淺析費控智能電表在電網中的應用
一、概述
隨著國民經濟的不斷發展，人民生活質量迅速提高,對電力的需求也越來越大。但是，當前居民用電的管理過于落后，居民用電管理收費多年來一直采取先用電、后抄表、再付費的傳統作業方式。據統計，僅電力部門的抄表隊伍人數就數以萬計，且人為抄表方式工作效率低，勞動強度大，而且還會存在抄表不到位、估抄、漏抄、錯抄、錯算及抄表周期長等問題，對竊電的防治更無從談起。在社會走向信息化，網絡化，電力系統大踏步現代化的今天，手工抄表成為制約供電系統現代化管理的一大障礙。就系統的完整性而言，電力系統從發電，配電，傳輸一直到區域變電所已基本實現網絡化管理，而唯獨用戶終端沒有和網絡連接上，造成了系統的不完整，直接或間接的影響了系統潛能的發揮。給供電管理部門造成了人力、物力、時間上的極大浪費。為了適應社會的需要，保證用戶安全、合理、方便地用電，對傳統的電表和用電的管理模式進行了改造，使之符合社會發展的需要。
二、智能電能表分類
電能表作為電費收取的計量依據,涉及到一個抄表問題,因此有必要從電度表的抄表方式進行分類。
1. IC卡電能表收費系統
IC卡電表收費系統的成本較低、可靠性高、使用壽命長。
IC卡是用硅片來存儲信息的,一張IC卡至少也可以使用10年以上。IC卡電表收費系統安全性高,不易仿制,收費準確,不易出錯。它具有很強的加密性。采用IC卡電表收費系統可提高居民用電收費的管理水平,確保電力部門能及時收到電費(用戶不繼續買電,將被斷電)。IC卡表的系統功能包括預收費功能,報警功能,斷電功能,顯示功能和加密功能。
IC卡表的整個收費系統包括主機,IC卡電表和IC卡三部分。IC卡電表收費系統,實現了用電收費電子化,其技術成熟可靠,電力部門可以不必再為收費問題而發愁。但是,從系統的角度來看,由于用戶終端與系統主機并沒有直接聯系,只有在用戶持卡交費時才能了解到用戶情況,信息反饋滯后,可以講,用戶終端仍然與整個網絡脫節。從長遠來看,IC卡收費系統只能作為一種過渡性產品。
2. 遠程自動抄表系統
遠程自動抄表系統實現用電數據的自動抄收,可杜絕人工操作的一切弊端。用戶的用電數據可直接進入用電營業的計算機管理系統,用電管理人員可隨時監視用電情況,發現問題(如故障、竊電等)及時處理。采用遠傳抄表可以同時取得總表讀數和分表總讀數,隨時掌握線損情況,并較容易地分析線損原因以便加以處理。居民在銀行開設個人賬戶,營業計算機管理系統與銀行聯網,完成數據的自動抄收、處理、銀行轉賬交費等全套操作,可真正實現用電管理的自動化�，F在盤錦供電公司的遠傳抄表系統采取低壓電力線載波抄表系統，直接利用現有低壓輸電線路進行數據傳輸的集中抄表系統,省去了鋪線工程,優勢明顯。該系統集微電子技術、通訊技術和計算機技術于一體的高新產品,具有高可靠且安裝簡單等顯著特點。
三、費控智能電表的功能及特點
智能電能表由測量單元、數據處理單元、通信單元等組成，具有電能計量、信息儲存及處理、實時監測、自動控制、信息交互等功能。通過表內輸出信號來控制斷路器實現負載的通與斷，以督促用戶先買電后用電。通過多種費率來有效調節電網負荷平衡，削峰填谷，使用電更合理化、有效化。
(一)功能
1.電能計量和復費率功能:按照預先設定的分時時段，完成分時正向有功功率、反向有功功率各費率與總電能計量，正向無功功率、反向無功功率各費率與總電能計量，以及四象限無功電能計量等功能。
2.最大電能需求量記錄功能:對最大電能需求量及其發生時間進行記錄，并目需求量周期與滑差時間可選。
3.電能量凍結與存儲功能:按照每月規定的時間或實時命令，對有關電量數據凍結并保存，凍結的數據包括括正向有功功率各費率及總電能、反向有功功率各費率及總電能、正向無功功率各費率及總電能、反向無功功率各費率及總電能等，并記錄當時的凍結時間。
4.負荷曲線記錄功能:按照設定的時間間隔，對有關參量數據進行滾動數據記錄，間隔時間用戶設定。
5.獨立的RS485通信接口和紅外通信接口功能:通過RS485通信在一定的通信規約下進行通信，實現本地或遠方抄表以及參數設置。
