淺析智能電表技術(shù)及市場(chǎng)

智能電網(wǎng)建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò )基礎之上，旨在利用先進(jìn)傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)設備技術(shù)、先進(jìn)控制方法，以及先進(jìn)決策支持系統技術(shù)，實(shí)現電網(wǎng)可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的高效運行。智能電表是智能電網(wǎng)建設的磚石，也是各家各戶(hù)重要的信息中轉站，其本身已經(jīng)遠遠超出了單純的計量功能。在智能電網(wǎng)的發(fā)展中，智能電表將獲得較大的發(fā)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(shí)時(shí)監控、自動(dòng)控制、信息交互及數據處理等功能，方便用戶(hù)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(wǎng)(特別是智能配電網(wǎng))數據采集的重要基礎設備，對于電網(wǎng)實(shí)現信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化具有重要支撐作用，承擔著(zhù)原始電能數據采集、計量和傳輸的任務(wù)，是實(shí)現信息集成、分析優(yōu)化和信息展現的基礎，從而提高電力企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效率、促進(jìn)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(shí)時(shí)通信，具有互動(dòng)的特征，能夠提供實(shí)時(shí)數據，為實(shí)施階梯電價(jià)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(wǎng)公司公布的智能電網(wǎng)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(diǎn)點(diǎn)鼠標就可掌握用戶(hù)用電情況。對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，用起來(lái)會(huì )更加便捷，用戶(hù)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(shí)間之內都不用再往銀行或者營(yíng)業(yè)廳跑了。此外，用戶(hù)還可以定期從銀行直接往電表內轉賬劃錢(qián)。而通過(guò)信息交互功能，用戶(hù)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(shí)，電表會(huì )提醒用戶(hù)及時(shí)付費。

二、智能電表的重要應用

1、結算和帳務(wù)

通過(guò)智能電表能夠實(shí)現準確、實(shí)時(shí)的費用結算信息處理，簡(jiǎn)化了過(guò)去帳務(wù)處理上的復雜流程。在電力市場(chǎng)環(huán)境下，調度人員能更及時(shí)、便捷地轉換能源零售商，未來(lái)甚至能實(shí)現全自動(dòng)切換。同時(shí)用戶(hù)也能獲得更加準確、及時(shí)的能耗信息和帳務(wù)信息。

2、優(yōu)化分布式能源配置

分布式能源與配電網(wǎng)并網(wǎng)運行時(shí)還存在很多問(wèn)題，供電企業(yè)通過(guò)智能電表對配電系統實(shí)時(shí)監控、控制和調節，掌握分布式電源的特性及其與電網(wǎng)運行的相互影響，優(yōu)化分布式能源配置，從而達到將電能以最經(jīng)濟與最安全的輸配電方式輸送給終端用戶(hù)，提高電網(wǎng)運營(yíng)的可靠性和能源利用效率。利用智能電表可以幫助人們優(yōu)先使用風(fēng)電、太陽(yáng)能等新能源。采用智能電表的實(shí)時(shí)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(yōu)化調度。美國夏威夷大學(xué)開(kāi)發(fā)的配電管理系統平臺，采用智能電表作為門(mén)戶(hù)站綜合了需求反應、住宅節能自動(dòng)化、分布式發(fā)電優(yōu)化管理等功能，實(shí)行了配電系統與主電網(wǎng)中新能源系統的協(xié)調控制[1]。

3、配網(wǎng)狀態(tài)估計

目前，配網(wǎng)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(wǎng)絡(luò )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(guò)在用戶(hù)側增加測量節點(diǎn)，將獲得更加準確的負載和網(wǎng)損信息，從而避免電力設備過(guò)負載和電能質(zhì)量惡化。通過(guò)將大量測量數據進(jìn)行整合，可實(shí)現未知狀態(tài)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(yè)可以通過(guò)智能電表對用戶(hù)用電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，實(shí)現異常狀態(tài)的在線(xiàn)分析，動(dòng)態(tài)跟蹤和自動(dòng)控制，提高供電可靠性，有助于實(shí)現配網(wǎng)元器件、電能表以及用戶(hù)設備的預防維護。當故障發(fā)生后可以通過(guò)智能電表查詢(xún)異常用電記錄，為故障分析提供可靠的實(shí)時(shí)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(wǎng)和用戶(hù)分析電網(wǎng)元件故障和網(wǎng)損等。

5、用戶(hù)能量管理

通過(guò)智能電表提供的信息，可以在其上構建用戶(hù)能量管理系統，從而為不同用戶(hù)(居民用戶(hù)、商業(yè)用戶(hù)、工業(yè)用戶(hù)等)提供能量管理的服務(wù)，在滿(mǎn)足室內環(huán)境控制(溫度、濕度、照明等)的同時(shí)，盡可能減少能源消耗，實(shí)現減少排放的目標。一些市民習慣把熱水器長(cháng)期開(kāi)著(zhù)，晚上睡覺(jué)時(shí)不關(guān)電視機的電源開(kāi)關(guān)等，通過(guò)分時(shí)段查詢(xún)用電量，市民就可以發(fā)現這些電器在插電卻不使用的時(shí)間段到底耗了多少電。

為用戶(hù)提供實(shí)時(shí)能耗數據，促進(jìn)用戶(hù)調節用電習慣，并及時(shí)發(fā)現由設備故障等產(chǎn)生的能源消耗異常情況。在智能電表所提供的技術(shù)基礎上，電力公司、設備供應商及其他市場(chǎng)參與者可以為用戶(hù)提供新的產(chǎn)品和服務(wù)，例如不同類(lèi)型的分時(shí)網(wǎng)絡(luò )電價(jià)、帶回購的電力合同、現貨價(jià)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(gè)單體電器的用電量，“用電*價(jià)”功能可警示居民某個(gè)電器在某一時(shí)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(lái)普及遙控家電鋪下“墊腳石”。由智能電能表根據實(shí)時(shí)電價(jià)通過(guò)設定參數實(shí)現對家電的起?？刂?，削減用電高峰的負荷，提高用電低谷時(shí)的負荷，在不需要增加任何用戶(hù)投資的情況下，通過(guò)改變大功率用電設備的使用時(shí)間，達到節約用電費用的目的，同時(shí)也對電網(wǎng)的削峰填谷作出貢獻。居民在家里安裝“智能互動(dòng)終端”設備，與家中的每個(gè)電器相連，上網(wǎng)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(jīng)常是電業(yè)部門(mén)發(fā)出欠費提醒時(shí)，才發(fā)現卡里沒(méi)錢(qián)或余額不夠抵扣。低壓用戶(hù)信息采集系統建設以后，系統可以實(shí)時(shí)監控每家每戶(hù)用了多少電、卡內還剩多少錢(qián)。市民一卡通里交的電費快用完時(shí)，電業(yè)部門(mén)會(huì )及時(shí)向市民發(fā)出短信提醒，避免用戶(hù)欠費。經(jīng)常出差在外的市民，往往不知家里已經(jīng)欠電費或欠費超過(guò)繳費時(shí)限，這樣就會(huì )產(chǎn)生滯納金。使用智能電表后，電表就會(huì )根據用戶(hù)跟電業(yè)部門(mén)約定的條件自動(dòng)斷電，待重新扣費后可迅速開(kāi)通，不會(huì )產(chǎn)生滯納金。