智能电能表的发展及应用前景

科 技论 坛
智能 电能表 的发展及 应用前 景
于 雷
（ 哈 尔滨电工仪表研 究所 ， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ２ ８ ）
摘 要： 近年来 ， 随着科 学技术的进步 ， 在 电子 式电能表基础 上发展 出了智能 电能表 。本文就智能 电能表的基本概Fra Baidu bibliotek 、 发展 历程进行 了初 步探 讨 ， 阐述 了智能 电能表的三个主要特征 ， 并提 出智能电能表 所应该具备的几项功能 ， 同时对其 实际发展过 程 中所存在 的问题进 行 了详细讨论 ， 最后 指 出智能电能表作 为用电信 息采集 系统 的终端设备提供的采集数据在 智能电网中所具有的广阔的应 用前景 。 关键词 ： 智能 电能表 ； 发展历程 ； 功能特 点 ； 应用前景
电能表是一种测量 电路 中消耗电能量的计量仪表。 电能表的出 套费率和时段 。 （ ２ ） 信息存储功 能 ： 智能电能表能记录各相失压 的总 现和发展 已有一百 多年历史 ， 随着科学 技术 的飞跃 发展 ， 电能表 已 次数 ， 失压发生时刻 、 结束时刻及对应 的电能量数据等信息 ， 以及全 从 感应式交流 电能表发展到智能 电能表 ， 电能表 的计量 准确 度越 来 失压发生 时刻 、 结束 时刻及对应 的电流值等数据信息 。确保全失压 越高 、 稳定性 越来越好 ， 功能也越 来越强大 ， 在现代 社会 ， 作为智 能 后程序不紊乱 ， 所有数据都不丢失 ； 电压恢复后 ， 电能表应正常工作 电网的终端 ， 智能 电能表也成为 当今 电力领域 的重要论题之一 。 等。此外 ， 它还 能记 录电压 （ 电流 ） 逆相序的总次数 、 发生 时刻 、 结束 １智能 电能表的基本概念 时刻及其对应 的电能量数据 。 （ ３ ） 状态监测功能： 智能电能表具有 自 作为一种测量电路中消耗 电能量 的计量仪 表 ， 电能表 已经为人 诊断 的能力 ， 若工作状态发生 了故 障， 其可以 自检出来 ， 仪器本身还 们 服务的历史已经有一百多年之长。 而随着时代的进步以及科学技 能协 助诊 断发生故 障的根 源（ ４ ） 信 号输 出功能 ： 智 能 电表具 备与所 术 的迅猛发展 ， 智 能 电能表 已经逐渐取代普 通电能表 的地位 ， 越来 计量 的电能量成正 比的光脉 冲输 出和电脉 冲输 出 ； 通过多功能信号 越受 到人们 的重视。 所谓智能电能表就是一种新型的全 电子式 的电 输 出端子可输出时间信 号、 需量周期信号 和时段透切信号。 （ ５ ） 自动 能表 ， 它相对 以往 的普通 电能表 ， 除具备基本 的计量功能外 ， 还带有 控制功能 ：智能 电能表 由用户交费 ，对智能 Ｉ Ｃ卡充值并输入 电表 硬 件时钟 和完 备的通信 接 口， 具 有高可靠性 、 高安 全等级 以及大存 中， 电表才能供 电， 表中电量甩完后 自动拉 闸断 电。（ ６ ） 信息交互功 储容量 等特 点。由用户交费 ， 对智能 Ｉ ｃ卡充值并输入 电表 中 ， 电表 能 ： 智能 电能表一般 都配有 Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ或 Ｒ Ｓ ２ ３ ２等接 口， 使 智能 电能 才 能供电 ， 表 中电量 用完后 自动拉 闸断 电， 从而有效 地解决上 门抄 表具有可程控操作 的能力 。 从而可 以很方便 地与计算机和其他仪器 表 和收 电费难 的问题 。用户 的购电信息实行微机管理 ， 方便进行查 组成用户需要 的多种功能 的 自动测 量系统 ，来完 成更复杂 的测试 询、 统计 、 收 费及 打印票据等 。 从 而大大减少 了用户 的麻烦 以及 电能 任务 。 另一方面 ， 智能 电能表的特点也是 十分突 出的 ： （ １ ） 高可靠性 ： 公 司对于收 电费抄表等方 面的人力 物力投入。另外 ， 智 能电能表也 主要体现在它 的测量精度高 ， 从 而十分可靠。