对智能电网中智能电表技术的展望

对智能电网中智能电表技术的展望

摘要:本文介绍了智能电表技术的研究和应用现状,并对智能电表技术在未来的信息化、自动化、互动化智能电网环境中采用模块化、系统化和网络化技术和高级计量体系(AMI),结合各种通讯方式,实现电力公司与用户之间的双向交互,在满足抄表计费、管理决策和工程分析需求的基础上,发挥合理用电,降低能耗作用的发展趋势加以阐述分析。

关键词:智能电网智能电表技术

1 智能电表技术的研究和应用现状

近年来在国内各行各业开始广泛应用的基于微处理器的电子式多功能电表,具备了准确、快捷地测计电力参数、记录事件、存储负荷曲线、分析电能质量及通信等智能电表技术功能。但在使用上,却仅体现出其自动抄表和便捷付费的功能优势。

1.1 PLC网络与载波电能表

自动抄表系统在PLC网络支持下传输数据。PLC网络是以载波电能表为通讯端节点与转接点,以集中器为通讯交换节点,以220V电力线为通讯传输链路构成的电力线载波通讯网络。其中的载波电能表,主要由电能计量电路和载波耦合电路组成,能运用FSK、ASK和PSK 等调制方式,将电能数据调制到电力线上,再通过处于同一线路上的数

据集中器进行的载波信号解调,将接收到的电能数据保存到存储器中。PLC自动抄表系统是通过220V电力线进行数据传输。每一个载波电能表内除有进行精确地电能计量电路外,还需有载波耦合电路。它的功能是将电能数据调制到电力线上。常见的调制方式有FSK、ASK和PSK。而处于同一线路上的数据集中器则进行载波信号的解调,接收到数据后将数据保存到存储器中。这样,以载波电能表为通讯的端节点和转接点,以集中器做为通讯的交换节点,以220V电力线做为通讯的传输链路,就形成了PLC通讯网络。由于电力线存在大噪音、高衰减的特点,这就限制了通讯传输的距离。这就要求处于PLC网络的通讯节点-电能表除了具备将信号进行中继功能外,还需具备一定的噪音阻隔能力。

1.2 GPRS技术与无线数据传输

近年来全球移动通信系统GSM网运用GPRS引入分组交换技术,实现与Internet 连接,构成移动互联网通信。不仅发挥了传输成本低、扩展性好、适应性强和设备维护方便等优势,还大大提高了移动终端数据传输速率。因此,自动抄表系统选择无线公网与移动互联网的通信方式,作为抄表、故障定位、配变监测及负荷管理等系统通信的无线数据传输新通道。

1.3 intranet/internet技术与系统软件

系统由数据服务器、抄表前置机、数据管理机和营业收费机组成。

采用C/S加B/S式网络架构,在intranet及internet技术支持下,完成从抄表数据收集到电费收取过程的管理。

(1)数据服务器对数据库进行统一管理,以保证系统运行高效及数据的完整和安全。

(2)抄表前置机(通讯工作站)的能与集中器和管理表计进行无人值守的全天候不间断通讯,并对抄收数据实施科学管理。其采用Visual C++工具开发,使通讯更为高效和可靠。

(3)数据管理机(管理终端)具有系统设置、权限分配、电量结算、数据维护及数据分析等功能。其采用快速应用程序开发工具,不仅具有良好的用户界面,还能降低开发和维护成本。

(4)营业收费机面向用电用户,进行电费收缴、用户查询和报表打印等操作。其采用的IE或NetScape 浏览器和ASP,使用户的查询与交费更加便捷。

2 基于智能电网的智能电表技术应用前景

随着我国智能电网的建设和发展,智能电表技术也将采用先进的AMI计量体系,并走向模块化、系统化和网络化,在实现自动抄表和便捷付费的基础上,发挥其以用户和供电企业的信息交互为基础的多项功能。

2.1 先进的AMI计量体系

AMI计量体系采用大量的智能电表和先进的传感器等设备,结合双向通信与监视系统,对用户端用电状况、电网设备的健全状态及网络安全状态实施监测,将客户端电表资料传送回控制中心,并达成各种远程资料读取、提供、设定及控制等多种功能。除自动抄表外,还进行用户负载控制与用户用电品质管理。AMI搭配显示器,增强了用户与电力系统之间的灵活互动,为用户提供能源使用信息、自发性节能及不同电价费率服务。

2.2 模块化

智能电表采用功能模块化设计,仅需更换部分功能模块就能实现电能表的升级换代;其标准化的功能模块和结构,为规范电能表研制和开发通过便利条件;通过现场或远程升级更换故障模块,能提高运维水平,节省维护费用。

2.3 网络化

利用电力线载波网PLC、光纤与同轴电缆网HFC、固定电话网PSTN和无线移动网GSM/GPRS/CDMA等通信网络,可将智能电表的部分功能从接入层上移到网络层和数据管理平台层,将智能电表采样和存储的电能数据信息实时传输到用电信息管理系统,并通过数据共享和综合分析,实现用电管理部门对异地用电信息的实时测量和监控。而将要投入建设的电力光纤到户工程,又会实现以电力光纤取代

电线、网线、电话线及有线电视等多条线路的三网融合和资源共享,为智能电表的网络化和系统化提供更为便捷、稳定、可靠且低价的电能信息数据传输信道和网络。

2.4 系统化

通过综合利用电力系统自动化技术和计算机技术,在数据控制管理平台对海量的用电数据进行有效分析、处理及管理;通过网络化与系统化,又能将用电信息管理系统的管理功能向分布性与开放性灵活扩展,进而提高其性能和便利程度。

3 结语

智能电表技术在智能电网环境下,具有更强的信息处理、交互、计量和通信能力,能在AMI中提供实时数据采集、存储和传输,实现电功率计时计量、自动计费、阶梯电价计费、优化用电等功能;并能实现供电企业与用户之间的即时双向通信交互,使每个用户实时准确地了解用电情况和节省电能电费的最佳时间,自主选择电器使用时间段,按需调度控制用电,合理制订节电计划,最大限度地降低能耗,节省电费。进而促进节能减排,增强电力系统的稳定性,提高电力企业的经营效率。

参考文献

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