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摘要：智能电网是建立在一体化、高速双向通信网络基础上的，旨在利用先进的传感测量技术、先进的装备技术、先进的控制方法、先进的决策支持，高效、环保、安全。使用高效的操作。 智能电表是智能电网的基石，也是千家万户重要的信息中转站。 它已经远远超出了简单的计量功能。 在智能电网的发展中，智能电表将获得较大的发展空间。

关键词：智能电网，智能电表，AMI，发展前景

智能电网基于集成的高速双向通信网络。 环保，使用安全，运行高效。 智能电表是智能电网的基石，也是千家万户重要的信息中转站。 它已经远远超出了简单的计量功能。 在智能电网的发展中，智能电表将获得较大的发展空间。

一、什么是智能电表

智能电表（smartmeter）是一种新型的全电子式仪表，具有电能计量、实时监测、自动控制、信息交互和数据处理等功能，智能电表是数据采集的重要基础设备智能电网（尤其是智能配电网）。 信息集成、分析优化和信息展示的基础，从而提高电力企业的运行效率，促进节能减排，增强电力系统的稳定性。

智能电表与传统电表的不同之处在于它是双向实时通信，具有交互功能，可以提供实时数据，为实行阶梯电价提供了可能。 因此，智能电表的设计强调更强的信息处理、交互、测量和通信能力，而这些指标在国家电网公司公布的智能电网标准中也有详细规定。

智能电表将改变以往人工抄表的历史，工作人员只需轻点鼠标，即可掌握用户用电量。 对于用户来说，使用起来会更加方便。 用户可以提前在电表中预存一定的电费，这样就不用长时间跑到银行或营业厅了。 此外，用户还可以定期从银行直接转账到电表。 通过信息交互功能，用户可以一目了然地了解家中的用电量情况。 当仪表内余额低于一定值时，仪表会提醒用户及时缴费。

2、智能电表的重要应用

一、结算与核算

通过智能电表可以实现准确、实时的费用结算信息处理，简化了以往复杂的账务处理流程。 在电力市场环境下，调度员可以更及时、更方便地切换能源零售商，未来甚至可以实现全自动切换。 同时，用户也可以获得更准确、更及时的能耗信息和账务信息。

2.优化分布式能源配置

分布式能源及配电网并网运行还存在诸多问题。 供电企业通过智能电表对配电系统进行实时监测、控制和调节，掌握分布式电源的特点及其与电网运行的相互作用，优化分布式能源配置，实现最经济、最安全的输配电。将电能输送给终端用户，提高电网运行的可靠性和能源利用效率。 智能电表的使用可以帮助人们优先使用风能、太阳能等新能源。 通过智能电表的实时数据采集和计量，可以制定更准确的负荷预测，指导新能源的优化调度。 美国夏威夷大学开发的配电管理系统平台，以智能电表为门户，集成需求响应、住宅节​​能自动化、分布式发电优化管理等功能，实现配电协调控制。主电网中的配电系统和新能源系统[1]。

3. 配电网状态估计

目前，配电网侧的潮流分布信息通常非常不准确，主要是因为这些信息是根据变电站高压侧的网络模型、负荷估算和测量信息综合处理得到的。 通过在用户侧增加测量节点，可以获得更准确的负荷和网损信息，从而避免电力设备过载和电能质量恶化。 通过集成大量的测量数据，可以实现未知状态的预测和测量数据准确性的验证。

4、提供故障分析依据

供电企业可以通过智能电表实时监测用户用电量，实现异常状态在线分析、动态跟踪和自动控制，提高供电可靠性，有助于实现配电网元件、电能表和用户设备的预防性维护。 发生故障时，可通过智能电表查询异常用电记录，为故障分析提供可靠的实时数据。 例如，它检测电力电子设备故障和接地故障引起的电压波形畸变、谐波和不平衡等。 测量数据还可以帮助电网和用户分析电网组件故障和网络损失。

5.用户能源管理

通过智能电表提供的信息，可以在其上构建用户能源管理系统，为不同用户（住宅用户、商业用户、工业用户等）提供能源管理服务，满足室内环境控制（温度、湿度、光照等）同时尽可能降低能耗，以达到减少排放的目的。 一些市民习惯长期开着热水器，晚上睡觉也不关电视电源开关。 通过按时间查看耗电量，市民可以了解这些电器在接通电源但未使用时的耗电量。

