淺析智能電表技術(shù)及市場

智能電網(wǎng)建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上，旨在利用先進傳感和測量技術(shù)、先進設(shè)備技術(shù)、先進控制方法，以及先進決策支持系統(tǒng)技術(shù)，實現(xiàn)電網(wǎng)可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的高效運行。智能電表是智能電網(wǎng)建設(shè)的磚石，也是各家各戶重要的信息中轉(zhuǎn)站，其本身已經(jīng)遠遠超出了單純的計量功能。在智能電網(wǎng)的發(fā)展中，智能電表將獲得較大的發(fā)展空間。

一、什么是智能電表

智能電表(smartmeter)是一種新型全電子式電表，具有電能量計量、實時監(jiān)控、自動控制、信息交互及數(shù)據(jù)處理等功能，方便用戶準(zhǔn)確迅速地了解家庭的用電情況，制訂節(jié)電計劃。智能電表是智能電網(wǎng)(特別是智能配電網(wǎng))數(shù)據(jù)采集的重要基礎(chǔ)設(shè)備，對于電網(wǎng)實現(xiàn)信息化、自動化、互動化具有重要支撐作用，承擔(dān)著原始電能數(shù)據(jù)采集、計量和傳輸?shù)娜蝿?wù)，是實現(xiàn)信息集成、分析優(yōu)化和信息展現(xiàn)的基礎(chǔ)，從而提高電力企業(yè)的經(jīng)營效率、促進節(jié)能減排，增強電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

智能電表不同于傳統(tǒng)電表之處在于它是雙向?qū)崟r通信，具有互動的特征，能夠提供實時數(shù)據(jù)，為實施階梯電價提供了可能。因此，智能電表在設(shè)計中強調(diào)了更強的信息處理、交互、計量和通信能力，在國家電網(wǎng)公司公布的智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中，對這些指標(biāo)也都作出了詳細的規(guī)定。

智能電表將改變以往人工抄表的歷史，工作人員只需點點鼠標(biāo)就可掌握用戶用電情況。對于用戶來說，用起來會更加便捷，用戶可以提前在電表中預(yù)存一定數(shù)額的電費，這樣在相當(dāng)一段時間之內(nèi)都不用再往銀行或者營業(yè)廳跑了。此外，用戶還可以定期從銀行直接往電表內(nèi)轉(zhuǎn)賬劃錢。而通過信息交互功能，用戶可以對家中用電情況一清二楚。當(dāng)電表中的余額少于一定的數(shù)值時，電表會提醒用戶及時付費。

二、智能電表的重要應(yīng)用

1、結(jié)算和帳務(wù)

通過智能電表能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確、實時的費用結(jié)算信息處理，簡化了過去帳務(wù)處理上的復(fù)雜流程。在電力市場環(huán)境下，調(diào)度人員能更及時、便捷地轉(zhuǎn)換能源零售商，未來甚至能實現(xiàn)全自動切換。同時用戶也能獲得更加準(zhǔn)確、及時的能耗信息和帳務(wù)信息。

2、優(yōu)化分布式能源配置

分布式能源與配電網(wǎng)并網(wǎng)運行時還存在很多問題，供電企業(yè)通過智能電表對配電系統(tǒng)實時監(jiān)控、控制和調(diào)節(jié)，掌握分布式電源的特性及其與電網(wǎng)運行的相互影響，優(yōu)化分布式能源配置，從而達到將電能以最經(jīng)濟與最安全的輸配電方式輸送給終端用戶，提高電網(wǎng)運營的可靠性和能源利用效率。利用智能電表可以幫助人們優(yōu)先使用風(fēng)電、太陽能等新能源。采用智能電表的實時數(shù)據(jù)采集與量測制定更為準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測，可以指導(dǎo)新能源優(yōu)化調(diào)度。美國夏威夷大學(xué)開發(fā)的配電管理系統(tǒng)平臺，采用智能電表作為門戶站綜合了需求反應(yīng)、住宅節(jié)能自動化、分布式發(fā)電優(yōu)化管理等功能，實行了配電系統(tǒng)與主電網(wǎng)中新能源系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制[1]。

