淺談在電網中智能電能表的功能與應用

李振浩

摘要：文章闡述了智能電能表的智能電能及其功能，并針對在電網中智能電表的應用進行了論述。

關鍵詞：智能電能表；功能；應用

中圖分類號：TB381文獻標識碼：A 文章編號：

一、前言

近年來，隨著城市建設高速發展，人民生活水平的不斷提高，全國電力供需矛盾日益突出，加強電力需求管理，控制不合理用電，實現電力需求管理和綜合電力資源管理，是電力供應發展的方向。集中式智能電能表不僅能現電能計量、還能實現電能控制。當電力充足時，可復費電計量，降低電價，鼓勵用電；電力供用緊張時，可限制用電或停止供電，提高電價，保證重點用電需求。文章闡述了智能電能表的智能電能及其功能，并針對在電網中智能電表的應用進行了論述。

二、智能電能表的智能電能及其功能

（1）智能電能

智能電能表是采用大規模集成電路，應用數字采樣處理技術及SMT工藝，根據工業用戶實際用電狀況所設計、制造的具有國際先進水平的儀表。電能表由測量單元、數據處理單元、通信單元等組成，具有電能最計量、信息存儲及處理、實時監測、自動控制、信息交互等功能的電能表。電能表能精確測量正向、反向及組合有功電能表，四象限無功電能、組合無功1電能、組合無功2電能，能實時測量有功功率、無功功率、電壓、電流和頻率等電參數。通過表內輸出信號來控制路器實現負載的通與斷，實現督促用戶先買電后用電的功能。并通過多種費率可以有效的調節電網負載平衡，削峰填谷，使用電更合理化、有效化。電能表可進行4種費率、14個日時段、5個日是段表、10個時區設置，并具有—個RS485通信接口—個低壓電力載波接口電力和掌腦通訊接口，實現RS485、低壓電力載波和掌腦通訊功能。

（2）智能電能功能

具有正、反向有功電能、四象限無功電能計量功能，組合有功和組合無功電能計量方式可設置。有兩套費率時段，可通過預先設置時間實現兩套費率時段的自動切換。每套費率時段全年可設置10個時區，有5個日時段表，24小時內至少可以設置14個時段，時段最小間隔為15分鐘，并且時段間隔大于實際需量周期值，可跨越零點設置。具有記錄、顯示四象限無功電能。具有記錄、顯示組合1無功和組合2無功，且組合無功1和組合無功2可以進行設置。具有分時計量功能，有功、無功電能量按相應的時段分別累計、存儲總、尖、峰、平、谷電能量。具葡憧分相有功電能量功能。能存儲12個結算周期電量數據，結算時間可在每月任何一日整點設定(不大于28日)。具有失壓、失流、斷相、全失壓、電壓逆相序、電流逆相序、電壓不平衡、電流不平衡、電壓超限及電壓合格率統計、過載、定時凍結、瞬時凍結、時區轉換凍結、時段轉換凍結、編程記錄、需量清零記錄、校時記錄、停電記錄、等事件記錄功能。一個RS485通訊接口、—個低壓電力載波通訊接口、一個紅外通訊接口與PC機進行通訊，與掌上電腦進行通訊，通訊通道彼此獨立，互不干擾。通過載波、紅外接口或RS485接口進行通訊，完成運行參數的監測，實現各種數據記錄存儲等功能。通過LCD顯示各種參數設置情況和測量數據量，可以輪顯和鍵顯數據?？蓪崿F參數輪顯，輪顯的參數和時間可預先設置，參數輪顯的順序可任意設定。具有測量A、B、C三相的電壓、電流有效值、有功無功功率、視在功率及當前電網頻率的功能。具有編程禁止功能和需量復位功能。具有過載報警繼電器輸出報警信號功能。故障報警功能，電壓出現失壓、電流嚴重不平衡、斷相、有功反向、電壓逆相序、電池欠壓等各種事件時，電表液晶及報警指示燈會提出報警。

三、在電網中智能電能表的應用

（1）電能的計量。與傳統電表相比，智能電表是可編程的電表，不僅能計量電能，而且可測量和存儲更多的數據，功能更加強大。它可以根據預先設置的時間間隔進行測量和存儲各類電能和電量數據，具有正反向有功、四象限無功電能計量功能，并可通過軟件編程實現組合。它還具有分時計量功能，即可按相應的時段分別累計并存貯總、尖、峰、平、谷有功電能和無功電能[1]。

（2）最大需量的測量。智能電表可測量雙向和分時段最大需量，并能顯示日期和時間，且能存儲帶時標的數據。最大需量值可以手動按鍵清零或抄表器清零， 需量清零有編程開關、密碼限制。最大需量測量采用滑差方式，需量周期和滑差時間可設置。當發生電壓線路上電、時段轉換、清零、時鐘調整等情況時，電能表從當前時刻開始，按照需量周期進行需量測量，當第一個需量周期完成后，按滑差間隔開始最大需量測量。在一個不完整的需量周期內，不做最大需量的記錄。