为用户提供实时用电数据，促进用户调整用电习惯，及时发现设备故障导致的用电异常。 基于智能电表提供的技术，电力公司、设备供应商和其他市场参与者可以为用户提供新的产品和服务，如不同类型的分时上网电价、合同回购电价、现货电价等。电力合同等。智能电表可以准确计量洗衣机、冰箱、微波炉等个人电器的用电量。 “用电量*价格”功能可以提醒居民，某家电在一定时间内属于高耗能电器。

6、智能家电控制

智能电能表具有与智能家电的通讯控制功能，将成为未来遥控家电普及的“敲门砖”。 智能电能表根据实时电价，通过设置参数实现对家用电器的启停控制，降低用电高峰负荷液晶电表控制器原理，增加低用电负荷。 可以减少用电设备的使用时间，达到节约用电成本的目的，同时有利于电网的削峰填谷。 居民在家中安装“智能交互终端”设备，与家中的每一件电器相连，通过互联网即可对家中的电器进行监控。

7.支付更方便

使用一卡通缴电费的市民，经常会在电力部门发出欠费提醒时，发现卡内没有钱或余额不足扣款。 低压用户信息采集系统建设完成后液晶电表控制器原理，系统可以实时监控每户用电量多少，卡内剩余多少钱。 当市民卡内缴纳的电费即将用完时，电力部门会及时向市民发送短信，提醒市民避免欠费。 经常出差的市民往往不知道自己家已经欠电费或欠费已超过缴费期限，从而导致滞纳金。 使用智能电表后，电表会根据用户与电力行业部门约定的条件自动断电，再次扣费后可快速开通，无滞纳金。

8.加载遥控器

通过智能电表可以实现负荷的整体接通和断开，还可以对部分用户进行控制，配合调度部门实现用电控制； 同时，用户还可以通过可控开关实现对特定负载的远程控制。

9、违法用电检测

智能电表可以检测电表箱打开、接线变化、电表软件更新等事件，及时发现窃电行为。 对于窃电高发地区，通过主表数据与下级所有表表数据的比对，也可以及时发现潜在的窃电行为。

随着信息时代的进步和技术的发展，智能电表是智能电网的神经末梢。 在不久的将来，智能电表将在信息社会发挥更大的作用，具有更广阔的应用前景。

三、智能电表技术发展趋势

目前，智能电表的智能化主要体现在抄表和缴费的便利性上，距离真正的智能电表还有很长的路要走。 用一些业内人士的话说，目前国内的智能电表只能称为电子电表，不能称为智能电表。 智能电表最大的特点是交互，即用户与供电企业之间的信息交互。 信息交互的关键是管理。 管理更方便、人性化。 人性化管理需要芯片具有更强的信息处理能力。 智能电表的发展必须采用高级计量系统（AMI），必须遵循模块化、网络化和系统化的方向。

1、采用先进计量系统（AMI）

智能电表也将采用先进的计量基础设施（advancedMeteringInfrastructure；AMI），成为未来家庭区域网络（HAN）不可或缺的一部分。 AMI是指采用多种通信方式将客户表计数据传回控制中心，通过双向通信实现远程数据读取、提供、设置和控制等多种功能的技术。 AMI除了改善传统人工抄表不经济、不准确、不实时的缺点外，还具有多种功能，如：支持多种电价，为用户提供能源使用信息，引导自发节能，支持为用户传输信号负载控制，自动响应电价变化，支持故障检测和远程开/关管理，提高负荷预测，用户电能质量管理等。

与传统机械仪表相比，AMI的优势在于具有双向通讯功能。 因此，AMI可以连接用电、发电甚至储能系统等多方，相互通信，协助电网向电力系统的高速公路发展，实现随上随下的功能。 因此，AMI的主要优势在于促进节能减碳目标的实现，提高供电质量，提升经济效益。 因此，它可以为国家、电力行业和电力用户提供各种好处。