它可以利 用微 处理器 是一种 以微处理器 或微控制 器芯片为核心 的可 以存储 大量 的测 量 执行 指令 的快速性和 Ａ ／ Ｄ 转换的时间短等特点对被测量进行 多次 信息并具有对测量结果进行实 时分 析 、 综合和做 出各种 判断能力的 测量 ， 然后求其平均值 ， 就可 以排除一些偶然 的误差与干扰 ， 还可以 仪器 。 通过数字滤波 ， 剔除粗大误差 和随机误差的方法提高测量精度 （ ２ ） ２智能 电能表发展历程 高安全性 ：智能 电能表具备编程开关和编程密码双重防护措施 ， 从 大大提高 了其安全性 。 （ ３ ） 存 智能 电能表是在普通 电能表的基础上经过革新而得来 的。 最早 而有效地 防止非授权人进行编程操作 。 的 电能表是爱迪生在 １ ８ ８ ０年利用电解原理研制而成 的直 流电能表 储 空间大 ： 智能 电能表要存储 较庞杂的数据信息 ， 并且 还要对数据 安时计 ， 该表重达几十千克 ， 没有精度保证 。 １ ８ ８ ９年德 国人布勒泰 进行保护 ， 在断电后数据可保持 ｌ ０ 年之久 。 令人惊叹其超大的存储 发 明了世界上第一块 没有独立 电流铁心 的单磁 通式感应 式交流 电 空 间 。 能表。 这块表重达 ３ ６ ． ５千克 ， 其 中电压铁心 中 ６千克。 １ ８ ９ ０年 ， 带 电 ４智能电能表发展 中的问题 流铁心的多磁通式感应式 电能表诞生了 ， 不过其转动元件是一个铜 虽然智 能电能表 现在 的到了较 为全 面的推广 ， 但 由于研发时 间 环， 反作 用力矩靠交流 电磁铁产生 。而 到了 ２ ０世纪 ３ ０年代 ， 出现 不没有很长 ， 所 以有些技术上 的问题还有待解决 。（ １ ） 成 本控 制 ： 作 了镍 钢和铝镍合金磁铁 ，电能表的体积进一步缩 小 ， 磁钢性 能的提 为一项新 兴产 品， 其研发经费 ， 制作成本较普 通电能表而 言还是相 并且其功能 ， 技术等方面还有许 多问题亟待解决 ， 这就意 高降低 了转速 ， 改善 了电能表 的过载特性 。 在过去 的 １ ０ ０多年 中， 由 对较高 的。 于感应 式电能表结构 简单 、 安全 、 廉价、 耐用 ， 同时又便于批量生产 味着还需投人大量人力 ， 财力等 。（ ２ ） 安全性能 ： 正 因为 目前智能 电 和维修 ， 感应式 电能表得 到了快速发展 ， 并在交 流电能计量 领域 占 能表还有些技术问题等 还有些欠 缺 ， 所 以这也给使用者带来 了一些 据 了极 其重要的位置。 到 了 ２ ０世纪 ７ Ｏ年代 初 ，一些发达 国家大 安全方面的问题。如十分精准 的计算用 电度数 与电费等 ， 虽然在上 量使用 了脉 冲式 电能表 。２ ０世纪 ８ ０年代初 ， 国际上出现了全部采 述 中提到智能电能表拥有十分精准 的计量功能 ， 但 由于技 术 尚未十 用 电子元 器件组 成的交流电能表 。进入到 ２ ０世纪 ９ ０年代 ， 用于大 分发达 ， 所 以会导致计算错误等方面的问题 。 尽快解决技术问题 ， 是 用户 的商业 化的点能量管 理系统 ， 符合管 理系统 已在世界范 围广泛 十 分 重 要 的 。 结 束 语 采用 。近年来 ， 伴随着智能电网在世界各 国的兴起 和推广 ， 作为智能 电网的终端 ， 智能电能表在不少国家得到 了推广 和应用迄今 为止， 意 当前， 全 国电力供需 矛盾 突出， 加强电力需求 管理 ， 控制不合理用 大利是这方 面的先行 者。 许 多国家均 已研制 出相应类型 的智能 电能 电也是节约 ， 并且准确而便 捷的收费系统 ， 既可节省人力 ， 又可减少 表 。但 由于 目前世界上关 于智 能电能表 尚没有一个 统一 的定义 ， 各 相关事业部 门与客户之 间的纠纷 ，不但能提高管理部 门的工作 效 也适应 了现代用户对缴 费的新需 求。虽然智 能电能表尚存 在一 国根据 本国 的实际情况制 定了各 自智能 电能表 的标 准或技术文件 ， 率， 这在一定程度上 限制 了智能 电能表在全球 的进一步推广和发展 。 些成本控制 ， 安全性 能等 方面的问题 ， 但是其发展前景 是十分客 观 ３智能电能表 的功 能和特点 的。 因为其超强 的信息存储功能 ， 优 良的状态监测功能， 准确的信号