智能電表計量的自動控製研究與分析
科學論壇
作者：覃文念 張萌
[摘 要]智能電網的發展已成為世界各國電力工業應對未來挑戰，也是電力係統的發展方向，智能電表作為智能電網建設的重要基礎裝備，加快其發展對於電網實現信息化、自動化、互動化具有重要支撐作用，介紹了智能電表計量的發展及應用現狀，分析了智能電網建設對智能電表計量的技術要求，對國家電網公司智能電表計量的自動控製進行了研究與分析。
[關鍵詞]智能電網 智能電表 產業化
中圖分類號：F270.3；TM727 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）34-0333-01
1.智能電網中的智能電表簡介
電子技術以及集成電路等在計量裝置中獲得推廣應用之後，現階段，我國在智能電表的概念上仍未與國際達成統一，不同國家都是按照智能電表的具體功能對其進行定義的，國內對智能類儀器儀表給出的定義如下：是一種以微處理器為核心，能夠存儲測量信息並對測量結果進行實時分析處理的計量器具。國家電網公司在智能電表的係列標準中，對智能電表做出了如下定義：即由測量、數據處理、通信等單元構成，具有電能量計量、電能數據信息處理、實時監測、自動控製以及信息交互等功能的電能表統稱為智能電表。由此不難看出，國內對智能電表的定義充分詮釋了其強大的功能。現如今，隨著智能電表的不斷發展和完善，電能計量範圍結合當前國際和國內對智能電表的定義，可對智能電表進行全麵、係統的定義：智能電表是以適應智能電網發展為主要目標，並以微處理技術、網絡技術、通信技術為核心，由測量、數據處理以及通信等單元構成，具有電力參數測量、雙向電能計量、電能質量監測、實時數據交互、多種費率時段以及遠程控製等功能的智能型儀表。
2.智能電表的工作原理
智能電表的工作過程中，首先對電流及電壓進行采樣，在此基礎上把采樣數據處理轉換成脈衝，這種脈衝與電能成正比例關係，然後利用單片機把脈衝處理成能夠顯示成用電量的數字，最終將其輸出。這種新式的智能電表應該具有數字化功能，並能進行實時雙向通信。
目前，戶表的改換一般采用的都是由電網公司統一匹配的智能電表。這種智能電能表采用了目前比較先進的集成電路技術，它是根據國際電能表標準和我國相關電力標準製造而成。優勢特點明顯，具有數據計量準確、存儲安全、通信便利等特點，不僅對用電客戶的遠程信息采集實現控製，還能夠對遠程係統下發各類指令，在一定程度上保證了用戶信息的傳輸存儲安全，而且操作比較簡單，具體實現過程如下：用戶購電，用電客戶拿卡交費，供電機構通過售電係統記入卡內。實施供電，用電戶拿卡進行非接觸式感應刷取。用電報警，當表內的電量接近報警設置的電量時，拉閘斷電警報響起，用戶隻有再次刷卡才能實現正常供電。斷電，當電量全部用完時，係統會自動拉下電閘，用戶隻有再次交費後才能實現正常的用電。這種方法，避免了以前人工上門抄表、收電費難、誤差多等瓶頸問題，同時，因為使用了微機控製技術，用戶的用電信息進一步的明細，還可進行用電信息的查詢等。
3.智能電表的計量
智能電表是智能電網數據采集的基本設備之一，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。智能電表作為智能電網用戶環節實現的重要基礎，具備完善的功能是其必須滿足的基本要求，智能電表在電壓、電流量的計量上要求能夠提供足夠點數的量測數據，為高級應用中的統計分析功能的實現提供曆史數據對於有功，無功的計量需要滿足雙向要求，隨著分布式發電技術的發展，在可以預期的未來，作為供電方的用戶將成為可能，同時在電力市場高度成熟以及儲能技術滿足應用需求的條件，充分調動用戶參與電能管理的積極性，利用峰穀電價差異，引導用戶參與削峰填穀，智能電表的雙向計量功能是滿足用戶最終作為一個雙向負荷的身份出現的必要條件，也是互動式電網建立的標準雙向通信為了建立智能電表和智能電網之間聯係，形成數據傳輸的通道，可靠、穩定的通信網絡是必備基礎條件之一，對於智能電表而言為了實現其管理控製，以及計量功能，數據的傳輸將不再是表端到管理主站之間的單向傳輸，而應一方麵由智能電表采集電壓電流表征電能質量的量測量以及電能消費數據的電度信息，另一方麵，智能電網中的智能變電站還可以向智能電表發出調控信息，因此，智能電表要求具有雙向的通信功能智能電表與遠端的智能化變電站之間的通訊方式可以有多種形式，如電力線路的載波通訊。無線網絡通訊，通信網絡通訊以及借助其他專網的通訊，未來三網合一的發展，也會為智能電表的通訊帶來更大的方便。