展動態(tài)，分析中國堅強智能電網(wǎng)技術(shù)需求，調(diào)研中國智能電網(wǎng)建設(shè)已有技術(shù)基礎(chǔ)，揭示堅強智能電網(wǎng)的內(nèi)涵與特征，制定了堅強智能電網(wǎng)總目標、技術(shù)框架體系與實施計劃等。 2010年5月21日，在北京召開的“2010特高壓輸電技術(shù)國際會議”上，國家電網(wǎng)公司正式宣布將建設(shè)“堅強的智能電網(wǎng)”，并公布了規(guī)劃試點、全面建設(shè)、引領(lǐng)提升三階段的建設(shè)方案。隨后國家電網(wǎng)公司將智能電網(wǎng)技術(shù)作為2010年科技重點工作領(lǐng)域之一，研究方向的確定和研究框架項目的實施，將會使智能電網(wǎng)脫離概念炒作階段，正式進入規(guī)劃建設(shè)階段。
4智能電表與傳統(tǒng)電表的比較 與老式電表相比，智能電表具有計量精度高、電量記憶、抄表時間凍結(jié)、信息遠程傳送等功能特性。安裝使用智能電表后，電力用戶可以直接通過電表上的液晶顯視屏查詢電費、告警、歷史用電、供電曲線等信息。比如客戶所反應(yīng)家里電閘關(guān)了后電表還在 “跳動”，就是智能電表液晶顯示屏在循環(huán)顯示日期、時間、電量等信息。客戶可以利用這些信息，及時了解自家在不同時間的用電情況，根據(jù)自己需求，制定科學合理的用電計劃，以減少實際電費支出。將來還可以通過網(wǎng)站查詢實時情況，大大提高抄表精確性，有效避免人工抄表的誤差，并可遠程分析電表數(shù)據(jù)，幫助供電公司和電力用戶第一時間獲取異常情況，方便及時搶修，減少停電時間。
5智能電表的分類 5.1 機電一體式 機電一體式就是在原機械式電度表上附加一定的部件,使其既完成所需功能,又降低造價且易于安裝,一般而言其設(shè)計方案是在不破壞現(xiàn)行計量表原有物理結(jié)構(gòu),不改變其國家計量標準的基礎(chǔ)上加裝傳感裝置變成在機械計度的同時亦有電脈沖輸出的智能表,使電子記數(shù)與機械記數(shù)同步,其計量精度一般不低于機械計度式計量表。這種設(shè)計方案采用原有感應(yīng)式表的成熟技術(shù),多用于老表改造。
5.2 全電子式 全電子式則從計量到數(shù)據(jù)處理都采用以集成電路為核心的電子器件,從而取消了電表上長期使用的機械部件,與機電一體化電度表相比具有電表體積減小,可靠性增加,更加精確,耗電減少,并且生產(chǎn)工藝大大改善,不必只在原有意義上的專業(yè)電度表廠生產(chǎn)等優(yōu)越性,最終會取代帶有機械部件的計量表。
5.3 IC卡智能電度表 本產(chǎn)品分三相四線和三相三線兩種，用于有功電能的計量場合，由用戶交費購電輸入表中，電表才能供電。一戶一表一卡，卡互不通用，憑卡用電，具有預(yù)收電費、自動抄表、防竊電、卡中電量用完后自動拉閘斷電等功能。同時，用戶的購電信息實行微機管理，方便地進行查詢、統(tǒng)計、收費及打印票據(jù)等。本產(chǎn)品采用了最先進的IC卡技術(shù)和SMT工藝以及專用電能計量芯片和單片微型計算機為核心部件的全電子設(shè)備，各項技術(shù)指標符合GB/T18460的技術(shù)要求。 智能IC卡電能表在電子計量工作原理基礎(chǔ)上．加上西門子SLE4442IC卡控制器和PIC16C62B單片機構(gòu)成智能IC卡控制功能。當計量模塊發(fā)出脈沖號或用戶插入IC卡時．儀表進入相應(yīng)工作狀態(tài)。首先，運算控制模塊將存儲在電能表數(shù)據(jù)存儲模塊中的用戶電量剩余值取出并在LCD液晶顯示模塊上顯示。接著，判斷是否是計量脈沖到來，若是則啟動計數(shù)及計算功能．計算此時的用電量．經(jīng)過一定的運算得到這段時間中用戶消耗的用電量。那么，上次用戶預(yù)購電量剩余值減去用電量后，得到的就是新的用戶預(yù)購電量剩余值。如果該值小于某一值時，儀表輸出指令關(guān)閉開關(guān)，停止對用戶的電能供應(yīng)，電能表也進入低功等待狀態(tài)。此時用戶可以持IC卡到供電單位購電。當該用戶將已經(jīng)購電的IC卡插入電能表的IC卡接口中，電能表被喚醒。如果IC卡是合法卡，電能表將IC卡中儲存的預(yù)購電量數(shù)據(jù)解密后與原來用戶預(yù)購電量剩余值相加得到新的用戶電量剩余值，同時擦除IC卡中儲存預(yù)購電量數(shù)據(jù)．打開繼電器開關(guān)．從 而恢復(fù)了對用戶的電能供應(yīng)，電能表隨后又進入計量狀態(tài)。預(yù)購電量剩余值、累積電量等可用按鍵選擇查看。若用戶電量預(yù)購剩余值過少時，電能表將提示用戶需要購電。 5.4預(yù)付費智能電表 預(yù)付費用電管理模式是由預(yù)付費售電管理系統(tǒng)和預(yù)付費電能表組成。預(yù)付費電能表是一種由用戶先付費、后用電的電能表，根據(jù)用戶支付金額，預(yù)付費售電管理系統(tǒng)生成一組唯一的代碼（Token），用戶再將此代碼(Token)通過電能表鍵盤(Key-pad)輸入到電能表(Meter)中，電能表根據(jù)協(xié)議在表內(nèi)進行解碼，最后完成購電/充值。20位數(shù)字的虛擬介質(zhì)。 |