（3）數據的管理。智能表能根據需要選擇記錄六組數據。一組是電壓、電流、頻率；二組是有功功率、無功功率；三組是有功總電能、無功總電能；四組是功率因數；五組是當前需量；六組是四象限無功總電能。負荷記錄間隔時間可以根據規約任意設置，記錄數據帶有時標。在記錄有功總電能、無功總電能、四象限無功總電能，時間間隔為1分鐘的情況下，負荷記錄存貯空間可記錄不少于40天的數據容量。能對特定時刻的重要數據存貯凍結。數據凍結方式分為定時凍結、瞬時凍結、日凍結、約定凍結、整點凍結等。每種凍結方式均可通過相應的凍結數據模式字選擇數據類型進行凍結，可選擇正向有功電能、反向有功電能、組合無功1電能、組合無功2電能、四象限無功電能、正向有功最大需量及時間、反向有功最大需量及時間、變量等。

（4）電能表運行異常的監控。智能電表可測量電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數、相角、電網頻率、電池電壓等。提供越限監測功能，可對線（相）電壓、電流、功率因數等參數設置閥值并進行監測，當某參數超出或低于設定的限值時，以事件方式進行記錄。記錄電表失壓、欠壓、過壓、斷相、全失壓、電壓逆相序、電流逆相序、電壓不平衡、電流不平衡、失流、過流、斷流、潮流反向、過載、掉電、需量超限、總功率因數超限等事件，記錄參數編程、電表清零、需量清零、事件清零、校時、時區時段參數配置、開表蓋、開端鈕盒、跳閘、合閘等事件。智能電表能記錄三相電壓及分相電壓的最高電壓及出現時間、最低電壓及出現時間，統計電壓監測時間、超上限時間、超下限時間、電壓合格率、電壓超限率等；可連續記錄統計最近12個結算日的電壓合格率統計數據；可測量三相電壓、三相電流波形失真度及32次以內諧波含量。智能電能表能實時監測電能質量和供電狀況，為解決用電糾紛和用戶投訴事件提供依據。同時也能及時發現問題，及時采取相應措施，保證為用戶提供合格的電能。能測量電網的運行參數，其測量的數據多，準確性強，數據處理正確，能為電網的事故分析和管理決策提供依據[2]。

（5）智能化需求側管理。需求側管理是指電力供需雙方共同對用電市場進行管理，以提高供電可靠性，減少能源消耗及供需雙方費用支出的一種管理模式。它是以經濟激勵為主要手段，引導和刺激廣大電力用戶優化用電方式、提高終端用電效率、實現節電管理系統工程。通過智能電能表可實時監測電網的運行狀態，跟蹤監測用戶用電的全過程，確定最優運行和負荷控制計劃，優化用電方案，并通過合理的電價結構引導用戶轉移負荷，自覺錯峰填谷，平坦負荷曲線[3]。

（6）提高配電網負荷預測的準確性。在配電網中，由于負荷節點多、參數多樣、表計不全、缺乏實時監控設備等因素，難以獲得準確的負荷數據，從電量預測或從現有負荷密度入手進行負荷預測的準確性不夠高。利用智能電能表與終端通過信道及時將數據輸入到主站， 就能減少不確定因數的影響，提高負荷預測的準確性。

（7）費控功能的應用。費控功能的實現方式分為本地和遠程兩種。本地費控通過CPU卡、射頻卡等固態介質在本地實現費控功能。本地費控電能表的費控功能是在智能電能表內部實現的。遠程費控是主站/售電系統借助虛擬介質進行充值及參數設置費控功能的。遠程費控實現的功能與本地費控實現的功能是等同的。

（8）服務電力客戶。智能電能表能為用戶提供用電信息和能耗數據，通過數據對比，反映節能產品和高耗能設備的差異，引導用戶采用先進的節能技術和高效的設備，提高終端用電效率。同時，能為用戶提供科學用電建議、電力資訊、停限電通知、催費信息等，以加強電力營銷工作的管理［5］。

四、結語

最近幾年智能電能表預付費功能得到了廣泛的推廣使用，可以起到報警、顯示電量、顯示電費余額以及斷電的功能，為解決電費回收難的問題提供了一條新的途徑，實現了電力營銷模式的創新。目前我國智能電表正在穩步地向前發展，通過統一規范，加快智能電表的模塊化發展，加強智能電表的系統化功能；深化需求側管理，智能電表將在智能電網建設中發揮重要的作用。

參考文獻

[1]李寶樹,陳萬昆.智能電表在智能電網中的作用及應用前景[J].電氣時代，2010(9):28-30.

[2]王思彤，周暉，袁瑞銘，等.智能電表的概念及應用[J].電網技術，2010，34(4)：17－23.

[3]靜恩波.智能電網AMI中的智能電表系統設計[J].電測與儀表，2010，47(7A)：36-39.

[4]聶珣.對智能電網中智能電表技術的展望[J].湖北電力,2010,(34)3：47-48.