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浅析智能电表技术及市场

导读: 智能电表是智能电网建设的砖石,也是各家各户重要的信息中转站,其本身已经远远超出了单纯的计量功能。在智能电网的发展中,智能电表将获得较大的发展空间。

  智能电网建立在集成的、高速双向通信网络基础之上,旨在利用先进传感和测量技术、先进设备技术、先进控制方法,以及先进决策支持系统技术,实现电网可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的高效运行。智能电表智能电网建设的砖石,也是各家各户重要的信息中转站,其本身已经远远超出了单纯的计量功能。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,方便用户准确迅速地了解家庭的用电情况,制订节电计划。智能电表是智能电网(特别是智能配电网)数据采集的重要基础设备,对于电网实现信息化、自动化、互动化具有重要支撑作用,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,从而提高电力企业的经营效率、促进节能减排,增强电力系统的稳定性。

  智能电表不同于传统电表之处在于它是双向实时通信,具有互动的特征,能够提供实时数据,为实施阶梯电价提供了可能。因此,智能电表在设计中强调了更强的信息处理、交互、计量和通信能力,在国家电网公司公布的智能电网标准中,对这些指标也都作出了详细的规定。

  智能电表将改变以往人工抄表的历史,工作人员只需点点鼠标就可掌握用户用电情况。对于用户来说,用起来会更加便捷,用户可以提前在电表中预存一定数额的电费,这样在相当一段时间之内都不用再往银行或者营业厅跑了。此外,用户还可以定期从银行直接往电表内转账划钱。而通过信息交互功能,用户可以对家中用电情况一清二楚。当电表中的余额少于一定的数值时,电表会提醒用户及时付费。

  二、智能电表的重要应用

  1、结算和帐务

  通过智能电表能够实现准确、实时的费用结算信息处理,简化了过去帐务处理上的复杂流程。在电力市场环境下,调度人员能更及时、便捷地转换能源零售商,未来甚至能实现全自动切换。同时用户也能获得更加准确、及时的能耗信息和帐务信息。

  2、优化分布式能源配置

  分布式能源与配电网并网运行时还存在很多问题,供电企业通过智能电表对配电系统实时监控、控制和调节,掌握分布式电源的特性及其与电网运行的相互影响,优化分布式能源配置,从而达到将电能以最经济与最安全的输配电方式输送给终端用户,提高电网运营的可靠性和能源利用效率。利用智能电表可以帮助人们优先使用风电、太阳能等新能源。采用智能电表的实时数据采集与量测制定更为准确的负荷预测,可以指导新能源优化调度。美国夏威夷大学开发的配电管理系统平台,采用智能电表作为门户站综合了需求反应、住宅节能自动化、分布式发电优化管理等功能,实行了配电系统与主电网中新能源系统的协调控制[1]。

  3、配网状态估计

  目前,配网侧的潮流分布信息通常很不准确,主要是因为该信息是根据网络模型、负载估计值以及变电站高压侧的测量信息综合处理得到的。通过在用户侧增加测量节点,将获得更加准确的负载和网损信息,从而避免电力设备过负载和电能质量恶化。通过将大量测量数据进行整合,可实现未知状态的预估和测量数据准确性的校核。

  4、提供故障分析依据

  供电企业可以通过智能电表对用户用电情况进行实时监测,实现异常状态的在线分析,动态跟踪和自动控制,提高供电可靠性,有助于实现配网元器件、电能表以及用户设备的预防维护。当故障发生后可以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。例如检测出电力电子设备故障、接地故障等导致的电压波形畸变、谐波、不平衡等现象。测量数据还能帮助电网和用户分析电网元件故障和网损等。

  5、用户能量管理

  通过智能电表提供的信息,可以在其上构建用户能量管理系统,从而为不同用户(居民用户、商业用户、工业用户等)提供能量管理的服务,在满足室内环境控制(温度、湿度、照明等)的同时,尽可能减少能源消耗,实现减少排放的目标。一些市民习惯把热水器长期开着,晚上睡觉时不关电视机的电源开关等,通过分时段查询用电量,市民就可以发现这些电器在插电却不使用的时间段到底耗了多少电。

  为用户提供实时能耗数据,促进用户调节用电习惯,并及时发现由设备故障等产生的能源消耗异常情况。在智能电表所提供的技术基础上,电力公司、设备供应商及其他市场参与者可以为用户提供新的产品和服务,例如不同类型的分时网络电价、带回购的电力合同、现货价格电力合同等。智能电表能精准到“洗衣机、电冰箱、微波炉”等每个单体电器的用电量,“用电*价”功能可警示居民某个电器在某一时间段为高耗能电器。

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