6.可測量總及各分相有功功率、無功功率、功率因數、分相電壓、分相電流，頻率等運行參數。
7.電能表數據顯示功能:按照用戶的要求進行設定輪換顯示和按鍵顯示的內容，在電能表自帶的顯示屏上顯示相應的電量值。
8事件記錄功能：如記錄各相失壓、失流的次數以及發生、結束的時刻;掉電時間、次數、清零時間、次數等。
9.清零：包括電能表清零和需量清零兩種功能
10.信號輸出，包括電能量脈沖輸出和多功能信號輸出。
11.時鐘采用內置硬時鐘。
12.安全保護電能表應具有編程開關和編程密碼雙重保護措施，以防止非授權人進行編程操作。
13.停電抄表在停電狀態下能通過按鍵或非接觸方式喚醒電能表抄讀數據。
14.報警應由發光或聲音報警輸出，報警事件包括：失壓、失流、逆相序、過載、電池欠壓等。
(二)特點
1.智能電表功耗較低，一般每塊表的功耗僅有0.6w~0.7w左右。
2.精度高，就表的誤差范圍而言，2.0級電子式電能表在5%~400%標定電流范圍內測量的誤差為±2%,而且目前普遍應用的都是精確等級為1.0級，誤差更小。
3.過載、工頻范圍寬，智能電表的過載倍數一般能達到6~8倍，有較寬的量程。
4.智能表在形式、規格、尺寸、品種以及通信協議等國家電網公司都制定出嚴格的規范標準，因此有利于檢定和安裝。
四、費控智能電能表在電網中的應用
1. 優化分布式能源配置
分布式能源與配電網并網運行時還存在很多問題，供電企業通過智能電表對配電系統實時監控、控制和調節，掌握分布式電源的特性及其與電網運行的相互影響，優化分布式能源配置，從而達到將電能以最經濟與最安全的輸配電方式輸送給終端用戶，提高電網運營的可靠性和能源利用效率。
2. 提高負荷預測的準確度
隨著智能電表的推廣應用，大用戶可以通過智能電表向供電公司上傳用戶近期的用電計劃，有分布電源的用戶可以由智能電表上傳自己的發送電計劃及分布電源的發電數據。供電企業將用戶計劃用電的容量、時間和各用戶計劃用電的順序作為負荷預測的準確信息，自動干預負荷預測系統，可以提高負荷預測的準確度，減少電網備用容量，提高電網經濟效益。
3. 提供故障分析依據
供電企業可以通過智能電表對用戶用電情況進行實時監測，實現異常狀態的在線分析，動態跟蹤和自動控制，提高供電可靠性。當故障發生后可以通過智能電表查詢異常用電記錄，為故障分析提供可靠的實時數據。
4. 智能化需求側管理
智能電表采集更多的電網實時運行數據(電壓、電流和功率等)，對用電設備的狀態、能耗進行智能監測與控制，從而掌握更加詳細的用戶負荷情況，自動編制和優化有序用電方案，自動實施，過程跟蹤，自動監測和效果評估，達到需求側智能化管理。
5. 促進智能用電新技術發展
智能電表的廣泛應用，使得供電企業由人工抄表向自動抄表轉型，同時獲取更多的用電數據，經過分析與處理，以智能電表為網關通過雙向實時通信將實時電價信息、繳費信息和用電信息等通知給用戶，優化客戶服務并促使用戶合理利用電能，參與負荷調節。
五、結論與展望
當前,全國電力供需矛盾突出,加強電力需求管理,控制不合理用電也是節約。實現電力需求管理和綜合電力資管理,是電力供應發展的方向。集中式智能電能表不僅能現電能計量、還能實現電能控制。當電力充足時,可復費率計量,降低電價,鼓勵用電;電力供用緊張時,可限制用電或止供電,提高電價,保證重點用電需求�，F在我國城鎮通訊絡已比較完備,并已延伸到各個角落,應用集中式智能電能構建智能電能管理系統,并結合通訊網絡技術通過遠程抄表建立用電負荷控制系統,實現電力供需平衡,保證電網安全有著廣闊的應用前景,也為實現電力需求側管理提了一條新途徑。
智能抄表系統是利用當代微機技術、數字通訊技術與計量技術的完美結合，集能耗計量、數據采集、數據處理于一體，將城市居民能耗信息與綜合處理相結合的系統。該系統使供電部門從根本上減輕人工上門抄表的繁雜勞動。準確而便捷的收費系統，既可節省人力，又可減少相關事業部門與客戶之間的糾紛，不但能提高管理部門的工作效率，也適應了現代用戶對繳費的新需求。
