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浅谈智能电表在智能电网中的应用
　　摘 要：智能电表在智能电网中的应用作用越来越受重视。本文介绍了智能电表的功能和特点，以及智能电表在智能电网中的定位、现状，阐述了其在智能电网中的应用和发展前景，分析了智能电表可以产生的经济效益。 中国论文网 /8/view-4349179.htm　　关键词：智能电表；智能电网；探索 　　中图分类号：TM76 文献标识码：A 　　一、概述 　　随着经济科技的发展，智能电表在智能电网中的应用作用越来越受重视。智能电表的概念在20世纪90年之前提出，1993年的静止式电表因其价格昂贵，故只应用于大型的用户。随着有远程通信功能电表的增长，需要一个新的系统来进行数据管理和抄表，在新智能电表系统的应用中，计量数据可以向配网等系统来开发，但还有一定的局限性。智能电表在智能电网中的应用范围十分广泛，有着十分重要的地位。下面就让我们来探索一下与智能电表在当前智能电网中应用相关的内容。 　　二、智能电表在电网中的功能和特点 　　智能电表是基于电子式电表的研究发展起来的。在电子式电表克服过去使用机器电表数据偏差大，抄表的效率低，防窃电等缺陷，在这样的基础上，随着数字技术应用的拓展，智能电表完全突破的电子式电表，它以智能芯片作为核心，集成了数据库，操作系统，双向沟通的读表器等内容，又构建通信技术，计算机技术等平台，实现自动计费，功率计量计时等功能。下面是智能电表的功能介绍。 　　（一）双向通信功能 　　智能电表里有内置的通信模块，有着双向通信的功能，可以实现数据中心和通信网络之间的双向交流。供电的企业可以借由智能电表通知用户其感兴趣的信息，使用户可以提前获知并做好准备，调整自己的用电方式。还可以定期的向用户发布其用电情况，让他们实时的掌握自己的用电水平。在进行电价调整时，能够及时的通知用户，让他们节约用电，减轻国家用电压力。 　　（二）支持浮动电价 　　和原来传统的电表比较，智能电表还是一个可以编译的电表，不仅满足准确度高的电能计量，还有着储存和测量数据的功能。比如可以保存有时标的电能信息，根据先前设定的时间差来对各类电量和电能进行储存和测量。支持实时电价的浮动，满足国家电网的不同需求和实时电价的电能计量工作。 　　（三）双向计量 　　智能电表对于有储能设备，发电设备等分布式的用电大户，可以依据实时的电价引导这类用户合理经济的购买电量和使用电量，减少他们的电费支出。尽量鼓励每个家庭都安装风能，太阳能等低碳高效的储电设备。鼓励人们投资那些低碳节约的，如储冷，储热和储电的经济类设备，减轻电网电量的压力。实践证明，通过智能电表的双向计量功能，向用户即时的反馈用电情况，可以有效减少一个家庭每年13%～15%的用电量，减少3%～15%能源消耗，大大提升了环境效益和社会效益。 　　三、智能电表的现状及在智能电网中的定位 　　当前，智能电表从结构来分可分为全电子式和机电一体式。全电子式是从计量到处理数据全都采用集成电路的电子器件，取消了电表上过去的机械部件，和一体化电表比体积稍小。机电一体式电表就是在原来的机械电表上面附加，一般不在破坏现行记录表设计结构，不改变现行国家的计量标准的要求下附加传感装置，使之变成机械计量同时又有电脉输出功能的智能表，可以使机械计数和电子计数同步。二者比较，全电子式相较机电一体式耗电较少，改善了生产工艺，最终将取代设有机械部件的传统计量表。 　　荷兰的能源网络服务协会依据不同的功能划分确立了智能电表在智能网络中的定位。从整体上来看，智能电网的基础是AMI和智能电表的建立。智能化程度大小和功能强弱用以划分智能电网的智能计量系统，共分为5个层次，依次为人工抄表，自动抄表，高级计量，智能电表，智能电网，如此一步步的进步。随着对电网要求的提升和数据收集技术的提高，智能计量的系统可以在用电范围广，大的情况下保证削峰平谷，提高了电网的经济性和安全性，还可以提高节能效益和能源效率，控制运行的成本，所以智能电表的建立和完善对智能电网的发展有着极其重要的推动作用。 　　四、智能电表在智能电网中的应用 　　智能电表在智能电网中有着许多的应用功能，下面简单介绍几种。 　　（一）结算和配网状态估计 　　通过使用智能电表可以实时，准确的提供结算费用的信息，改变了过去用电账户上的复杂处理过程。在结账信息化的电力市场下，调度的人员可以方便，及时的更换能源的零售商，在未来还可以实现全自动的切换功能，而且用户也可以及时准确的得到用电账务信息。当前，配网的分布信息不是很准确，这主要因为这个用电信息是根据负载估计值，网络模型和变电站的高压测量得到的，有一定的不确定性。