摘要:智能电能表是一种绿色表计,是智能电网建设中的重要基础设备之一,其质量和功能对智能电网的构建有着决定性的作用。阐述了智能电网的几个主要特征,提出了智能电能表所应该具备的功能,分析介绍了目前国内智能电能表的发展状况,最后对智能电能表实际发展中所遇到的难点问题进行了讨论,并指出其未来发展的重点。
关键词:智能电网;智能电能表
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。
1.智能电能表的功能和特点
作为科学技术发展的成果,智能电能表有着十分强大的功能:(1)电能量计量功能:具有正方向有功电能量和四象限无功电能量的计量功能,并可以据此设置组合有功和组合无功电能量;具有分时计量功能,有功、无功电能量可对尖、峰、平、谷等各时段电能量及总电能量进行累计、存储;可在约定的时间间隔内,测量单向或双向最大需量,分时段最大需量及其出现的日期和时间的需量测量功能;日历、计时、闰年可自动转换的时钟功能;费率和时段功能,它具有两套可以任意编程的费率和时段,并可在设定的时间点启用另一套费率和时段。(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)自动控制功能:智能电能表由用户交费,对智能IC 卡充值并输入电表中,电表才能供电,表中电量用完后自动拉闸断电。(6)信息交互功能:智能电能表一般都配有GPIB 或RS232 等接口,使智能电能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: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)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,从而有效地防止非授权人进行编程操作。大大提高了其安全性。(3)存储空间大:智能电能表要存储较庞杂的数据信息,并且还要对数据进行保护,在断电后数据可保持10 年之久。令人惊叹其超大的存储空间。
2.智能电能表发展中存在的问题
智能电能表实现了电网企业和电网用户之间的信息交互、需求交互、和谐共赢,使得社会效益最大化,其优点和优势是十分明显的。目前国外和国内市场已经生产上市了很多所谓的“智能”电能表,但是真正具备智能电能表所有功能的电能表几乎没有,大部分产品只是满足一项或几项智能电能表的功能。国内市场上用的最多的“智能”电能表有分时复费率式电能表、预付费式电能表、集中远传式电能表。
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2.1分时复费率式电能表只是按照峰、平、谷时段进行不同价格的收费,但是它还不能做到在线检测、在线收费,并不是真正意义上的智能电能表,只是智能电能表的初级产品。
2.2预付费式电能表采取“先付费,后用电”的方式,虽然把欠费停电的矛盾转移给了用户,减轻了抄表员的工作量,但是难以对表计的运行状况进行监管,同时不符合国家的经济政策。此类电能表只是智能化过程中的过渡产品。
3.智能电能表发展中的难点问题
3.1 成本控制
不管是电表的生产单位亦或电力体系和最终的使用人,其在接触电表的时候都会面对一个非常关键的问题,即怎么控制费用。费用的高低不但会对生产单位的生产热情产生很大的干扰,同时还会对顾客的采买积极性和使用性产生一定的影响。因为智能表计较之于一般的表计多了很多的功效,使用了非常多的工艺,很显然就会在成本上有所增加。除此之外,由于它还没有大量的普及,在生产的初始阶段由于产能较低,导致单只的成本非常高。有关资料显示,目前国外已经安装的此类表计的单块卖价在320 美元。很显然这对老百姓来讲是非常大的金额。不过我们坚信随着科技的不断进步,工艺的日益发展,此类表计的生产费用和价位都会降下来。
3.2 安全性能
此类电表存储和传递的信息非常多。它对于数据安全方面的规定较之于当前的电表要更为严苛一些。当前时期人们的工作重点研发一套高效而且稳定的安全体系。除此之外,因为此电表通信的输送形式非常多,就使得它的通信形式以及加密措施等都是不一样的,因此在当前工作中我们就面对着如何采用不同通信方式相同加密方法这个难题。随着科技的快速发展,我们相信智能电表在不久就会和网络连接到一起,那时候我们就要面对不断增加的网络难题。
3.3 智能化
它和我们以前使用的表计最为显著的区别是它的智能化。也就是说在未分工参与的时候可以凭借自身的功能查询问题并且加以处理。当前的智能表计一般是工作者先将程序设定好在输入其中的,其在运行中遇到的问题一般都是人们提前想到的。也就是说它并不是真正的能思考问题,如果碰到程序中没有考虑到的问题,它就不知道该怎么工作了。通过这段叙述我们可知当前的工作重点是怎样让电表实现真正意义上的智能。
4.总结
随着智能电网的建设的不断深入,智能电能表所起到的作用也将会越来越重要,这也将对智能电能表的安全性和技术性提出更高层次的要求。因此,智能电能表必须与国家智能电网建设相适配,只有依据智能电网建设中需要的功能来不断的改进和完善自身的功能,才能完美解决智能电网建设中的各类问题。
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论文作者:陈小飞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/18
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