智能電表的概念及應用

0引言

隨著電力市場化改革的推進、氣候變化的加劇、環(huán)境監(jiān)管要求日趨嚴格及國家能源政策的最新調整，電力網絡跟電力市場、用戶之間的協(xié)調和交換越來越緊密，電能質量水平要求逐步提高，可再生能源等分布式發(fā)電資源數量不斷增加，傳統(tǒng)電力網絡已經難以支撐如此多的發(fā)展要求。為此人們提出了發(fā)展智能電網(smart grid)的設想，以實現在傳統(tǒng)電網基礎上的升級換代。為了在智能電網領域尋求突破，加強聯(lián)系與合作，已形成了多個全球性聯(lián)盟組織。

智能電表是智能電網(特別是智能配電網)數據采集的基本設備之一，承擔著原始電能數據采集、計量和傳輸的任務，是實現信息集成、分析優(yōu)化和信息展現的基礎。在智能電表基礎上構建的高級量測體系(advanced metering infrastructure，AMI)、自動抄表(automatic meter reading，AMR)系統(tǒng)能為用戶提供更加詳細的用電信息，使用戶可以更好地管理他們的用電量，以達到節(jié)省電費和減少溫室氣體排放的目標；電力零售商可以根據用戶的需求靈活地制定分時電價，推動電力市場價格體系的改革；配電公司能夠更加迅速地檢測故障，并及時響應強化電力網絡控制和管理。意大利、英國、荷蘭等歐洲國家以及美國、澳大利亞等國均開展了AMI/AMR系統(tǒng)的建設，通過將先進的通信技術引入到新型的電子式計量設備中，研發(fā)出了能實現能耗監(jiān)測、具備雙向通信等能力的智能電表。

本文將根據國內外廠商和研究機構對智能電表的研究和應用成果，對智能電表的定義進行歸納，闡述其在智能電網中的定位、功能和應用，并簡要介紹世界范圍內智能電表的應用狀況。

1智能電表的概念

早在20世紀90年代就出現了智能電表(smart meter)的概念。1993年靜止式電表剛剛出現時，其價格是機電式電表的10~20倍，因此主要應用于大型用戶。之后隨著具有遠程通信能力的電表數量的增加，亟需開發(fā)新的系統(tǒng)來實現抄表和數據管理。

在這樣的系統(tǒng)中，計量數據開始向配網自動化等系統(tǒng)開放，但這些系統(tǒng)還無法有效利用相關數據。同樣地，預付費電表的實時能耗數據也很少被用于能量管理或節(jié)能措施等應用中。

隨著技術的進步，批量生產的靜止式電表能以很低的成本獲得強大的數據處理和存儲能力，從而促使小型用戶電表的智能化水平得到大幅提升，靜止式電表也逐步取代了傳統(tǒng)的機電式電表。圖1所示為2家公司研制的智能電表外觀。

對于“smart meter”的理解，目前國際上還沒有統(tǒng)一的概念，也沒有統(tǒng)一的國際標準。歐洲通常采用“smart meter”的概念，而“smart electric meter”則特指智能電表；美國則習慣采用“advanced meter”的概念，但其實質是相同的。雖然“smart