智能電表技術及市場

　　智能電網建立在集成的、高速雙向通信網絡基礎之上，旨在利用先進傳感和測量技術、先進設備技術、先進控制方法，以及先進決策支持系統技術，實現電網可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的高效運行。智能電表是智能電網建設的磚石，也是各家各戶重要的信息中轉站，其本身已經遠遠超出了單純的計量功能。在智能電網的發展中，智能電表將獲得較大的發展空間。

　　一、什么是智能電表

　　智能電表（smartmeter）是一種新型全電子式電表，具有電能量計量、實時監控、自動控制、信息交互及數據處理等功能，方便用戶準確迅速地了解家庭的用電情況，制訂節電計劃。智能電表是智能電網（特別是智能配電網）數據采集的重要基礎設備，對于電網實現信息化、自動化、互動化具有重要支撐作用，承擔著原始電能數據采集、計量和傳輸的任務，是實現信息集成、分析優化和信息展現的基礎，從而提高電力企業的經營效率、促進節能減排，增強電力系統的穩定性。

　　智能電表不同于傳統電表之處在于它是雙向實時通信，具有互動的特征，能夠提供實時數據，為實施階梯電價提供了可能。因此，智能電表在設計中強調了更強的信息處理、交互、計量和通信能力，在國家電網公司公布的智能電網標準中，對這些指標也都作出了詳細的規定。

　　智能電表將改變以往人工抄表的歷史，工作人員只需點點鼠標就可掌握用戶用電情況。對于用戶來說，用起來會更加便捷，用戶可以提前在電表中預存一定數額的電費，這樣在相當一段時間之內都不用再往銀行或者營業廳跑了。此外，用戶還可以定期從銀行直接往電表內轉賬劃錢。而通過信息交互功能，用戶可以對家中用電情況一清二楚。當電表中的余額少于一定的數值時，電表會提醒用戶及時付費。

　　二、智能電表的重要應用

　　1、結算和帳務

　　通過智能電表能夠實現準確、實時的費用結算信息處理，簡化了過去帳務處理上的復雜流程。在電力市場環境下，調度人員能更及時、便捷地轉換能源零售商，未來甚至能實現全自動切換。同時用戶也能獲得更加準確、及時的能耗信息和帳務信息。

　　2、優化分布式能源配置

　　分布式能源與配電網并網運行時還存在很多問題，供電企業通過智能電表對配電系統實時監控、控制和調節，掌握分布式電源的特性及其與電網運行的相互影響，優化分布式能源配置，從而達到將電能以最經濟與最安全的輸配電方式輸送給終端用戶，提高電網運營的可靠性和能源利用效率。利用智能電表可以幫助人們優先使用風電、太陽能等新能源。采用智能電表的實時數據采集與量測制定更為準確的負荷預測，可以指導新能源優化調度。美國夏威夷大學開發的配電管理系統平臺，采用智能電表作為門戶站綜合了需求反應、住宅節能自動化、分布式發電優化管理等功能，實行了配電系統與主電網中新能源系統的協調控制［1］。

　　3、配網狀態估計

　　目前，配網側的潮流分布信息通常很不準確，主要是因為該信息是根據網絡模型、負載估計值以及變電站高壓側的測量信息綜合處理得到的。通過在用戶側增加測量節點，將獲得更加準確的負載和網損信息，從而避免電力設備過負載和電能質量惡化。通過將大量測量數據進行整合，可實現未知狀態的預估和測量數據準確性的校核。

　　4、提供故障分析依據

　　供電企業可以通過智能電表對用戶用電情況進行實時監測，實現異常狀態的在線分析，動態跟蹤和自動控制，提高供電可靠性，有助于實現配網元器件、電能表以及用戶設備的預防維護。當故障發生后可以通過智能電表查詢異常用電記錄，為故障分析提供可靠的實時數據。例如檢測出電力電子設備故障、接地故障等導致的電壓波形畸變、諧波、不平衡等現象。測量數據還能幫助電網和用戶分析電網元件故障和網損等。

