浅谈智能电能表的主要功能与特色

2012-08-15华北电力大学董思思

电子世界 2012年22期

华北电力大学董思思

萧山供电局阮宵君谭小倩

1.引言

智能电能表是一种新型的全电子式的电能表，与传统的电能表相比，其具有更加强大的数据处理、通信、保密、自控以及安全性能。智能电能表具体由测量、通信、数据处理单元等几个部分组成。在节能环保的大背景下，智能电能表有着广泛的应用，可以根据不同的季节、时段设置不同用电方案，记录用户用电量曲线，帮助用户根据实际用电情况制定出优化的用电方案；另外电能表的计量比传统电能表更加准确，抄表、收费、检查等工作更加自动化，满足了构建智能电网需要。

2.智能电能表的工作原理

智能电能表在工作时，电流、电压通过传感器转换成采样信号，然后通过滤波装置后被送入计量芯片，进一步将能量信号转换成脉冲信号，传输到CPU，CPU完成对脉冲信号的采集、电量累计以及其他分析处理过程，最后将处理得到的数据保存；另外CPU还可以完成安全认证、抄表、红外、LCD显示等功能的处理。智能电能表采用的是具有温度补偿电路的时钟芯片，为了提升安全性能，采用了冗余设计，为保证计量数据的准备可靠，每份数据都被多重备份。

3.智能电能表的主要功能与技术特色

相比与传统的电能表，智能型电能表的功能与技术特色表现在多个方面，本文主要列举了以下十种：

（1）电能计量功能

传统的电能表只具备正反向有功电能和分时计量的功能，而智能电能表还具备了有功组合电量的功能，并且可以自定义组合的方式。传统的电能表在电量冻结方面，只具备定时冻结、瞬时冻结与约定冻结三种功能，而智能电能还新增了254个整点或半点冻结以及60天日冻结的功能。

（2）强大的通信功能

智能电能表的通信接口具备网络、载波、GPRS以及RS-485等多种通信方式，可以满足各类用电信息需要。供电企业可以根据实际的需求，选择合适的通信接口。

（3）实时网络交互

在只能电能表的运行过程中，其始终与用电信息采集系统保持着实时的通信，供电企业的营销系统可以通过用电信息采集系统对智能电表进行实时的监控。在用电信息系统控制下运行的智能电能表可以与营销系统实时通信，从而完成费控的功能。

（4）费控功能

智能电能表的费控功能可以分为本地费控与远程费控两种。本地费控有两套费率时段，可通过预先设置时间的方式来实现两套时段的自动切换，主要通过射频卡、CPU卡等等的固态介质来实现，电能表内部可以实现电费的实时计算。而远程费控电费计算在远程系统中完成，主要通过公网、载波等等的虚拟介质来实现。

（5）费率与时段

智能电能表可以在灵活的时段与时区切换费率，这是传统的电能表所不具备的。共有两套费率时段表，每套费率表包括两个时区，一个自然日之内可以编设4中费率与14个时段，并且还能分别设置时区表切换时间等，在使用的过程中可以根据实际情况灵活设置并选用，在预先设置的时间内可以实现不同费率时段的自动切换。

（6）电力参数监测

智能电能表可以控制当前电压、电流、有效功率等运行参数的测量误差在±1%的范围内，这比以往的电能表准确了很多。还可以设置电压、电流、功率因数等运行参数的的限值，并对其进行实时的监测，一旦某一参数低于或者超出了设定限值的时候，就会记录为事件。这一功能可以为供电企业提供用电监测数据，查出与预防窃电现象。

（7）记录事件

智能电能表具备了完善的记录事件的功能，不仅可以记录电表的运行情况，对电表的编程也同样记录，对查出以及防止窃电现象有很大的帮助。

（8）端口输出

智能电能表具备了同所计的电能成正比的电脉冲以及光脉冲测试输出功能，并且其测试接口具备了传输日计量的误差检测信号、时段投切信号与需量周期信号的功能。

（9）负荷开关

负荷开关既可以采用内置也可以采用外置的方式，但无论是内置还是外置，用户在购电成功之后都可以通过本地的方式进行自行合闸，当用户的透支金额大于设定的透支金额时，供电企业可以通过负荷开关切断闸门、断电。而传统的电能表是不具备这种功能的，防止收费难的问题发生。

（10）安全认证

智能电能表可以通过固态介质或者介质对电能表进行参数设置、信号反写、预存电费以及下发远程的控制命令时，都需要经过严格的ESAM模块认证，以确保数据传输的安全。而传统的电能表是不具备这一功能的。

4.智能电能表的分类

根据费控功能在本地或是远程实现，可以将智能电能表分为本地费控电能表以及远程费控电能表这两种。

（1）本地费控智能电能表

本地费控智能电能表通过射频卡、CPU卡等固态的介质实现，可以对用电客户进行开关电闸。客户用电之前先将射频卡或者CPU卡等固态的介质插入电能表，此时显示器上将显示本次所够得的电量，以用电量以及当前剩余的电量，取下卡后，显示消失。客户在用电的过程中，电能表可以自动在所购电量的基础上减去已用的部分，当卡内金额达到或者是小于设定的报警金额时，电能表将以发声、发光等方式来提醒客户，尽快购买电量；而当透支金额大于设定的透支限度时，电能表则发出断电信号，负荷开关中断供电；客户购买好足够的电量后，将卡插入电能表，收到了有效续交电费信息之后，扣除透支的部分，并允许客户人工合闸，继续供电。

当然本地费控电能表也存在一些不足之处，例如售电系统更新升级的操作比较繁琐，容易发生更新后不读卡或者错误读卡的情况，这时候只能更换电能表。

（2）远程费控智能电能表

远程费控智能电能表是通过公网、载波等的虚拟的介质来实现远程售电与控制的。用户在用电之前先导供电营业厅购买电量，也可以通过电话、互联网等方式划转费用，自动购电，购买的电量由主站下发到用户的电能表中，电能表运行过程中，主站会自动在所购电量的基础上减去已用的部分，当剩余电量不足时，电能表会以发声、发光的形式进行警告，而当透支过多是，电能表发出断电信号，负荷开关打开，断电。用户续费之后，主站下发购买电量到电能表，自动扣除了透支部门后，电能表允许用户人工合闸，继续供电。相比于本地费控电能表，远程费控电能表只需要用户到售电部门缴费，售电系统会自动把电量输入电能表，用户无需到用电现场使用射频卡或是CPU卡；同时远程费控电能表的使用还可以做到对用户用电情况以及电网运行状况的实时监测，以方便供电公司对用电情况和电网运行情况进行分析。