智能電表的發(fā)展意義

1、意義智能電表是智能電網(wǎng)的智能終端，它已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的電能表，它是在電子式電能表的基礎上，加上具有遠傳通信功能，可以與電腦聯(lián)網(wǎng)并采用軟件進行控制，因此與電子式電能表相比，智能電能表不管在性能還是操作功能上都具有很大的優(yōu)勢。具體而言，因為它的智能特性，所以具有功耗小、精度高，過載、工頻范圍大，功能人性化等特點。另外它應該具有遠傳控制（遠程抄表、遠程斷送電）、數(shù)據(jù)存儲、備份、識別惡性負載、復費率、反竊電、預付費用電等功能，而且還可以通過對控制軟件中不同參數(shù)的修改，來滿足對控制功能的不同要求，而這些功能對于傳統(tǒng)的電子式電能表來說都是很難實現(xiàn)的。而當智能電表滿足以上功能后，它的意義就不言而喻了。以下

2、是智能電表的幾大優(yōu)勢。一、 用電量上網(wǎng)就能查。每時每刻通過網(wǎng)絡查詢當前的用電量、用電余額，實時掌握家中的用電情況。而現(xiàn)有的系統(tǒng)只能提供按月查詢的功能，更無法細化到每一個時間段的用電量。二、 對系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)每戶業(yè)主用電情況的實時監(jiān)測。業(yè)主家中某一時間段的用電情況都可以在系統(tǒng)里有所記錄。業(yè)主想要了解自家用電情況，可以隨時通過網(wǎng)絡查詢截止到任何一刻的用電量。此外，用電信息采集系統(tǒng)還可以實時監(jiān)控每戶業(yè)主電量余額，并會通過系統(tǒng)及時向業(yè)主發(fā)出欠費提醒。三、 避免拖欠電費情況，減少用電糾紛產(chǎn)生。業(yè)主家安裝上智能電表后，所交電費使用殆盡時，電表就會根據(jù)在滿足一定的信用額度之后自動斷電。用戶只需要重新交費就可

3、以迅速開通，不影響用戶的正常用電，更不會產(chǎn)生拖欠電費的情況，避免了電力部門與業(yè)主之間因催交拖欠電費而引起的糾紛。對于空置房屋的業(yè)主，不能及時知曉家里已經(jīng)欠電費或者欠電費超過了交費的時限，使用智能電表后，電費用完會自動斷電，避免了違約金的產(chǎn)生，節(jié)能的同時也幫助業(yè)主減少了不必要的麻煩。四、 具備雙向計量功能。支持清潔能源發(fā)展智能電能表還具備雙向計量的功能，除了可以記錄進入用戶的電量外，還可以記錄用戶向電網(wǎng)提供的電量。如果用戶自己建有風能、太陽能等分布式清潔能源發(fā)電設施，當所發(fā)電力用不完時，可實現(xiàn)多余電量向電網(wǎng)輸送的功能，從而達到節(jié)能環(huán)保和提高用戶經(jīng)濟效益的目的。智能電網(wǎng)作為美國總統(tǒng)奧巴馬經(jīng)濟刺激方

4、案的重要項目之一，幾乎在一夜之間“成名”，而且美國還為此制定了35億美元規(guī)模的預算。5月21日，國家電網(wǎng)公司總經(jīng)理劉振亞在“2009特高壓輸電技術國際會議上”指出：“國家電網(wǎng)將立足自主創(chuàng)新，加快建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有信息化、數(shù)字化、自動化、互動化特征的統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)?！边@是此前一直保持緘默的國家電網(wǎng)首次正面對智能電網(wǎng)作出回應。智能電網(wǎng)首先應當是一個堅強的電網(wǎng)，堅強是智能電網(wǎng)的基礎，智能是堅強電網(wǎng)充分發(fā)揮作用的關鍵。中國電網(wǎng)的目標就是要建設堅強智能、堅強可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的現(xiàn)代電網(wǎng)。國家電網(wǎng)將按照統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標準、試點先行、整體推進的原

5、則，在加快建設由1000千伏交流和800千伏、1000千伏直流構成的特高壓骨干網(wǎng)架，實現(xiàn)各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的同時，圍繞發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度等主要環(huán)節(jié)和信息化建設等方面，分階段推進堅強智能電網(wǎng)發(fā)展。到2020年，將全面建成統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)，使電網(wǎng)的資源配置能力、安全穩(wěn)定水平以及電網(wǎng)與電源和用戶之間的互動性得到顯著提高。堅強智能電網(wǎng)以堅強網(wǎng)架為基礎，以通信信息平臺為支撐，以智能控制為手段，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務流”的高度一體化融合，是堅強可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的現(xiàn)代電網(wǎng)。而國外的智能

6、電網(wǎng)側重在配電和用戶側，重點研發(fā)可再生能源和分布式電源并網(wǎng)技術，電動汽車與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運行技術以及電網(wǎng)與用戶的雙向互動技術?！备鶕?jù)預計，2020年中國可再生能源裝機將達到5.7億千瓦，占總裝機容量的35%，每年可減少煤炭消耗4.7億噸標準煤，減排二氧化碳13.8億噸。其中，風能、太陽能等非水電的可再生能源比例將大大提高，而這些間歇性可再生能源的大規(guī)模利用將對傳統(tǒng)電網(wǎng)提出挑戰(zhàn)，而智能電網(wǎng)將可以很好地解決此問題。對此，智能電網(wǎng)不會改變傳統(tǒng)電網(wǎng)的形態(tài)，不可能改變電力系統(tǒng)運行規(guī)律和基本理論，只會在傳統(tǒng)電網(wǎng)安全、經(jīng)濟的基礎上更清潔、高效。堅強智能電網(wǎng)的主要作用表現(xiàn)為，通過建設堅強智能電網(wǎng)，提高電網(wǎng)大范圍優(yōu)化