在国家层面，AMI可以促进可再生能源的需求侧管理和并网，从而帮助国家实现节能减碳的政策目标。 针对电力行业，AMI可提供负荷控制通信功能，快速测量诊断电能质量，实现电网自愈，改善供电质量； 削峰填谷，缓解新建电厂压力； 同时，更容易获取用户的用电量数据，从而提供更多的创新服务[2]。 最后，在用户端，AMI可以配合显示屏，实现用电信息透明化，让用户掌握更多信息，进行能源管理； 加强用户与电力系统的灵活互动，用户可以同时充当发电者和消费者的角色，为电力市场的良性运行做出贡献。

2、模块化

智能电表的功能模块化设计具有以下优点：一是只需更换部分功能模块即可实现电能表的升级，无需更换整个电能表，摆脱了传统电能表设计的束缚。 . 由此带来的批量替换和淘汰，甚至是整个系统需要重构的厄运； 二是由于功能的模块化和结构的标准化，供电管理部门在采购电能表产品时不必过分依赖某家电能表生产企业，为标准化研究和标准化提供了可能。开发电能表； 三是通过现场或远程升级更换故障模块的方式，提高了可维护性，节省了维护成本。

3. 网络

联网可实现对各种场合电能数据的实时采样和存储，并通过有线或无线网络传输将信息实时或非实时传输至用电信息管理系统，实现供用通过数据共享和分析，电力管理部门对异地用电信息进行实时或非实时测量和监控。 通过组网，可以将智能电表的部分功能从接入层上移到网络层和数据管理平台层，通过数据共享和综合分析实现智能电表的功能，简化智能电表的设计。 目前可用的通信网络有：电力线载波（PLC）网络、光纤和同轴电缆（HFC）网络、固定电话（PSTN）网络、无线移动（GSM/GPRS/CDMA）网络。 近日，国家电网公司与中国电信集团公司在京签署战略合作框架协议。 双方将在电网、通信等领域开展合作，重点联合建设电力光纤到户项目，共同推进坚强智能电网建设。 电力光纤入户工程在技术上实现了一次施工、一条通道，一次性解决了有线入户问题，可替代国内电线、网线、电话线、有线电视等多条线路的多次施工。过去[3]。 三网融合的目的是实现资源共享，为电能信息数据的传输提供稳定、可靠、低成本的数据传输通道和网络，为智能电表的网络化和系统化奠定网络基础并实现自动复制。

4.系统化

系统化是综合利用成熟的计算机技术和电力系统自动化技术，在数据管控平台上实现海量用电数据的有效分析、处理和管理。 在网络化、系统化的推动下，用电信息管理系统可以向分布式、开放化方向发展，使用电信息管理功能扩展更加灵活，性能不断提高，使用更加便捷。

四、智能电表的发展前景

一、国内市场前景

目前，北京、上海等一线城市已开始试点使用。 福州已开始对三个社区近25.7万户进行智能电网改造，首批3000户家庭开始正式使用智能电表。 2010年，25.7万户试点用户全部使用智能电表。 2010年底前，南京市免费完成首批102万只智能电表改造，改造工作将在5年内完成。

从机械表到电子表，再到现在的智能表，产品升级是当前的市场需求，也是企业发展的方向。 上个世纪，家用电表基本都是机械表，每只表的价格一般在30-40元。 2000年前后逐渐被电子表取代，价格略有上涨，约50、60元一个。 现在的智能电表技术含量提高了，价格比电子电表翻了一番，每只100元以上。

电表市场巨大，如果全面安装智能电表，市场规模将相当可观。 自 2009 年以来，智能电表的安装数量经历了两位数的增长。 2009年，智能电表装机量达到7600万只。 2015年预计达到2.12亿。 国内产业将面临每年50亿元以上规模的市场，这将对智能电表厂商产生巨大的推动作用。 智能电表厂商将成为充分受益于智能电网建设的排头兵。

2、国际市场前景

未来五年，欧洲和北美仍将是主要市场，而以中国大陆为带动的亚洲将是增长潜力最大的地区。 欧洲和日本制定了到 2020 年智能电表普及率达到 80% 的目标。预计全球出货量将从 2008 年的几百万台增长到 2014 年的约 5000 万台，复合年增长率 (CAGR) 为 48%。

