电网信息采集中的智能电表技术分析

【摘 要】智能电表随着电网改造的不断深入已经逐渐在用户中普及开来。智能电表不同于普通电表，它能够存储、传输多种电网信息，为电网信息采集提供了更加便捷的服务。本研究以智能电表在电网信息采集中的应用为中心，阐述了当前智能电表技术的应用情况，重点展望了智能电表在电网信息采集中的应用前景，具有很强的现实意义

【关键词】智能电表；信息采集；电网；技术

1 当前我国智能电表的应用情况简介

随着电网改造的深入，智能电表也随之普及起来。各个行业目前采用的智能电表都是采用微处理器的多功能电能表。此种智能电表具有精确、快速的处理功能，内置芯片可以准确记录出电表刻度、峰值曲线、用电参数等数据，并能够自动将其传输至供电企业，以供它们参照和使用。实践中，此种智能电表最大的优势就是具有便捷的信息传输功能，可以自动传输电网信息和用电情况，也可以实现快捷网络支付等功能。

1.1 用电网络和载波智能电表

自动传输系统是智能电表的一个重要智能化体现，它的自动传输功能和抄表功能是在PLC网络中实现的。该网络将载波智能电表作为中转站，一端连接着通讯节点，另一端连接着输入和输出节点。信息交换是在集中器的辅助下实现的，通常在家庭用电电压即220伏电压中传输。载波智能电表通常有两个关键部分：计量电能电路和载波耦合电路。在这两个电路中，通过FSK、PSK等通信模式，把相关电能信息与主流电线相通，主流电线具有载波信号调节器，通过这个端口可以将电能信息自动保存到智能电表的储存器上。

PLC网络信息读取是通过220伏电线进行传递的。通常来说，载波智能电表不仅能够非常精确地计算电量，而且还要具备相应的耦合电路。耦合电路主要是为了把用电信息和相关数据与电线连到一起，以便于电网信息采集。一般常见的收集和传输模式有FSK、ASK和PSK等。在实际工作中，位于相同线路的电量信息一般以载波信号的不同分类进行解调，当信息采集之后，将电网信息分类归纳并保存到智能存储器中。通过这样一个工作原理，载波智能电表通过安装在其两端的端节点和输入、输出节点，在集中器的协助下进行信息交换，在一般家用电压中，将电线作为整个电网信息传输的工具和渠道，即形成了PLC网络。

当然，由于电能损耗和电压波动等因素的影响，客观上对通信的传输距离产生一定的影响。这个问题对PLC网络提出了新的课题，要求智能电表除了能够精确、快速、安全地传递电能信息的基础上，还必须具备稳压、抗电磁干扰、隔音等功能。

1.2 智能电表的相关传输技术

随着现代通信技术、网络技术和计算机技术的发展，全球移动通信传输系统和GPRS技术已经在智能电表中广泛应用起来。与互联网通信是智能电表的突出特点，通过GPRS和GSM的帮助，可以实现与万维网的实时对接与信息传输。

这些技术的应用，可以大大提高通信效率和通信质量，同时设备维护起来较为简便。鉴于此，智能电表的自动信息采集技术通常采用无线连接的方式与万维网通信。这样，电力企业员工不仅能够及时、高效采集电网信息，还能够对客户进行微观管理，对用电信息、故障定位、电荷管理等信息都能实现实时采集。

1.3 智能电表工作流程

整个智能电表的传输系统主要由四部分组成：信息服务器、读表系统、信息管理器和收费系统。通常来说，智能传输系统一般采用C/S加B/S式网络架构，在互联网技术的帮助下，完成客户电表信息采集、计算、电费收取、意见反馈等过程。这个流程具体表现为以下四各方面：

第一，信息数据服务器对电网信息和客户用电情况采取统一管理，确保整个电网信息精确、安全和可靠。

第二，读表系统是通过智能人机对话，系统按照管理者设定的统一程序进行有条不紊地传输信息，并妥善地将这些信息储存起来。

第三，信息管理器是对智能电表搜集到的电网信息统一按照一定流程进行管理，如计算阶段、核实阶段、计价阶段、结算阶段和维护阶段等。

第四，收费系统主要对象是用电客户。该系统主要负责电费收缴、信息查证、提交报表等业务。通常用户可以在互联网和手机APP上都可以快速实现缴费。

2 智能电表在电网信息采集中的应用前景

随着我国智能电网的建设和发展，智能电表技术也将采用先进的AMI 计量体系，并走向模块化、系统化和网络化，在实现自动抄表和便捷付费的基础上，发挥其以用户和供电企业的信息交互为基础的多项功能。

2.1 先进的 AMI 计量体系

AMI计量体系采用大量的智能电表和先进的传感器等设备，结合双向通信与监视系统，对用户端用电状况、电网设备的健全状态及网络安全状态实施监测，达成各种远程资料读取、提供、设定及控制等多种功能。除自动抄表外，还进行用户负载控制与用户用电品质管理。AMI搭配显示器，增强了用户与电力系统之间的灵活互动，为用户提供能源使用信息、自发性节能及不同电价费率服务。

2.2 模块化运作

智能电表采用功能模块化设计，仅需更换部分功能模块就能实现电能表的升级换代；其标准化的功能模块和结构，为规范电能表研制和开发通过便利条件；通过现场或远程升级更换故障模块，能提高运维水平，节省维护费用。

2.3 网络化运作

利用电力线载波网PLC、光纤与同轴电缆网HFC、固定电话网PSTN和无线移动网GSM/GPRS/CDMA等通信网络，将智能电表采样和存储的电能数据信息实时传输到用电信息管理系统，并通过数据共享和综合分析。在建设过程中，要投入光纤，并且要入户。这样，就可以用光纤取代电话线、网线、有线电视等线路，从而实现集约运营，资源共享。因此这种方式可以同时实现智能电网的系统化和智能化，可以为客户提供更加便捷、高效的服务，同时也降低了电网运营费用。

2.4 电网的系统化运作

在电力系统不断升级换代，提升智能化的同时，也提高了电力系统自动化和信息化。在这样一个运营策略下，可以将大量的电网信息进行有效处理和分析，再经过系统管理和储存，可以分别管理不同的数据，将电能管理和电能开发功能彻底分离，既提高了电力管理的水平，也能促进电力开发的能力，进而提高整个电网的系统管理能力。

3 结束语

随着智能电网和智能电表的不断普及，电力企业对于电力信息的管理水平整体又提高了一个档次。智能电表技术可以增强信息处理、交互技术和通信能力，在AMI系统中可以实现数据的实时传输和存储，不仅能够优化电能管理，还具有自动分析处理电力信息，实现自助缴费等功能。通过智能电表技术，还可以促进供电企业与用电客户之间的信息互通，让供电企业能够真实、快速地了解客户用电信息，以制定相应的供电策略；同时又可以帮助客户制定节能节电计划，降低电能浪费，促进节能减排。

参考文献：

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