智能电能表在电网系统中的应用探讨

摘要：智能电能表作为远程用电信息采集系统的核心设备，其在实践工程应用中发挥非常重要作用。本文在简单分析探讨了智能电能表的技术特性后，结合电力公司远程用电信息采集系统建设工程相关经验，探讨了智能电能表在电网系统中应用的功能优点。

关键词：智能电能表 用电信息 费控

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）10-0209-02

社会经济的快速增长，全社会用电量也呈现上升趋势，输电、配电、用电等环节变得越来越复杂，建设大区域智能电网已成为电力系统发展的主要方向，引起广泛的关注。智能电网建设的主要目标在于实现电网调度运行的安全可靠性和节能经济性。智能电能表作为智能电网系统中非常重要的组成部分，不仅是电力用户终端用电信息直接记录载体，同时也是智能电网调度运行的重要用电信息采集媒介，在智能电网系统建设中发挥着非常重要的作用。智能电能表作为需求侧电力用户终端用电数据信息实时采集的核心设备，主要承担电能数据采集、计量、传输，及远程费控功能，打破了常规电能表单一计费仪表功能，向网络化、智能化、集成化、模块化和多元化等方向快速发展[1]。

1、智能电能表的技术特性

1.1 电能表的智能网络化特性

智能网络化是智能电能表与常规电能表最大差别之一，其可以通过区域互联网络实现对分散在不同场合的电力用户用电数据进行实时采样、分析和存储，并能通过有线或无线通讯网络进行用电数据的远程传输共享，进而实现供电公司不同供用电管理部门对异地用电信息进行实时或非实时的测量、运算分析等功能，且便于运行管理人员制定科学合理的调度运行决策。通过电力线载波（PLC）网、无线GSM/GPRS/CDMA公网等，将安装在电缆用户终端的智能电能表统一集成互连起来，并经Internet网络实现用户用电数据的远程传输和信息交互共享，有效提高供电公司供电人性化服务水平，确保为电力用户提高可靠、优质、经济的电能资源[2]。

1.2 智能电能表的高可靠性特性

智能电能表作为智能电网系统中终端电力用户用电信息实时采集的基础设备和与电网远程集控系统信息资源通信共享的终端设备，既要保证其在法定的检定或轮换周期内具有较高计量准确性，同时又要求终端用电信息采集系统为整个电网调度运行SCADA数据采集与监控系统、CMS电能营销管理系统、MS计量与负荷管理系统等提供及时、完整、准确的用电数据信息，为电力用户提供及时优质的供电服务。智能电能表的高可靠性，一方面有利于电力公司相关管理部门及时准确掌握购售电与结算信息，降低电能运营成本，合理分配电能资源，提高电能资源的综合利用效率，达到节能降耗的目的；另一方面，智能电能表提供的准确用电数据信息，可以为电费结算等提供重要的依据，确保电能贸易结算的公正、公平等特性，进而为电力用户提高优质可靠的服务。

2、智能电能表在电网中的应用功能优点

2.1 电能的计量

与常规电能表相比，智能电表是一种可编程、带记忆、自动存储分析的高科技电表，除具备常规电能表电能计量的基本功能外，还具备用电自稽查、电能质量自动分析、峰谷电价费率自动转换、用电信息循环显示、远程费控等功能。智能电能表是远程费控用电信息采集系统的主要信息载体，电费结算、电网调度决策、用电稽查、电能营销服务等支撑数据必须来自终端智能电能表，因此智能电能表的应用情况与用远程费控用电信息采集系统的建设密切相关。

2.2 最大用电量预测评估

智能电能表可以测量终端用户双向和分时段的最大电能需求量，并能显示最大量日期、持续时间等信息，且能自动存储带时标特性的用电数据。智能电能表还可以根据动态监视监测供电电能质量水平，一旦发现供电质量超出运行范围（谐波分量过大、电压波动较大等）或用电出现异常（出现漏电、偷电等）时，就会将相应的用电异常信息反馈到远程用电信息集控中心，便于运行管理人员及时分析异常原因，并制定合理的处理对策，确保供电的安全可靠性[3]。

