智能电表的技术分析及在电网信息采集中应用

杨晶　郭毅

摘要：目前，随着社会经济的迅速发展，各行各业以及人们的生活对电力的需求大大增加，依靠现代计算机信息技术、通信技术以及控制技术建设一个大区域、大规模的智能化电网，已经成为电力行业共同的选择。智能电能表作为国家电网远程用电信息采集系统的核心设备，为采集大范围的用电信息提供了便利，提高了用电信息采集的效率，缩短了采集时间。因此，文章将对智能电表在国家电网远程信息采集中的应用进行分析研究。

关键词：智能电能表；远程信息采集系统；应用分析

科学技术的飞速发展带动着电网系统各环节的技术提升。随着电网系统各项智能技术的应用，电力的传统营销计量模式已经不能满足智能电能表的应用管理需求。因此，在此基础上，必须针对存在的问题，就智能电能表的性能与技术特点进行有效的管理，并提出相关创新管理体系和手段，进一步促进智能电能表的规范化应用与运行，推动电力收费的准确性，保证电力企业的效益。

一、智能电能表的类型分析

智能电能表属于一款多功能的基表。采用的是模块化的设计，在传统电能表的基础上增设了费控、无线以及载波等功能。智能电能表主要由测量单元、数据处理与存储单元以及通信单元等几部分组成，不仅实现了电能的计量、信息的存储与处理、实时监控等目的，还具有自动控制与信息交互等功能，是非常强大的集通信与数据处理予一身的智能电能计量系统。 如果从有功电能计量准确度的角度来分类，智能电能表可以分为0.2S、0.5S、1S、2S四个等级，我们可以按照不同的安装环境来选择不同等级的类型电能表。

与普通的电能表不同，智能电能表的检测项目与试验流程都有所不同，针对费控智能电能表而言，不仅要进行普通电能表全部的验收检测项目外，还要进行安装之前对于跳闸、合闸以及交易秘钥下装等环节的检测。然后，还必须对智能电能表的计量功能、冻结功能、脉冲输出以及计时等功能进行严密的检测。

二、智能電能表的技术特点分析

1通信功能

智能电能表具有超越普通电能表的通信功能，通常智能电能表的通信接口能够支持RS-485、网络、GPRS以及载波等多种通信方式，不仅如此，智能电能表还可以为用电信息系统提供很多帮助，按照供电企业的实际需求，提供最佳的智能电能表通信接口。

2费控功能

费控智能电能表的核心优势就是具有较为安全的系统，其对数据交换安全认证涉及到的数据结构和操作流程都进行了相关的规范与标准要求。也就是说，智能电能表的费控功能是完全符合《智能电能表信息交换安全认证技术规范》要求的。为各种类型的费控智能电能表提供了数据交换与安全认证的技术，通过营销计量的工作流程，进一步保障了智能电能表的安全费控能力。

3实时网络交互功能

智能电能表投入使用后，其始终保持在与用电信息采集系统的实时通信状态。这样一来，就为供电企业的营销系统与用电采集系统之间的信息交互，能实时对智能电能表进行在线监测与控制，进一步实现了费控操作，达到实现用电信息实时网络交互的目标。

三、电网用电信息采集系统

电网用电信息采集系统的采集模式主要分为：一、居民用户和公配变计量点采集模式。城乡居民分布密集，电表数量巨大，采用集中抄表模式可以避免单个用户采集电能信息少的缺点，还可以实现远程抄表和监控。居民用户的用电信息采集由集中器、采集器、电能表等设备之间的数据传输通道组成的数据采集网络来实现。二、公配变单相和三相一般工商业用户。实现对电表的远程抄表，电表的异常分析，信息的实时采集。在系统主站的监测下，通过智能电表的直接控制实现完整的预购电功能。三、中小型专变用户采集模式。中小型用户装用专变采集终端，该终端与电表建立数据传输通道进行实时抄表，获取精确的电表信息并储存；通过监控用户的用电开关，管理预购电服务；通过与系统主站建立远程通信，接受系统主站的直接管理，向主站传送采集的用户的用电信息。四、大型专变用户的信息采集模式。大型专变用户得采集终端具有负荷管理功能，该终端通过与电表的实时抄表通信和采集电表输出脉冲，获取并储存电表的数据与信息，对现场装置进行状态监测；通过直接监控用户的用电开关，实现负荷控制功能和电量控制；通过远程通信与系统主站建立直接数据通信，接收执行系统主站的集中管理，向系统主站传送现场采集的用户用电信息；为用户提供本地信息服务等。

1、智能电表在电网信息采集中的技术应用

1.1 提供负荷预测的依据

当用户安装智能电表开始使用后，大的电力用户可以利用智能电表将制定的近期的用电计划以及发电数据发送给供电公司的智能电网用电信息采集系统。供电公司根据用户的用电计划进行供电需求分析。根据该需求进行近期的电网的负荷预测，对电网的负荷系统进行调整，将电网的电容量降低到最小，降低电网的维护成本。实现国家电网经济效益的最大化。

1.2 为电网用电信息采集系统提供故障分析数据

智能电表对用户的用电情况进行实时监控，供电公司根据智能电表的检测情况，对电网信息采集中出现的异常情况以及电表是否故障做出在线分析，快速的定位故障的位置以及故障的原因，便于工作人员及时有效的采取科学的的措施进行改进，大大避免经济的损失。确保电网电力系统安全稳定的运转。

1.3用电信息的实时结算

当用户安装智能电表后，可以在智能电表上进行电费的计算，然后将计算的结果发送给供电公司，供电公司将其与后台服务器进行校验，对该用户的用电费用进行结算。用户可以通过互联网直接进行缴费，大大的简化了缴费的流程，不仅提高了供电公司的管理效率，降低了人力成本，也提高了电费的准确度。

2、智能电表目前存在的问题

第一，分时复费率电能表从智能化的意义上说，不能做到在线检测、在线收费，在用电收费管理上还没有走向现代化，只是智能化电能表的初级产品。第二，预付费电能表从原理上实现了无欠费的情况，但从经济角度来说，电力部门先收费后送电的做法不符合经济政策.从系统的角度来看，用户终端与系统主机并没有直接联系，信息反馈滞后，用户终端与整个网络脱节。电力部门平时不再对该类用户电能表抄表，用户偷漏电情况短期内难以发现。因此，该类电能表只是电能表走向智能化进程中的过渡产品。第三，集中远传自动抄表系统在目前高档居民小区已经开始使用。由于这种抄表系统对于提高用户的用电质量毫无帮助，而价格又较高，就集中远传自动抄表系统自身来说，在可靠性、抗干扰性和一次抄表正确率上部还有待实践的考验。

四、结束语

功能多样、精确度高、网络信息化以及寿命很长的高科技智能化的电能表的研究与发展，对我国电网用电信息的采集有着非常重要的意义。虽然智能电能表仍存在一些成本及安全问题，但是它的超强信息存储功能，准确的信号传输功能，良好的检测功能，精确的自动控制功能仍使其的发展前景十分客观。智能电能表作为智能电网的神经末梢，将在未来的信息社会中发挥出更大的作用，具有更加广阔的应用前景。

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