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摘要：日益严重的环境问题以及能源危机，逐渐使人们认识到科学合理的利用资源的紧迫性。以电能利用为例，在当今的高科技社会发展中，特别是在要求电能计量高效、准确、实时动态的条件下，相对于传统的电能表而言，智能电表的普及势必成为趋势。智能电表具高精度、高稳定性及可靠性，节能环保以及使用范围广的显著优点。首先介绍了智能电能表的功能，重点分析了智能电能表计量准确性的保证以及智能电表采集终端的远程控制，最后分析了智能电能表的未来发展趋势。
关键词：智能电表；功能特点；准确度；采集终端；远程控制；未来发展
引言
智能电能表是电子式电能表的一种，其工作原理是表内的测量单元将输入的电压、电流信号转变为数字信号再将数字信号交由表内数据处理单元进行计数，从而计算实际使用的电能量。
1 智能电能表的功能
1.1 支持浮动电价
智能电表是指能够编程使用的电表，与传统电表相比，智能电表功能更加强大，它不仅能够手机、储存和测量大量的数据，而且确保电能计量一定准确度。此外，智能电表可以预先设置时间间隔，根据这一事件间隔，对各类型的电能和电量数据进行手机、储存和测量，并且随时保存带有时标的电能数据。
1.2 双向通信功能
智能电表具有双向通信功能，这是因为其内置通信模块。智能电表信息之间的交流是通过中央数据控制中心以及预设的双向通信网络进行的。供电企业将对用户感兴趣的电网信息，例如停电消息等，通过智能电能表通知到用户，方便用户根据供电企业提供的电网信息，改变自己的用电方式，提前准备。通过供电企业向用户发布定时、定期的用电信息，执行实时电价时，用户对实时用电情况可以有所了解，用户可以根据实时电价信息，安排用电计划。
2 智能电能表计量准确性的保证
2.1 多选择的费率和时段
传统电表在费率的调整与时段的设定上存在很大的漏洞与不方便性。智能电表新装备了两套费率时段表，可以根据设定自动更换费率，使得计费更准确。并且每套费率包含两个时区，也就是说在日常可以有多达四种不同的费率供切换。智能表在费率与时区方面的升级大大的划开了与传统电表的界限，充分的显示了其优越性。
2.2 更加丰富的电能计量功能
电能计量作为传统的电能表也具备的功能，智能电表还增加了一个可定义的组合方式，即有功组合电量。而且为了完善电能计量的功能，在分时记能、正反向有功电能以及电量冻结方面外又新增了日冻结与整点或半点冻结。
2.3 电力参数测量及监测
智能电表具有传统电表所不可能具有的实时记录当前电压、电流、功率等信息功能，而且其精确度更是人工检测所达不到的。而且新增的越限监控功能所记录的异常事件记录可以为供电方提供用电检测数据。
2.4 端口输出功能强化
新增的光脉冲测试输出功能与电脉冲测试输出功能，以及时段投切信号、误差检测信号以及需量周期信号接口，使得日常的使用更为安全便利。
2.5 安全模式与负荷开关
智能表负担着传输一定的数据的任务，为了安全起见设置了严格的安全模块，确保信息的安全传输。负荷开关的添加可以方便供电方在用户电量不足时远程停止供电，又方便了用户充值后自行合闸。这种策略有效的抑制了拖欠电费的行为，迫使人们及时缴纳电费。
3 智能电表采集终端的远程控制
GPRS 网络可为电力系统提供了简单高效的通信传输手段，以实现电力监测设备的实现分布式管理和统一监控，可以通过GPRS 网络系统实现。GPRS 系统可提供用户电量的广域无线IP 连接，可以通过在这一平台上构建基GPRS/GSM 网络的电力远程抄表系统（由位于供电企业的配电中心和位于用户端的电表数据采集点组成），对电表数据的数据实现无线传输和控制。
3.1 电表数据采集点
智能电表的数据采集点位于用户小区，与GPRS 透明数据通过电表的SPI 接口传输终端相连。内置嵌入式处理器，通过GPRS 透明数据传输终端对数据进行处理。为了实现对电表数据和数据中心系统的在线连接，通常将处理的协议封装后发送到GPRS/GSM 网络，然后再通过GPRS 网络传送至供电单位的远程抄表系统。
3.2 供电企业
由于专线可提供较高的带宽，用电企业一般与GPRS 网络相连采用专线，这样，即使电表数据采集点数量增加，中心也不用扩容。
3.3 GPRS/GSM 移动数据传输网络
