智能电能表在计量管理中的应用分析

霍婷

摘要：电能是我国民众日常生活的必须品，不论是工业发展还是居民生产生活都是根据电能开展的。自08年以来，我国制定了一系列方针和措施来巩固我国的电网系统，增强其可靠性，直到今天智能电网给我们生活带来的改观是有目共睹的，同时国家和相关电表研发部门不断的推陈出新，号召我国居民将老式的电表升级为新式的智能电表。本文将从智能电网的发展以及智能电表的结构和原理出发，详细介绍智能电表的特点和优势，根据我国当前的用电情况，制定下一步智能电表的改良和更新换代，为我国智能电表的发展提供可以借鉴的发展方向。

关键词：计量管理；智能电能表；特点；应用

机械电表更换成智能电表后，很多消费者还是不习惯，但是智能电表确实是给我们的生活带来了很多便捷。机械电表是电量控制型的，只能显示用电量电量，智能电表是费用控制型的，不仅能够显示用电量也能够显示电费额度。未来执行峰谷电价、阶梯电价后，电表会自动按照不同时间的电价扣除费用。若用户购电卡内的余额没有消费完，物价部门调整了电价，智能电表也会即时做出相应的价格调整，保障居民用电利益。

1智能电网的概述

我国的智能电力电网系统是世界上最全面、最安全的電网系统，和其他国家的电力网络相比，我国的电力网络不仅能够实现简单的输电和用电功能，也能够在关键时刻充当通信设备。其次，我国智能电网的建设结合了地质勘测、能源信息、机械设备、计算机网络和控制系统等几大学科，不仅能够保障电力基础设施在自然灾害面前能够保持良好的稳定性，且在电能的传输、使用和收费方面也增添了智能控制的元素，能够让缴费和服务反馈直接在用户家里就能完成，大大减轻了老式电网经常维修的麻烦。另外更重要的是，智能电网搭载了新型的智能电表，该电表内部借助程序设置了安全密码和防偷电系统，减少偷电行为的发生。

2智能电能表的构成及意义

2.1智能电能表的构成

单相电子式电能表是用来测量参比频率为50Hz单相有功电能的电能表。该电子表采用国际先进的超低功耗大规模集成电路技术及SMT工艺制造的高新技术产品，具有测量精度高、稳定性好、可靠性高、显示直观、过载能力强等显著优点。另外实现了双向通讯功能和双向计量功能合二为一的构想，该电子表内部还特别定制了一块时钟，使得电表在损坏的情况下显示模块也能够正常工作，芯片外部耦合了防光电干扰装置，提高了智能电表的可靠性和使用寿命，数据显示采用低功耗液晶显示屏，数据和故障记录信息显示直观，同时具有无线电通讯功能，可以让电网的工作人员随时随地登录该电表的第三方平台，对电表的内部性能进行测试，同时也方便用户对电能数据的管理。

2.2智能电表对用户的意义

供电部门可通过计算机和远程售电管理系统对用户预置购电量，并可设置透支报警电量、每月固定电量额度、电能超标电量等。此电能表上面设置了加密模块，智能表上的所有数据信息均经加密处理，保障了用户的用电利益，同时售电管理系统中存储用户地址、姓名、以及此用户表的出厂表号、表常数等信息，便于用电管理与用电监察。

3智能电能表的特点

3.1线路和电源设计精良

电能表的线路设计选择采用最先进的布线工艺，元器件的布局根据最新的电气仿真结果，因此可保证整个电表长期稳定工作，精度基本不受频率、温度和电压变化影响。整个电表体积小，功能强，密封性能好，可靠性较传统电能表有明显提高。为方便供电部门对表的标准化管理，表内设有误差微调装置。当电源失电后，不可逆冲的环保锂电池作为后备电源，保证内部数据不丢失，日历、时钟和时段程序控制功能正常运行，来电后自动投入运行。在电能表端钮盒上设置有光电耦合隔离脉冲输出接口，以便于进行误差测试或脉冲采集，脉冲输出常数与标牌标志的表常数一致。

3.2双向通讯功能更加先进

因为传统的总线型在以太网络里线路是共享的，收发在一条线路上，所以需要在发包之前侦听一下，而双工链路是收发独立的，一个通道在接受数据的同时，另外一个数据通道也可以同时进行传输。双向通讯功能在芯片内部也是收发独立的，转发芯片、PHY芯片都是两个方向同时工作的，所以可以实现全双工。机械式电表的电能数据基本上都是经过内部处理备份之后，才会将数据转发出来，收到的电能信号时先分析处理，再查表转发，多个数据共用一个处理器的方式方法，存在等级的优先顺序，这样就容易出现双向冲突情况。为了避免数据共享造成的拥塞，该智能电表在出方向还有相应的拥塞调度机制保证。

3.3双向计量的保护功能

明确的说，现在用的智能电表，正反向的电量可以独立双向计量，最后总有功电能是二者的绝对值累加和，当然也有用户要求代数累加的，电力部门会有相应的事件记录。不仅如此，开盖也会有记录，为了防止恶意偷电的用户在电表上破坏计量前端，除了正面，四周背部都是铺了密密麻麻的导线的PCB板，只要有点破坏，立马闪烁液晶屏来警告用户，同时上报窃电事件。机械的老式电能表更改接线有可能会造成反转，但是电子式的基本不可能反转，因为软件里只加不减。即使破坏了计量的硬件部分，除非电表的固件被不良黑客共计篡改了。不过，固件版本号也会和服务器里的比较进行加密，所以即使反转了，最后也会面临窃电的处罚。理论上，大部分可行的方法，都有相应的防窃电措施。

4智能电能表电能计量的复合通信方式

智能电表的通讯方式和电子电表有很大不同，电子电表采用的单步通信的方式，而智能电表采用的是复合通讯的方式，这两种方式对信号的计量和传输有很大的不同，尤其是多普勒频移的影响，有线传输和无线传输的差别还是很大的。有线的OFDM技术对于载波频移是非常敏感的。因为正交分解技术的特性，多普勒频移现象可能对影响各个高频载波之间发生干涉产生严重的载波间串扰UCD，并进而影响信噪比，增加误码率。这时即便是有cP的存在也不能解决问题。现在普遍的解决方法一般是用最大似然估计算法得到频率偏差值，然后用均衡的办法来补偿正交数据不足带来的损失。或者是利用相邻子载波共同传输同一符号的办法，减少误码率，从而减少多普勒频移的损失，而无线的CDMA受多普勒频移的影响就小得多了。高速的移动也只是会影响接收端在最高功率点的相位与接收信号作扩频解调，信号能量存在部分丢失罢了。影响仅限于信号能量强度的减弱，另外关于小区的电路切换问题，现在的解决办法一般是延展通信的重叠区域，减少切换的频率。此外一般都会把切换区域放置在地下或者高架线路上，因为这两个地方内无线环境相对简单，覆盖好，信号稳定。

5结束语

现在的智能电表智能化程度非常高，可实现先收电费再使用的预交系统，为管理方解决了拖欠水电费的难题。对于租金逾期不交者管理方可在电力控制后台设置智能断电停锁，有效的杜绝了收费难和偷电的问题，也能够给我国民众带来切实的利益和便利，高效地促进了我国的电力发展。