对未来智能电表实用性的思考和展望

长沙市雅礼中学 李时泰

智能手机、智能电脑、智能电饭煲、智能马桶，智能生活，智能家居，智能化的概念这几年开始逐渐渗透到我们生活中，社会各行各业提出了建设智能化城市，最终建设智能化国家的构思。国家电网智能化是一切智能化的保障，于是国家电网也提出了建设智能电网的思想，“十三五”期间，加快了电网改造升级，而电度表作为智能电网的基础单元，智能化的终端，智能化势在必行。置换智能电表正在城乡如火如荼地进行，但是现用的智能电表真的能满足和实现未来人们智能化城市、智能化生活的需要吗？符合建设智能化国家的标准吗？我觉得还未可。

现在国家通用的智能电表，一般是按电表的抄表方式分类，通常可分为“IC卡电表收费系统”和“远程自动抄表系统”两种类型。

一、我们先来看看“IC卡电表收费系统”

前些年，电力部门为了解决居民落后用电管理的情况，改善管理居民用电收费，我国的现状是采取先使用、抄电表、再资付的方式，有相关的数据统计过，现电力部门的专职抄表人员就达数万，而且效率很低、强度很大，还存有抄表时错抄、漏抄、估抄，不能到位，甚有算错和工作周期长等等问题。在此背景下，智能电表形成以CPU为核心的智能芯片，采用通讯技术，计算机技术，具备了记费、计时、计量功率与上位机通讯等管理功能。所谓的“IC卡电表收费系统”的智能电度表应运而生。

一般技术指标是：

1.额定电压：220～380V

2.准确等级：1.0级

3.电表常数：1600imp/kWh 800imp/kWh

4.功耗：1.0W

5.电流范围：5（20）A10（40）A 15（60）A20（80）A 30（100）A

6.工作范围：-22～+55度

具备主要的功能是：

1.数据保存功能：在电网断电的情况下，数据保存表内十年2.拉闸合闸方式：外附控电开关和内附开关，2种规格

3.预先付费功能：电量余数为零时自动断电，预先收付电费4.流量准确：可以检测到普通机械电表不能检测的电流量（比如接线面板、插座等），流量计数准确

5.调价智能：能对用电量过多的用户，进行智能控价，达到节能和减排的目的

6.双显功能：电量剩余用led显示器显示，用电量累计用计度器显示，亦可显示其它相关信息

7.IC卡专利：采用射频（非接触式）技术，IC卡射频和基站技术，非接触，纯密封、防盗电、防雷击、防潮、防水、抗干扰、抗磁场的性能

8.数据纠错技术：每个数据存放在表内5处，如有1处出错，则另外的4处数据可自行纠错，使数据安全可靠。

二、再来看看“远程自动抄表系统”

这些年，电力部门为了实现自动抄收用电数据，避免人工的操作弊端，用电的数据直传到电网营业厅的用户系统，电管人员随时可监视用户用电情况,及时发现问题排除故障。如：采用远程传输分表读数和总表读数，线亏情况随时掌握、分析原因、合理处理。

具备主要的功能是：

1.复费率和电量的计量功能：可按照预先的设定时段，分时完成正向、反向有功功率，各时段费率和总电能实现计量，以及四象限的无功电能计量的诸多功能。

2.需求量记录功能：可对需求的最大电量及需求的时间实施记录，且能对滑差的时间和需求量的周期可选。

3.存储和冻结电能量功能：可按每月规定的时间或者实时的命令，对相关数据进行冻结并存储，冻结数据一般是正向有功功率总电能量和各费率及反向有功功率总电能量和各费率、正向无功功率总电能量和各费率、反向无功功率总电能量和各费率，并且对冻结时间进行记录。

4.记录负荷曲线功能：按预设时间的间隔，对参量有关数据实施滚动式记录数据，间隔的时间为用户设定。

5.通信接口功能：通过独立的rs485通信和红外通信接口在通信的规约下进行通信，完成参数的设置以及远方、本地抄表。

6.参数测量功能：可测量参数包括频率、功率因数、分相电流分相电压、各分相及总有功功率、无功功率等。

7.显示数据功能：按用户的要求，可预设按键和轮换显示的相关内容，在电能表上显示电量值。

8.记录事件功能：如记录掉电次数、时间、清零的次数和时间；各相失流、失压的次数及其发生和结束的时间等。

9.清零功能：有2种清零功能，既需求量和电表读数清零功能。

10.输出信号功能：包括多功能信号输出、电能量脉冲输出功能。

相比“IC卡电表收费系统”，“远程自动抄表系统”具有更为明显的智能化特点。

1.功耗低：每块智能电表一般的功耗在0.6～0.7W左右。

2.精度高：误差的范围，电子式电表一般2.0级的电流范围在5%～400%标定内，测量的误差一般是±2%,我国普用的智能电表都是精确等级达1.0或2.0级，误差很小。