经GPRS 网络空中接口功能模块，电表集中器采集的数据可以实现同时对多项数据的解码处理，通过中国移动的GPRS无线数据网络，转换成在公网数据传送的格式进行传输，最终传送到供电企业。
4 智能电能表的未来发展趋势
4.1 优化新能源用电秩序
采用智能电表可以指导新能源优化调度，实现数据的实时采集与量测，方便制定更为准确的负荷预测。美国在智能电表使用方面较为先进，以美国夏威夷大学开发的配电管理系统平台为例，采用智能电表能够实行了配电系统与主电网中新能源系统的协调控制，实现需求反应的综合管理，住宅节能自动化，分布式发电优化管理等功能。
4.2 优化分布式能源配置
要想对配电系统实时监控、控制和调节，保障配电网安全运行以及分布式能源还存在很多问题，供电企业优化分布式能源配置，通过智能电表掌握分布式电源的特性及其与电网运行的相互影响，提高能源利用效率和电网运营的可靠性，从而达输送给终端用户的配电方式最经济、最安全。
4.3 提高负荷预测的准确度
随着智能电表的推广应用，通过智能电表，大用户可以向供电公司上传用户近期的用电计划，有分布电源的用户可以分布电源的发电数据，由智能电表上传自己的发送电计划。供电企业自动干预负荷预测系统，以用户计划用电的容量、时间和各用户计划用电的顺序作为负荷预测的准确信息，可以减少电网备用容量，提高负荷预测的准确度，提高电网经济效益。
5 结束语
因为传统电表地理位置分散，数量众多，现场抄表工程量浩大，给工作人员带来极大的不方便。利用GPRS 移动数据网络，电管理部门可实现对各重要电力节点的监控，自动读取并分析相关数据，进一步远程控制或设备维护，缩短修护时间并节省专线建设成本，同时还可减少人力资源的浪费。
参考文献
[1]杨少平.智能电表特点及其应用.福建建设科技.2008（3）：91～93.
[2]李恒文，王京生.提高智能工频多功能电表精度的方法.山东科技大学学报：自然科学版.2000（3）：111～112.
[3]王海林，吴言荪，雷志同.基于GPRS 的电表远程无线监视装置.仪表技术.2004（2）：39.[4]彭明明，胡国栋，程文刚.GPRS 无线远程抄表监控系统.城市燃气.2006（1）：3～8.
作者简介：刘惠颖（1981.6-），女，黑龙江省哈尔滨，哈尔滨理工大学硕士，工程师，单位：黑龙江省电力科学研究院，研究方向：电能表和采集终端
殷鑫（1986.8-），男，黑龙江哈尔滨人，东北电力大学硕士，助理工程师，单位：黑龙江省电力科学研究院，研究方向：电能表和采集终端。
关键词：智能电表；功能特点；准确度；采集终端；远程控制；未来发展
引言
智能电能表是电子式电能表的一种，其工作原理是表内的测量单元将输入的电压、电流信号转变为数字信号再将数字信号交由表内数据处理单元进行计数，从而计算实际使用的电能量。
1 智能电能表的功能
1.1 支持浮动电价
智能电表是指能够编程使用的电表，与传统电表相比，智能电表功能更加强大，它不仅能够手机、储存和测量大量的数据，而且确保电能计量一定准确度。此外，智能电表可以预先设置时间间隔，根据这一事件间隔，对各类型的电能和电量数据进行手机、储存和测量，并且随时保存带有时标的电能数据。
1.2 双向通信功能
智能电表具有双向通信功能，这是因为其内置通信模块。智能电表信息之间的交流是通过中央数据控制中心以及预设的双向通信网络进行的。供电企业将对用户感兴趣的电网信息，例如停电消息等，通过智能电能表通知到用户，方便用户根据供电企业提供的电网信息，改变自己的用电方式，提前准备。通过供电企业向用户发布定时、定期的用电信息，执行实时电价时，用户对实时用电情况可以有所了解，用户可以根据实时电价信息，安排用电计划。
2 智能电能表计量准确性的保证
2.1 多选择的费率和时段
传统电表在费率的调整与时段的设定上存在很大的漏洞与不方便性。智能电表新装备了两套费率时段表，可以根据设定自动更换费率，使得计费更准确。并且每套费率包含两个时区，也就是说在日常可以有多达四种不同的费率供切换。智能表在费率与时区方面的升级大大的划开了与传统电表的界限，充分的显示了其优越性。
2.2 更加丰富的电能计量功能
电能计量作为传统的电能表也具备的功能，智能电表还增加了一个可定义的组合方式，即有功组合电量。而且为了完善电能计量的功能，在分时记能、正反向有功电能以及电量冻结方面外又新增了日冻结与整点或半点冻结。