若在用户附近增加智能电表，就可以获得更加及时准确的负载量信息，避免由于电能质量下滑和电力设备负载过大导致的不良后果。通过大量数据的整合，将逐步实现未知状态的测量和估计数据的准确校核。 　　（二）用户能量管理和节能 　　用户可以通过智能电表提供的用电及相关信息，构筑用户能量管理的系统，为不同的居民用户，工业用户，商业用户等提供电量管理的优质服务，在满足家庭，企业基本用电需求的同时，尽量减少不必要的排放和能源浪费情况。通过这种双向的互动模式，在告知用户实时耗电的情况下，可以有效的改进用户的用电习惯，还可以及时的发现能源消耗异常，用电设备故障等不良的情况。依据智能电表所提供的信息和技术，设备供应商，电力公司也可以参与到提供新服务和新产品的行列中来，比如可以根据不同的要求实行分时的网络电价模式，现货价格合同和带回购的电力合同。 　　（三）负荷分析，预测和能效管理 　　家庭或工厂使用的水，热，气都可以通过智能电表采集得到，用以进行负荷分析，建模，预测。可以将上述的信息和时间变化，负荷特性等进行整体综合性分析，预测出总的峰值需求和总能耗需求。然后把这些信息提交用户，能源零售商与配网的工作人员，方便他们的工作，促进节能，用电的调度。通过智能电表的信息反馈，减少转换能源或能源消耗的方式。对装备了分布式发电机器设备的家庭，还可以提高 用电，发电的合理方案设计，可实现电网和用户的利益最大化。
　　（四）检测故障和电表管理 　　智能电表拥有的测量功能可帮助实现电能表，配网元件和用户设备的检测，预防故障的功能，比如可以检测出接地故障，电子设备故障等引起的电压波谐波，不平衡，畸变等现象。智能电表在测量数据的同时还可以帮助用户分析网损或电网元件故障等情况。智能电表的管理包括对表计的定时访问，表计信息库维护，确认表计存储位置，保证表计的运行安全和用户信息的完整与准确。 　　（五）其他应用功能 　　智能电表在当前智能电网中还有负荷远程控制的功能，可以实现负荷的断开和整体联接，还可以控制部分的用户，适度配合调度部门的功率控制。用户同样可以通过开关实现远程用电负荷的控制。除此之外，智能电表还可以检测非法用电，可以检测接线的变动，表箱开启，表计软件更新等情况，及时发现非法窃电，用电的情况和对象。对于非法用电的高发地区，可以通过智能电表对各个地区用电数据信息的对比，防治潜在可能发生的非法窃电行为，防患于未然。 　　五、智能电表带来的收益 　　能源用户使用智能电表可以为其提供及时准确的账务信息，利用这些信息，可以更好的参与到电力市场中进行竞争，并通过弹性用电需求获益。电力公司利用建立在智能电表基础上的计量系统可为结算，服务，故障检测，电能质量等情况提供高效的解决办法，从而在电能质量，故障报修，负荷管理中获益。智能电表的应用不仅有经济受益，还有社会和环境方面的受益。智能电表有着提高能源供应商及用户用的效率的能力，及时反馈用电信息给用户，供应商，可以使他们在最大限度上改善用电结构，降低能耗。 　　六、智能电表的发展方向 　　随着时代的发展，技术的进步，智能电表作为智能电网的基础，将会发挥着越来越重要的作用。当前的智能电表主要用在付费便捷化和抄表上，离真正的智能电表还有一定的差距。智能电表的最大优点就是信息的交互，交互的关键在于管理，要求管理的人性化，便捷化，也要求芯片处理信息的能力更加的强。智能电表未来的发展必然是向着网络化，模块化，系统化的方向发展。其中智能电表的网络化可以帮助电网在各种不同的场合采集，储存电能的信息，通过无线网络将信息传输到信息管理库里，方便整理和分析。智能电表的模块化可以避免对整个电能表进行更换的操作，只要改变部分的模块就可以了。而且由于模块化与结构的标准化，用电管理部门不用过于依赖某一家电能表的厂商，为规范电能表的开发与研究提供支持。模块化还可以通过远程或现场升级来更换故障的模块，节约维护费用。智能电表的系统化则利用了电力系统自动化和计算机技术，在数据管理平台下对用电的数据进行合理的分析，处理，使得用电管理信息功能更加广阔和灵活，提高使用的简便性。 　　结语 　　在科学发展观的引导下，电气设备企业的电网公司都在积极的发展，使用智能电表技术，扩展智能电表的应用范围。通过一系列规范的指标和要求，加快智能电表网络化，模块化，系统化的发展，将用户和供电企业紧密的结合在一起。相信未来的智能电表一定可以在智能电网发挥更加重要的作用。 　　参考文献 　　[1]李宝树，陈万昆.智能电表在智能电网中的作用及应用前景[J].电气时代，2010（09）. 　　[2]孙杰.智能电表在智能电网中的应用分析[J].中国新科技新产品，2010（21）. 　　[3]梁军.智能电表在智能电网中的应用分析[J].电子世界，2013（01）.
