电力系统中智能型电能计量表问题探析

　　摘要：随着电子技术的迅速发展和用户对用电管理水平要求的不断提高，大规模集成电路在电能计量表中得到广泛的应用，电能计量表的功能逐渐增多并日趋智能化。笔者结合多年工作实际，对智能电表相关问题进行分析探讨，总结出一些粗浅简介，以供参考。
　　关键词：智能电表；工作原理；重要意义
　　0引言
　　人类自从进入工业生产，就大量消耗着有限的自然资源。能源供应已经成为国家经济发展的命脉，能源安全关系到国家利益。为了保持经济稳定、长期、快速发展，延长能源使用时间，既要积极探索减少能源消耗的方法，又要努力开发多种形式的新型能源并将之与传统能源进行整合，统一配置使用，摒弃高消耗低利用的能源使用模式，保证国家能源安全，电力系统的智能化就成为必然的选择。
　　1智能电表的概念与工作原理
　　智能电表是一种新型全电子式电表，具有电能量计量、实时监控、自动控制、信息交互及数据处理等功能。智能电表是智能电网数据采集的重要基础设备，承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务，是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础。智能电表不同于传统电表之处在于可以双向实时通信，能够提供实时数据，为实施阶梯电价提供了可能。
　　工作原理：用户持IC卡交款购电，售电管理机将购电量写入IC卡中．用户持IC卡在感应区刷非接触式IC卡。即可合闸供电。当表内剩余电量等于报警电量时断电报警，此时用户在感应区刷卡即可恢复供电：当剩余电量为零时，自动拉闸断电，用户须再次持卡交费购电才可以恢复用电。
　　2智能型电能计量表功能
　　智能型电能计量表能够实现多种基本功能，由于采用了微处理器，它也可根据需要进行功能扩展或功能变更。以下对其常见功能进行简单说明。
　　2．1用电计量功能
　　包括累计计量和实时计量两类功能，实现累计功能时准确度要达到0．1度。实现实时计量功能时当用户使用的电功率越大的时候所计量到的功率值也越准确。
　　2．2时段控制功能
　　电表操作人员可以通过专用的介质对表内部设计的一个日计时误差相当准确的百年日历实时时钟进行调节。作为主控制模块的单片机可以以设定的周期对此时钟进行读取。实现时段控制功能的手段可以是设定一个电量冻结时间把电量存起来，或是记录代表日的整点功率。
　　2.3复费率功能(分时计费功能)
　　复费率的基本思想就是利用经济杠杆，使用电的峰值和谷值的电价有所差别，电价采取峰值高，谷值低，这样对于用电质量的改善经济效益的提高都有显著作用。
　　2．4最大需量计量
　　在设计电表时可以预先对用户用电的最大需量进行限定，再测量个时段的用电需量．选出其中的最大值与预先设定的这个最大需量值进行比较，若发现超过了限定值，电能表将发出报警信号。
　　2．5预置参数功能
　　电能表根据其实现的功能不同需要预置的参数也有所不同，一般可以预置的参数有：时区、时段、冻结日、代表日、波特率、最大需量值，滑差步进时间、时段限额、时段费率、用户级别、表号等。设定方法可以分为本地或远程实现，本地可以利用掌上电脑，手持抄表器等实现；远程可利用数据网关，以太网与上位机通信实现。本课题中本地实现是利用键盘输入来进行表号，波特率等设置，远程实现是利用数据网关通过以太网与上位机通信进而可以实现远程预置参数。
　　2．6监控功能
　　电能计量表对系统线路监控功能可以表现为两个方面：当线路中的功率超过限定额度时，会发出报警信号，当超过功率限额的时间大于预先设定的时间值时发出跳闸信号；当电表应用于预付费系统时。当电量小于额定的最小值但大于零的时候电表发出报警信号，当剩余电量小于等于零的时候电能表发出跳闸信号。电能计量表对自身运行状态的监控功能表现为当表内电池欠电压，时钟或存储器等出现故障时，电能计量表可以通过亮灯或蜂鸣器的方式作为信号提示。
　　2．7数据显示功能
　　电能计量表要求能够显示出所测的电量信息，其对于这些电量数据的显示有两种方式：循环显示是在显示屏上依次循环显示出用户所关心的电量信息内容，；固定显示为用户可以自由的选择所需要在显示屏上固定显示的项目，其他未设定的项目可以通过按键切换显示。
　　2．8预付费功能
　　电能表的MCU模块采用了单片机，利用其单片机的接口扩展功能与用于预付费系统中的专用介质配合实现预付费功能。
　　2．9脉冲输出功能
　　通过辅助端子输出24路经光电隔离的电能脉冲信号，可供校表用。
　　2．10存储功能
　　智能型电能计量表需要存储一定时间内的电量信息数据以方便抄表和对电费的结算。
　　2．11事件记录功能
　　电能计量表可以记录下异常情况发生时的时问和此时电表的状态等。查看电表的事件记录有利于分析其异常出现的原因，使电表的运行更加稳定可靠。
　　2．12数据通信功能
　　本设计中的智能型电能计量表通过RS485通信接口与智能型数据网关进行通信，再通过以太网与上位机连接，可以实现数据的快速、实时传输，系统参数的远程设置，和对系统时钟的校对。
　　3智能型电能计量对电力系统发展的重要意义
　　(1)提高电力系统的安全性和供电可靠性。利用智能电网“自愈”功能，可以准确、迅速地隔离故障元件，并在较少人为干预的情况下使系统迅速恢复到正常状态。
　　(2)实现电网可持续发展。促进了电网技术创新，实现技术、设备、运行和管理等方面的提升。
　　(3)减少有效装机容量。我国不同地区电力负荷特性差异大，通过智能化的统一调度，获得错峰和调峰等联网效益；通过分时电价机制，引导用户低谷用电，减小高峰负荷。
　　(4)降低系统发电燃料费用。满足煤电基地的集约化开发，优化我国电源布局，降低燃料运输成本；通过降低负荷峰谷差，可提高火电机组使用效率，降低煤耗，减少发电成本。
　　4智能型电能计量表发展趋势
　　近年来，随着用电管理的要求的不断提高，各种新型智能型电能计量表不断推出，型号各异，功能众多，但其基本原理相同，主要完成的功能可归结为三个方面：计量、计费功能，包括分时)计量、最大需量计量和预付费等；保护功能，包括过电流、过电压保护与防窃电等；通信功能，可以是通过RS485、RS232接
　　口与数据网关进行数据交换，实现与上位机通信、红外通信、无线电通信或IC卡模式等。在电能计量表功能发展的带领下，抄表也经历了不同的时期，实现了从手动抄表到自动抄表的过渡，其中出现了以PDA(掌上电脑)为代表的手持式抄表器、IC卡表自动抄表系统、电力载波自动抄表系统、区域远红外抄表、车载抄表系统等。本设计中采用RS485接口与电能管理系统中的智能数据网关进行通信，并且通过以太网与上位机连接从而实现远程电能管理。
　　5结束语
　　随着信息化进程得以不断深化，已经进入各种领域及行业，其中电力行业就是一个方面，现在人们提到最多的概念就是智能电网。世界各国的电网都朝着智能化的方向而发展，是面对未来挑战所走的一条正确的道路，同时也是21世纪世界电力系统发展的必然趋势和内在要求。智能电网的建立，必不可少的就是智能电表，智能电表的快速发展能够反映出智能电网的自动化以及信息化的发展程度。