　　5、用戶能量管理

　　通過智能電表提供的信息，可以在其上構建用戶能量管理系統，從而為不同用戶（居民用戶、商業用戶、工業用戶等）提供能量管理的服務，在滿足室內環境控制（溫度、濕度、照明等）的同時，盡可能減少能源消耗，實現減少排放的目標。一些市民習慣把熱水器長期開著，晚上睡覺時不關電視機的電源開關等，通過分時段查詢用電量，市民就可以發現這些電器在插電卻不使用的時間段到底耗了多少電。

　　為用戶提供實時能耗數據，促進用戶調節用電習慣，并及時發現由設備故障等產生的能源消耗異常情況。在智能電表所提供的技術基礎上，電力公司、設備供應商及其他市場參與者可以為用戶提供新的產品和服務，例如不同類型的分時網絡電價、帶回購的電力合同、現貨價格電力合同等。智能電表能精準到“洗衣機、電冰箱、微波爐”等每個單體電器的用電量，“用電*價”功能可警示居民某個電器在某一時間段為高耗能電器。

　　6、智能家電控制

　　智能電能表具有與智能家電的通信控制功能，成為將來普及遙控家電鋪下“墊腳石”。由智能電能表根據實時電價通過設定參數實現對家電的起停控制，削減用電高峰的負荷，提高用電低谷時的負荷，在不需要增加任何用戶投資的情況下，通過改變大功率用電設備的使用時間，達到節約用電費用的目的，同時也對電網的削峰填谷作出貢獻。居民在家里安裝“智能互動終端”設備，與家中的每個電器相連，上網即可對家中電器*。

　　7、繳費更方便

　　采用一卡通交電費的市民，經常是電業部門發出欠費提醒時，才發現卡里沒錢或余額不夠抵扣。低壓用戶信息采集系統建設以后，系統可以實時監控每家每戶用了多少電、卡內還剩多少錢。市民一卡通里交的電費快用完時，電業部門會及時向市民發出短信提醒，避免用戶欠費。經常出差在外的市民，往往不知家里已經欠電費或欠費超過繳費時限，這樣就會產生滯納金。使用智能電表后，電表就會根據用戶跟電業部門約定的條件自動斷電，待重新扣費后可迅速開通，不會產生滯納金。

　　8、負荷遠程控制

　　通過智能電表可實現負荷的整體聯接和斷開，也可以對部分用戶進行控制，從而配合調度部門實現功率控制；同時用戶也可以通過可控開關實現特定負荷的遠程控制。

　　9、非法用電檢測

　　智能電表能檢測出表箱開啟、接線的變動、表計軟件的更新等事件，從而及時發現竊電現象。對于竊電高發區，通過將總表的數據和其下所有表計數據進行比對，也可以及時發現潛在的竊電行為。

　　隨著信息時代的推進及技術的發展，智能電表作為智能電網的神經末梢，在不久的將來，智能電表將在信息社會中發揮更大的作用，具有更加廣闊的應用前景。

　　三、智能電表技術發展趨勢

　　目前，智能電表的智能主要體現在抄表和付費便捷化，離真正意義的智能電表還有很長的路要走。用行內有些人士的話來說，目前國內的智能電表只稱得上是電子電表，還算不上智能電表。智能電表最大的特點就是交互，就是用戶和供電企業的信息交互。信息交互的關鍵是管理，管理更加便捷和人性化，人性化的管理要求芯片的信息處理能力更強。智能電表的發展要采用先進計量體系（AMI），必將走模塊化、網絡化及系統化的方向。

　　1、采用先進計量體系（AMI）

　　智能電表也將超向采用先進計量體系（advancedMeteringInfrastructure；AMI），并成為未來家庭區域網絡（HAN）的組成部分。AMI系指利用各種通訊方式，將客戶端電表資料傳送回控制中心的技術，透過雙向通訊達成各種遠程資料讀取、提供、設定及控制等多種功能之系統。AMI除