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智能电表在智能电网中的应用
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&&ST的STCOMET智能电表系统芯片销量持续激增，协助推动ERDF主导的智能电网试点项目
ST的STCOMET智能电表系统芯片销量持续激增，协助推动ERDF主导的智能电网试点项目
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来源：中电网
中国，日――横跨多重电子应用领域、全球领先的半导体供应商意法半导体（STMicroelectronics，简称ST；纽约证券交易所代码：STM）的STCOMET智能电表系统芯片（SoC）创下一个重要的里程碑，利用智能电网技术整合多种再生能源等不同发电设施输送的电力，让全球的电力公司为人们提供绿色环保的电能。STCOMET可简化智能电表设计，在单片上集成关键的电表功能，包括符合主要智能电表行业标准的电力线通信（PLC, powerline communication）调制解调器。能够将其导入大规模应用的关键是意法半导体近期通过了G3-PLC[1]及PRIME[2]v1.4版本Profile 2最新规范证书，覆盖频段（frequency band）最高达到500kHz，如FCC[3]频段，再加上现有的符合欧盟CENELEC-A[4]标准的G3-PLC和PRIME v1.4版本认证，STCOMET现已通过了所有全球现行的主要认证标准。此外，意法半导体还将STCOMET产品家族扩展成四款产品，让设计工程师能够根据不同地区和市场的需求灵活地调整最终应用系统。STCOMET05及STCOMET10集成512KB / 1MB程序闪存以及应用处理子系统、有隐私和入侵保护的专用安全引擎、高精度的电表前端电路和PLC模块。简化版的STCOM05及STCOM10使设计工程师能够灵活地整合其独有的电表前端功能与意法半导体的片上应用处理器、安全引擎及PLC 模块，更得益于意法半导体已取得的多个规范认证，大幅度加快了项目的进度。意法半导体还表示SOGRID智能电网试点项目（SOGRID[5] smart-grid pilot）已在法国图卢兹（Toulouse）地区1000户家庭安装了采用STCOMET的智能电表。意法半导体亦参加法国配电公司（ERDF[6]）领导的行业联盟，作为SOGRID项目的执行方，协助法国配电公司在实际运行环境中研究网络控制自动化。意法半导体产品部门副总裁兼工业应用及功率转换产品部总经理Matteo Lo Presti表示：“我们正一步步实现智能电网勾勒出的未来世界的蓝图，日益接近的目标及成果令人期待。我们的STCOMET智能电表系统芯片在智能电网技术领域居领先地位，整合出色的技术特性、空前的集成度及设计灵活性，从发达国家到新兴市场，我们将在全世界各个国家及地区掀起一场智能能源革命。”随着SOGRID智能电网项目的推动，大幅加快了智能电表及智能电网的发展脚步，意法半导体独有的可设置参数、及可升级的固件架构让设计人员可在同一个设计平台上开发多款产品，利用面向未来的适应性降低在产品生命周期内的拥有成本。意法半导体拥有一个功能齐全的开发生态系统，支持设计人员使用STCOMET IC快速开发单相系统（single-phase）或三相系统（three-phase）智能电表，其生态系统包括经过认证的协议栈、参考设计、原型硬件和电表管理软件及驱动程序等开发工具。______________________[1]G3-PLC规范：G3-PLC行业联盟（G3-PLC Alliance）支持的窄带（narrow-band）低频（low-frequency）电力线通信协议。[2]电力线智能计量演化规范（PRIME, PoweRline Intelligent Metering Evolution）：PRIME联盟支持的电力线通信架构。[3]美国联邦通信委员会（FCC, Federal Communications Commission）[4]欧洲电工标准化委员会（CENELEC, European Committee for Electrotechnical Standardization）[5]资料来源：[6]法国配电公司（ERDF, ElectricitéRéseau Distribution France）是法国电力公司（EDF, Electricity of France）的输电部门。法国电力公司是一家业务遍布全球的供电企业。
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