2.3 用电数据的动态管理

智能电能表可以根据预设要求有针对性的选择记录包括电流（V）、电压（A）、频率（Hz）、有功功率（P）、无功功率（Q）、功率因数（Cosφ）等相关用电特征数据，并可以根据实际需求对特定时刻的重要数据按照定时冻结、瞬时冻结、日冻结等方式进行动态存贮冻结。

2.4 电能表运行工况性能的动态监控

智能电能表可以根据测量所获得的实时电压、电流、有功功率、无功功率、电池电压等数据信息自动检测监视电能表的运行工况状态。在进行自检过程中，将系统自动采集获得的实时数据与预设数据进行对比分析，一旦发现有越限等异常数据时，就会以事件等形式自动记录存储，并自动分析可能导致异常数据的原因，为运行维护人员提供详细的数据信息参考。智能电能表可以连续记录统计最近10个以上结算日的电压合格率，为运行人员判断供电质量水平提供重要参考依据，同时可以动态测量供电分支网络中的三相电压、三相电流波形失真度（畸变率）及32次以内的高次谐波分量，进而为电网规划、技术升级改造、以及电能合理调配，提供重要分析判断数据。智能电能表可以实时监测供电电能质量和供电运行工况状态，这为解决用电纠纷和用户投诉事件评估提供重要依据。经智能电能表自动检测分析，可以及时发现供配电网络系统中存在的一些缺陷问题，便于运行维护人员及时采取相应对策措施，确保为电力用户提供优质、经济的电能资源。另外，智能电能表能够动态测量和监视电网的运行特性参数，这些准确详实的数据，能为电网经济调度、事故分析、营销管理决策等提供重要的参考数据依据。

2.5 提高配电网负荷预测的准确性

利用电力用户终端智能电能表所采集的实时/历史运行数据信息，经GSM/GPRS/CDMA无线公网传输到集控中心上位机系统中，结合专家知识系统、模糊理论、神经网络系统等进行智能训练学习，依靠计算机强大的数据“归一”处理能力，减少电网负荷预测中的不确定因数影响，提高配电网负荷预测的准确可靠性，确保配电网经济合理的调配运行。另外，通过合理的负荷预测，确定配电网最优的经济调度运行方案和负荷控制计划策略，并结合合理的峰谷电价奖惩机制，将电力用户主动引入到配电网经济调度中，自觉错峰填谷，平坦负荷曲线。

2.6 服务电力客户

电力客户可以在智能电能表上就能方便简单的查询用电信息、电价信息、能耗数据、停电公告等数据信息，便于引导用户主动采取先进的节能技术设备和自觉进行错峰用电，提高终端电能的综合利用效率。供电公司可以通过智能电能表为用户提供科学合理用电建议、用电计划、电力资讯、停电检修通知、催费信息等，在加强电力营销工作管理的力度的同时，提高了人性化电能营销网络智能服务水平。

2.7 远程费控功能

智能电能表可以根据实测数据和预测判断结果，起到语音报警、电量及余额显示、缴费提示、以及远程费控断电等功能，这为解决电费回收难、电费收缴效率低等问题提供了一条新的技术途径，降低了供电公司电能运营的风险成本。

3、结语

智能电能表是一种网络化、智能化、精准化的绿色用电信息计量表计，因为它有及时可靠需求响应功能，因此根据表计的实时全面反馈信息，电力用户和供电公司可以制定科学合理的用电计划和电能营销策略，能够有效提高电能资源的综合利用效率，达到节能降耗的效果，对电网智能升级改造和可持续稳定运营发展均有非常重要的意义。相信随着电力公司远程用电信息采集系统不断建设完善，智能电网和智能电能表等均会在我们日常生产生活中扮演非常重要的角色，为人类绿色能源的可持续开发利用贡献较大的力量。

参考文献

[1]刘振亚.智能电网技术[M].北京，中国电力出版社，2010.

[2]聂珣.对智能电网中智能电表技术的展望[J].湖北电力，2010，34（3）：47-48.

[3]耿建坡，张颖琦，孙冲.电能表的智能化及其技术要求[J].河北电力技术，2009，28：10-12.