3、配網(wǎng)狀態(tài)估計

目前，配網(wǎng)側(cè)的潮流分布信息通常很不準(zhǔn)確，主要是因為該信息是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)模型、負(fù)載估計值以及變電站高壓側(cè)的測量信息綜合處理得到的。通過在用戶側(cè)增加測量節(jié)點，將獲得更加準(zhǔn)確的負(fù)載和網(wǎng)損信息，從而避免電力設(shè)備過負(fù)載和電能質(zhì)量惡化。通過將大量測量數(shù)據(jù)進行整合，可實現(xiàn)未知狀態(tài)的預(yù)估和測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的校核。

4、提供故障分析依據(jù)

供電企業(yè)可以通過智能電表對用戶用電情況進行實時監(jiān)測，實現(xiàn)異常狀態(tài)的在線分析，動態(tài)跟蹤和自動控制，提高供電可靠性，有助于實現(xiàn)配網(wǎng)元器件、電能表以及用戶設(shè)備的預(yù)防維護。當(dāng)故障發(fā)生后可以通過智能電表查詢異常用電記錄，為故障分析提供可靠的實時數(shù)據(jù)。例如檢測出電力電子設(shè)備故障、接地故障等導(dǎo)致的電壓波形畸變、諧波、不平衡等現(xiàn)象。測量數(shù)據(jù)還能幫助電網(wǎng)和用戶分析電網(wǎng)元件故障和網(wǎng)損等。

5、用戶能量管理

通過智能電表提供的信息，可以在其上構(gòu)建用戶能量管理系統(tǒng)，從而為不同用戶(居民用戶、商業(yè)用戶、工業(yè)用戶等)提供能量管理的服務(wù)，在滿足室內(nèi)環(huán)境控制(溫度、濕度、照明等)的同時，盡可能減少能源消耗，實現(xiàn)減少排放的目標(biāo)。一些市民習(xí)慣把熱水器長期開著，晚上睡覺時不關(guān)電視機的電源開關(guān)等，通過分時段查詢用電量，市民就可以發(fā)現(xiàn)這些電器在插電卻不使用的時間段到底耗了多少電。

為用戶提供實時能耗數(shù)據(jù)，促進用戶調(diào)節(jié)用電習(xí)慣，并及時發(fā)現(xiàn)由設(shè)備故障等產(chǎn)生的能源消耗異常情況。在智能電表所提供的技術(shù)基礎(chǔ)上，電力公司、設(shè)備供應(yīng)商及其他市場參與者可以為用戶提供新的產(chǎn)品和服務(wù)，例如不同類型的分時網(wǎng)絡(luò)電價、帶回購的電力合同、現(xiàn)貨價格電力合同等。智能電表能精準(zhǔn)到“洗衣機、電冰箱、微波爐”等每個單體電器的用電量，“用電*價”功能可警示居民某個電器在某一時間段為高耗能電器。

6、智能家電控制

智能電能表具有與智能家電的通信控制功能，成為將來普及遙控家電鋪下“墊腳石”。由智能電能表根據(jù)實時電價通過設(shè)定參數(shù)實現(xiàn)對家電的起停控制，削減用電高峰的負(fù)荷，提高用電低谷時的負(fù)荷，在不需要增加任何用戶投資的情況下，通過改變大功率用電設(shè)備的使用時間，達到節(jié)約用電費用的目的，同時也對電網(wǎng)的削峰填谷作出貢獻。居民在家里安裝“智能互動終端”設(shè)備，與家中的每個電器相連，上網(wǎng)即可對家中電器*。

7、繳費更方便

采用一卡通交電費的市民，經(jīng)常是電業(yè)部門發(fā)出欠費提醒時，才發(fā)現(xiàn)卡里沒錢或余額不夠抵扣。低壓用戶信息采集系統(tǒng)建設(shè)以后，系統(tǒng)可以實時監(jiān)控每家每戶用了多少電、卡內(nèi)還剩多少錢。市民一卡通里交的電費快用完時，電業(yè)部門會及時向市民發(fā)出短信提醒，避免用戶欠費。經(jīng)常出差在外的市民，往往不知家里已經(jīng)欠電費或欠費超過繳費時限，這樣就會產(chǎn)生滯納金。使用智能電表后，電表就會根據(jù)用戶跟電業(yè)部門約定的條件自動斷電，待重新扣費后可迅速開通，不會產(chǎn)生滯納金。