智能電表在智能電網(wǎng)中的作用及應(yīng)用前景

近年來(lái)，在低碳經(jīng)濟(jì)、綠色節(jié)能及可持續(xù)發(fā)展思想的推動(dòng)下，如何進(jìn)一步提高電網(wǎng)效率，積極應(yīng)對(duì)環(huán)境挑戰(zhàn)，提高供電可靠性和電能質(zhì)量，完善電力用戶服務(wù)，適應(yīng)更加開放的能源及電力市場(chǎng)化環(huán)境需要，對(duì)未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展提出了更高的要求。智能電網(wǎng)的概念應(yīng)運(yùn)而生并成為全球電力行業(yè)共同研究和探討的熱點(diǎn)。

支撐中國(guó)乃至全球智能電網(wǎng)的將是通信技術(shù)、信息處理技術(shù)和控制技術(shù)，對(duì)應(yīng)到相關(guān)的市場(chǎng)將涉及智能電表、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施及其控制、智能數(shù)據(jù)管理。智能電表作為智能電網(wǎng)建設(shè)的重要基礎(chǔ)裝備，加快智能電表產(chǎn)業(yè)鏈整合，促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化，對(duì)于電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息化、自動(dòng)化和互動(dòng)化具有支撐作用。

智能電網(wǎng)簡(jiǎn)介

智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的智能化，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過(guò)先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)，其主要特征包括自愈，激勵(lì)用戶，抵御攻擊，提供滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量，容許各種不同發(fā)電形式的接入，啟動(dòng)電力市場(chǎng)以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運(yùn)行。

目前就全世界來(lái)說(shuō)，由于各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、電網(wǎng)建設(shè)水平的具體情況不同，其智能電網(wǎng)的建設(shè)動(dòng)因和關(guān)注點(diǎn)也存在差異。美國(guó)主要關(guān)注電力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)的升級(jí)更新，同時(shí)最大限度地利用信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能對(duì)人工的替代。

歐洲則重點(diǎn)關(guān)注可再生能源和分布式能源的發(fā)展，提高供電可靠性和電能質(zhì)量，并帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變。中國(guó)的智能電網(wǎng)以特高壓骨干輸電網(wǎng)為基礎(chǔ)，建立堅(jiān)強(qiáng)的輸電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源的大范圍合理配置。

盡管各國(guó)對(duì)智能電網(wǎng)的關(guān)注點(diǎn)有所不同，但智能電網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)都是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全，智能電網(wǎng)的基本特征都包含電網(wǎng)和用戶之間的互動(dòng)。智能電表作為智能電網(wǎng)互動(dòng)性的良好媒介，在智能電網(wǎng)的建設(shè)中發(fā)揮著不可替代的作用。

智能電表的功能及特點(diǎn)

智能電表是在電子式電表的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。20世紀(jì)70年代，研究人員成功研制出利用模擬和數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量功能的電子式電能表，克服了傳統(tǒng)的感應(yīng)式機(jī)械電表人工抄表效率低，數(shù)據(jù)偏差大，防竊電功能差等弊病。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)不斷擴(kuò)展數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，電子式電表具備了分時(shí)計(jì)費(fèi)、預(yù)付費(fèi)等功能。智能電表實(shí)現(xiàn)了對(duì)電子式電表的全面突破，以智能芯片為核心，集成包括具有雙向信息交流功能的讀表器，一套操作管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)，構(gòu)建應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等多系統(tǒng)的交流平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電功率計(jì)時(shí)計(jì)量、自動(dòng)計(jì)費(fèi)、即時(shí)雙向通信和優(yōu)化用電等功能。

支持浮動(dòng)電價(jià)

與傳統(tǒng)電表相比，智能電表是可編程的電表，除了能夠滿足一定準(zhǔn)確度的電能計(jì)量以外，能夠測(cè)量和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)更多，功能更加強(qiáng)大。如隨時(shí)保存帶有時(shí)標(biāo)的電能數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)先設(shè)置時(shí)間間隔進(jìn)行測(cè)量和存儲(chǔ)各類電能和電量數(shù)據(jù)等，支持分時(shí)電價(jià)或?qū)崟r(shí)電價(jià)和需求側(cè)管理，滿足實(shí)時(shí)電價(jià)下的電能計(jì)量。

雙向通信功能

智能電表內(nèi)置通信模塊，具有雙向通信功能，通過(guò)雙向通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心進(jìn)行信息交流。供電企業(yè)可以通過(guò)智能電能表或其他方式將對(duì)用戶感興趣的電網(wǎng)信息(如停電信息)通知用戶，方便用戶提前準(zhǔn)備，改變自己的用電方式。定時(shí)、定期向用戶發(fā)布用戶的用電信息，用戶可掌握自己的實(shí)時(shí)用電情況。在執(zhí)行實(shí)時(shí)電價(jià)時(shí)，供電企業(yè)能夠通過(guò)智能電能表向用戶發(fā)布實(shí)時(shí)電價(jià)信息，用戶可以根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)安排用電計(jì)劃，在節(jié)省電費(fèi)的同時(shí)為降低電網(wǎng)高峰負(fù)荷作貢獻(xiàn)。

智能家電控制

智能電能表具有與智能家電的通信控制功能，能夠由智能電能表根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)通過(guò)設(shè)定參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的起?？刂?，削減用電高峰的負(fù)荷，提高用電低谷時(shí)的負(fù)荷，在不需要增加任何用戶投資的情況下，通過(guò)改變大功率用電設(shè)備的使用時(shí)間，達(dá)到節(jié)約用電費(fèi)用的目的，同時(shí)也對(duì)電網(wǎng)的削峰填谷作出貢獻(xiàn)。

雙向計(jì)量

對(duì)于具有自備發(fā)電能力、儲(chǔ)能設(shè)備和再生分布式電源的大用戶，智能電能表能夠根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)指導(dǎo)用戶經(jīng)濟(jì)合理地分配發(fā)電量和購(gòu)買電量的數(shù)量，使得用戶的用電費(fèi)用最低。鼓勵(lì)用戶投資安裝民用的太陽(yáng)能、風(fēng)能及高能儲(chǔ)電設(shè)備，鼓勵(lì)用戶投資蓄冷、蓄熱和蓄電等設(shè)備，改變用電方式而節(jié)約用電，減少對(duì)電網(wǎng)電量的需求，減低供電系統(tǒng)的負(fù)荷，節(jié)約燃料消耗，舒緩廢氣排放和溫室效應(yīng)，降低用戶電費(fèi)開支。

智能電表應(yīng)用試點(diǎn)效果顯著，英國(guó)對(duì)安裝智能電表的試點(diǎn)用戶及電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)行效果測(cè)試。根據(jù)智能電表監(jiān)視器統(tǒng)計(jì)