2.3 电力参数测量及监测
智能电表具有传统电表所不可能具有的实时记录当前电压、电流、功率等信息功能，而且其精确度更是人工检测所达不到的。而且新增的越限监控功能所记录的异常事件记录可以为供电方提供用电检测数据。
2.4 端口输出功能强化
新增的光脉冲测试输出功能与电脉冲测试输出功能，以及时段投切信号、误差检测信号以及需量周期信号接口，使得日常的使用更为安全便利。
2.5 安全模式与负荷开关
智能表负担着传输一定的数据的任务，为了安全起见设置了严格的安全模块，确保信息的安全传输。负荷开关的添加可以方便供电方在用户电量不足时远程停止供电，又方便了用户充值后自行合闸。这种策略有效的抑制了拖欠电费的行为，迫使人们及时缴纳电费。
3 智能电表采集终端的远程控制
GPRS 网络可为电力系统提供了简单高效的通信传输手段，以实现电力监测设备的实现分布式管理和统一监控，可以通过GPRS 网络系统实现。GPRS 系统可提供用户电量的广域无线IP 连接，可以通过在这一平台上构建基GPRS/GSM 网络的电力远程抄表系统（由位于供电企业的配电中心和位于用户端的电表数据采集点组成），对电表数据的数据实现无线传输和控制。
3.1 电表数据采集点
智能电表的数据采集点位于用户小区，与GPRS 透明数据通过电表的SPI 接口传输终端相连。内置嵌入式处理器，通过GPRS 透明数据传输终端对数据进行处理。为了实现对电表数据和数据中心系统的在线连接，通常将处理的协议封装后发送到GPRS/GSM 网络，然后再通过GPRS 网络传送至供电单位的远程抄表系统。
3.2 供电企业
由于专线可提供较高的带宽，用电企业一般与GPRS 网络相连采用专线，这样，即使电表数据采集点数量增加，中心也不用扩容。
3.3 GPRS/GSM 移动数据传输网络
经GPRS 网络空中接口功能模块，电表集中器采集的数据可以实现同时对多项数据的解码处理，通过中国移动的GPRS无线数据网络，转换成在公网数据传送的格式进行传输，最终传送到供电企业。
4 智能电能表的未来发展趋势
4.1 优化新能源用电秩序
采用智能电表可以指导新能源优化调度，实现数据的实时采集与量测，方便制定更为准确的负荷预测。美国在智能电表使用方面较为先进，以美国夏威夷大学开发的配电管理系统平台为例，采用智能电表能够实行了配电系统与主电网中新能源系统的协调控制，实现需求反应的综合管理，住宅节能自动化，分布式发电优化管理等功能。
4.2 优化分布式能源配置
要想对配电系统实时监控、控制和调节，保障配电网安全运行以及分布式能源还存在很多问题，供电企业优化分布式能源配置，通过智能电表掌握分布式电源的特性及其与电网运行的相互影响，提高能源利用效率和电网运营的可靠性，从而达输送给终端用户的配电方式最经济、最安全。
4.3 提高负荷预测的准确度
随着智能电表的推广应用，通过智能电表，大用户可以向供电公司上传用户近期的用电计划，有分布电源的用户可以分布电源的发电数据，由智能电表上传自己的发送电计划。供电企业自动干预负荷预测系统，以用户计划用电的容量、时间和各用户计划用电的顺序作为负荷预测的准确信息，可以减少电网备用容量，提高负荷预测的准确度，提高电网经济效益。
5 结束语
因为传统电表地理位置分散，数量众多，现场抄表工程量浩大，给工作人员带来极大的不方便。利用GPRS 移动数据网络，电管理部门可实现对各重要电力节点的监控，自动读取并分析相关数据，进一步远程控制或设备维护，缩短修护时间并节省专线建设成本，同时还可减少人力资源的浪费。
参考文献
[1]杨少平.智能电表特点及其应用.福建建设科技.2008（3）：91～93.
[2]李恒文，王京生.提高智能工频多功能电表精度的方法.山东科技大学学报：自然科学版.2000（3）：111～112.
[3]王海林，吴言荪，雷志同.基于GPRS 的电表远程无线监视装置.仪表技术.2004（2）：39.[4]彭明明，胡国栋，程文刚.GPRS 无线远程抄表监控系统.城市燃气.2006（1）：3～8.
作者简介：刘惠颖（1981.6-），女，黑龙江省哈尔滨，哈尔滨理工大学硕士，工程师，单位：黑龙江省电力科学研究院，研究方向：电能表和采集终端
殷鑫（1986.8-），男，黑龙江哈尔滨人，东北电力大学硕士，助理工程师，单位：黑龙江省电力科学研究院，研究方向：电能表和采集终端。