智能電表的概念及應用

0引言

隨著(zhù)電力市場(chǎng)化改革的推進(jìn)、氣候變化的加劇、環(huán)境監管要求日趨嚴格及國家能源政策的最新調整，電力網(wǎng)絡(luò )跟電力市場(chǎng)、用戶(hù)之間的協(xié)調和交換越來(lái)越緊密，電能質(zhì)量水平要求逐步提高，可再生能源等分布式發(fā)電資源數量不斷增加，傳統電力網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)難以支撐如此多的發(fā)展要求。為此人們提出了發(fā)展智能電網(wǎng)(smart grid)的設想，以實(shí)現在傳統電網(wǎng)基礎上的升級換代。為了在智能電網(wǎng)領(lǐng)域尋求突破，加強聯(lián)系與合作，已形成了多個(gè)全球性聯(lián)盟組織。

智能電表是智能電網(wǎng)(特別是智能配電網(wǎng))數據采集的基本設備之一，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。在智能電表基礎上構建的高級量測體系(advanced metering infrastructure，AMI)、自動(dòng)抄表(automatic meter reading，AMR)系統能為用戶(hù)提供更加詳細的用電信息，使用戶(hù)可以更好地管理他們的用電量，以達到節省電費和減少溫室氣體排放的目標；電力零售商可以根據用戶(hù)的需求靈活地制定分時(shí)電價(jià)，推動(dòng)電力市場(chǎng)價(jià)格體系的改革；配電公司能夠更加迅速地檢測故障，并及時(shí)響應強化電力網(wǎng)絡(luò )控制和管理。意大利、英國、荷蘭等歐洲國家以及美國、澳大利亞等國均開(kāi)展了AMI/AMR系統的建設，通過(guò)將先進(jìn)的通信技術(shù)引入到新型的電子式計量設備中，研發(fā)出了能實(shí)現能耗監測、具備雙向通信等能力的智能電表。

本文將根據國內外廠(chǎng)商和研究機構對智能電表的研究和應用成果，對智能電表的定義進(jìn)行歸納，闡述其在智能電網(wǎng)中的定位、功能和應用，并簡(jiǎn)要介紹世界范圍內智能電表的應用狀況。

1智能電表的概念

早在20世紀90年代就出現了智能電表(smart meter)的概念。1993年靜止式電表剛剛出現時(shí)，其價(jià)格是機電式電表的10~20倍，因此主要應用于大型用戶(hù)。之后隨著(zhù)具有遠程通信能力的電表數量的增加，亟需開(kāi)發(fā)新的系統來(lái)實(shí)現抄表和數據管理。

在這樣的系統中，計量數據開(kāi)始向配網(wǎng)自動(dòng)化等系統開(kāi)放，但這些系統還無(wú)法有效利用相關(guān)數據。同樣地，預付費電表的實(shí)時(shí)能耗數據也很少被用于能量管理或節能措施等應用中。

隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，批量生產(chǎn)的靜止式電表能以很低的成本獲得強大的數據處理和存儲能力，從而促使小型用戶(hù)電表的智能化水平得到大幅提升，靜止式電表也逐步取代了傳統的機電式電表。圖1所示為2家公司研制的智能電表外觀(guān)。

對于“smart meter”的理解，目前國際上還沒(méi)有統一的概念，也沒(méi)有統一的國際標準。歐洲通常采用“smart meter”的概念，而“smart electric meter”則特指智能電表；美國則習慣采用“advanced meter”的概念，但其實(shí)質(zhì)是相同的。雖然“smart