西班牙三大电力公司几乎垄断了整个电力市场份额（Endesa占40%以上，Iberdrola占30%以上，Union Fenosa占10%以上，其他占4%左右），超过2000万客户。 西班牙政府于2007年8月颁布相关法律，要求到2014年所有经销商拥有先进的电表管理（AMM）操作系统，到2018年全部更换机械式电表。智能电表必须能够实现有源/无功等功能功率测量、最大需求测量、电力负载特性收集、功率管理、分时计费、远程抄表、远程断开/供电和远程编程。

法国政府正在将电力消费者使用智能电表写入法律。 2006年，法国电力管理部门提出了三个里程碑计划：到2012年1月，所有安装的电表必须是智能电表； 到2014年底，50%的电表必须连接到AMM系统； 到2016年底，95%的电表必须接入AMM系统。 2006 年，法国电网配电公司 (ERDF) 牵头开展了一项服务于电力公司和技术需求的研发项目，并计划在 2010 年至 2017 年间将所有 3300 万个电表更换为智能电表。Actaris 和 Rangel 正在开展一项大规模的30万只智能电表规模试点，主要采用PLC通讯。

五、推动智能电表发展

1、加大技术创新力度

目前，我国智能电表的核心技术过于依赖进口。 为推动我国智能电网可持续发展，一是构建智能电表一体化研究机制，加大技术创新力度，攻克芯片、电解电容、液晶显示器、双向通信安全与控制等核心技术和高端技术； 二是深入分析我国智能电表产业在国际市场的优势和劣势，圈定智能电表广域利用通信技术、智能电表近距离接入通信技术等重点项目领域，制定国际标准路图积极争取国际标准的话语权。

充分利用中国电科院、国网电科院等科研单位在电力系统技术研发过程中积累的经验，积极借鉴国内龙头企业和科研机构的成熟技术广泛搭建合作平台，加快共性技术和关键技术开发。 实地研究课题。 明确研发重点。 近期，根据我国电网发展特点和规律，重点在控制芯片、复杂工况可靠性、通信接口兼容性等领域进行研究，掌握电网核心技术。尽快实现智能电表[4]。 加大现有电表技术改造研究投入，兼顾功能需求和研发生产成本，提高智能电表生产企业的经济效益。

2、提升智能电表产业化运营能力

首先，加快智能电表行业人才培养。 智能电表是一个跨行业的行业，需要跨专业、跨行业的人才。 其次，加强电工产品入网技术监管，明确功能要求和工艺标准，从市场需求出发，加强标准化设计，统一标准，尽快实现科学的产业化布局。 第三，确定阶段性推广目标。 充分考虑各阶段财务负担和经营风险，统筹产业链各环节发展目标，突出阶段重点，扎实稳妥实现产业发展战略目标。

3、实施用户侧能源管理项目

一是加大能源管理系统研发力度，探讨能源管理系统要求的用户侧新型用电规范，丰富用户可选择的优化用能服务种类； 其次，政府和电力企业要创造条件，整合环境。 为用户提供详细的能源供需信息，推动用户从单纯的“能源消费主体”向“能源管理主体”转变，主动选择最优能源消费方式。

4、注重推广普及

以家庭用户为试点，围绕用电量可视化、峰谷电价设定、随温度变化分时电价设定等开展智能电表试点应用，及时总结试点经验。 根据试点成本效益分析，逐步提高智能电表的使用率，逐步普及智能电表。

六，结论

当前，国外智能电表的大规模推广，为全球电表行业的发展注入了新的活力。 国家电网公司建设统一坚强智能电网的规划，也给国内计量用电信息采集设备和系统的发展带来了前所未有的机遇。 随着智能电网建设步伐的加快，国内厂商将在智能电表领域掀起新一轮的研究和推广热潮。 各种新材料、新技术、新工艺的采用，也将大大提高国内计量设备的整体水平，从而为我国智能电网的发展提供强有力的技术保障。 此外，要广泛宣传智能电网建设产生的良好社会效益和经济效益，政府有关部门要提高对智能电表及其发展意义的认识，积极争取财税政策和产业政策的支持。