3.工频、过载范围增宽：智能电表的一般过载倍数能达到6～8倍，量程增宽。

4.智能表标准：我国在通信协议上，及尺寸、规格、品种和形式上，国家都制定有严格的规范和标准，便于安装和检定。

“远程自动抄表系统”相比“IC卡电表收费系统”有了一点进步，但从这两种类型的智能电表来看，智能电表的功能都很受局限，使用的额定范围都很窄，更谈不上智能化的自适应功能。我们能看出 “智能”因子有多少呢？

两步智能化的更新，都仅仅侧重于解决电网行业内部的管理问题，主要是减少电力部门的人力、物力、时间上浪费，化解用电纠纷的问题，解决了抄表的难题。跟我们向往的国家智能化、社会智能化、城市智能化的需要，还是差之千里。可以说，现用的智能电表，最大的份量，只能算做“智能化”的起步产品。

为此，我认为，未来的智能电表，还需从以下几个方面来设想和构思。

1.应该建立更加完善的智能电表产业体系

智能电表作为未来的高科技产品，必须生产上实现一体化，对智能电表产业，进行全方位地控制和管理。使之：管理必须进行合理化，智能电表在新技术开发、结构和功能设计上，制造、售后、维护和推广必须专业化，在芯片的研发上，应努力运用先进技术，实现技术核心的价值。

2.功能的设置应实现模块化

智能电能表功能的设置须支持可以写入、可以更新的理念，功能设置以模块化为原则，在智能电能表功能设置上不断加以完善；根据实际运用、智能电网运行情况、完善可远程进行修改、设置智能电表的功能及方案，并且全部功能都是线程独立的，互不影响与干扰的，确保安全和稳定，即无需更换整表，又可突破推行新技术的困难。

3.接口应实现一体化

电能表检测的工作是繁重的人力工作，智能电能表检测须改变现行的检测模式，做到自动化和智能化检测的方式。我认为现在的智能电表其弱电接口的种类杂而多，在检测中切换相当频繁，使得检测工作存在劳动强度很大、占用资源很多、管理成本很高等问题，而且接口繁多使得电气安全性不能保证，影响智能电表的计量准确性。

因此，随着智能化概念的形成、智能化体系的发展，实现建设智能电网的构思，对智能电能表提出的要求越来越多，既然是智能电能表，其各个细节也应该突现出“智能”方面的创新，而现在在处理数据、模块的设计、检测的方式、接口的类型方面，还远不足以满足对未来居民应用智能化的生活需求。

展望未来：智能电表，就是用户的用电管控的机器人。主人(用户)把用电管理的任务交给他，他就能担任处理主人全部的用电事务，成为用户的“用电管家”。“用电管家”只少应具备的这些能力：可以实施即时通信，向国家电网报告用电计划和出现的问题；随时向用电主人(用户)汇报家庭用电情况，并可处理和排除家庭用电故障，管控主人家庭室内各个电器的用电矛盾；并能协调本小区、本村镇内或本电网内相邻用户间的用电关系。其自适应非常强，几乎不受额定电压、电流和工作温度的限制，即是家用电度表，又是适合终端用户家用的变压器、镇流器、镇波器、控制器、报警器、蓄电器、电能采集器等。

比如说：如果智能电表具备了蓄电器的功能，在为用户制定购电计划后，在国家电网电能充足的时段，购买到低位的电价，就会为用户蓄荐足够的电量，也可在国家电网发电量的低峰期，将自己存储的多余电量转借或高价转卖给本小区、本村镇或本电网内相邻的用户，这样就，真真让“电能”拥有了商品的属性，可以用来转借转卖，进行社会流通。

再比如说：如果智能电表具备了电能采集器的功能，用户就可以通过各种能量转换设备，把日常生活中的热能、光能、动能转变而成的分散的电能收集并蓄存起来。打个比：我们未来生活中有一个吃饭装菜用的碟子，这个碟子能将盛在碟子里食物中散发的热能转变成电能，家庭的智能电表再把产生的电能收集起来，我们就可以一边坐在桌旁吃饭一边让智能电表蓄藏碟子发生的电，再可通过国家电网销售给其他用户使用。如此就实现了电网内每个用户既是“电”的消费者也是“电”的生产者。

当务之际，国家应从顶层设计的层面，出台一份符合国家智能化的，关于智能电表更加具体的标准，对未来的智能电能表的研发、生产和管理，不管是在功能和标准，还是使用和外形上，都应具备着自动化、信息化和智能化等性能及特征，实现智能电能表更快的社会普及，满足未来智能化电网的需要，为建设智能化国家打下坚实的基础。

笔者认为，只有如此，未来的智能电表就真正当上了用户的“用电管家”，那么他就是用电管控的机器人。