7、配置資源能力，實現(xiàn)電力遠距離、大規(guī)模輸送，滿足經(jīng)濟快速發(fā)展對電力的需求。通過建設堅強智能電網(wǎng)，將實現(xiàn)可再生能源集約化開發(fā)、大規(guī)模、遠距離輸送和高效利用，改善能源結構。此外，通過建設堅強智能電網(wǎng)，可實現(xiàn)各類集中、分布式電源、儲能裝置和用電設施并網(wǎng)接入標準化和電網(wǎng)運行控制智能化，提高電力系統(tǒng)資產(chǎn)的運營效益和全社會的能源效率。國家電網(wǎng)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略研究對發(fā)展智能電網(wǎng)提出了框架性的發(fā)展目標，國家電網(wǎng)公司將分三個階段推進堅強智能電網(wǎng)建設。2009年2010年是規(guī)劃試點階段，重點開展堅強智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，制定技術和管理標準，開展關鍵技術研發(fā)和設備研制，開展各環(huán)節(jié)的試點;2011年2015年是全面建設階段，將

8、加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設，初步形成智能電網(wǎng)運行控制和互動服務體系，關鍵技術和裝備實現(xiàn)重大突破和廣泛應用;2016年2020年是引領提升階段，將全面建成統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)，技術和裝備達到國際先進水平。屆時，電網(wǎng)優(yōu)化配置資源能力將大幅提升，清潔能源裝機比例達到35%，分布式電源實現(xiàn)“即插即用”，智能電表普及應用智能電表的現(xiàn)狀目前,國內(nèi)智能電度表從結構上大致可分為機電一體式和全電子式兩大類。機電一體式,即在原機械式電度表上附加一定的部件,使其既完成所需功能,又降低造價且易于安裝,一般而言其設計方案是在不破壞現(xiàn)行計量表原有物理結構,不改變其國家計量標準的基礎上加裝傳感裝置變成在機械計度的同時亦有

9、電脈沖輸出的智能表,使電子記數(shù)與機械記數(shù)同步,其計量精度一般不低于機械計度式計量表。這種設計方案采用原有感應式表的成熟技術,多用于老表改造。全電子式則從計量到數(shù)據(jù)處理都采用以集成電路為核心的電子器件,從而取消了電表上長期使用的機械部件,與機電一體化電度表相比具有電表體積減小,可靠性增加,更加精確,耗電減少,并且生產(chǎn)工藝大大改善,不必只在原有意義上的專業(yè)電度表廠生產(chǎn)等優(yōu)越性,最終會取代帶有機械部件的計量表。傳統(tǒng)的電表可以分為單向機電式，單向電子式，多向機電式，多向電子式。從2007 年開始，到預期的2011 年，各種電表在實際使用中所占的比例如圖1所示：而電度表作為電費收取的計量依據(jù),涉及到一個

10、抄表問題,因此有必要從電度表的抄表方式進行分類。從現(xiàn)行技術來看主要有IC 卡式,遠傳抄表式。智能電表的發(fā)展方向隨著智能電表的使用越來越廣泛，對我們的生活也產(chǎn)生了越來越多的有利影響，同時也在潛移默化的改變著我們的生活。根據(jù)中國電網(wǎng)提出了總體規(guī)劃，并總結我國10 年來電網(wǎng)電表的發(fā)展，我們可以得出圖2 中顯示的結論：要實現(xiàn)電表集中自動抄表,其前提是電表需首先實現(xiàn)智能化,這樣才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)出戶,以達到集中抄表的目的,目前國內(nèi)外常見的應用于集中抄表的電表有以下幾種形式。1.機電結合的電度表第一類機電結合的電度表,是在原有的機械表的基礎上,加裝電子式計數(shù)裝置和相應的控制、通訊電路,或加上IC 卡讀寫接口以實

11、現(xiàn)自動計量計費和控制;其基本結構是在原有機械電度表的轉盤上打孔或涂(貼)上能吸收光線的材料,通過光電轉換,將機械轉盤的轉動變換成電脈沖信號,再進行相應的計數(shù)處理。這類電度表由于其計量原理沒有改動,其計量精度和特性與機械表完全一樣,而成本相對較高,其優(yōu)勢在于能充分利用現(xiàn)已安裝使用中的大量的機械電度表,且其計量原理為大眾所熟悉而容易接受。另一類機電結合的電度表則是采用電子式計量電路在獲得數(shù)字式脈沖信號后,通過微型電機驅動字碼轉輪得到電能計數(shù)值,這種結構是最簡潔可行的電子式電度表的方案,但遺憾的是其對計量電路的要求較高,即要求所有的表都按一個固定的比例將電能值轉換為對應數(shù)量的數(shù)字脈沖,才能按正確的速

12、度驅動微電機以轉動字輪。這個比例就是所謂的電表常數(shù)(imp/kWh),由于電路中所用的決定脈沖速度的定時元件大都是參數(shù)離散性較大的阻容元件,為了保證電度表的計量精度和產(chǎn)品的一致性,就必須在生產(chǎn)過程中加強對元件的篩選和對半成品的調(diào)校,也就是說要增加相應的人力物力的投入并要延長生產(chǎn)周期,從而使電度表的生產(chǎn)費用和成本有所增加。另外這種結構的電度表在數(shù)據(jù)收集和用戶繳費方式上與老式的機械表沒什么區(qū)別,應屬淘汰產(chǎn)品。2.全電子式電度表全電子式電度表則是當今國內(nèi)最先進的一類電度表,其采用先進的單片機技術和專門設計的電能測量集成電路,具有計量精度高、可防止竊電、自身損耗低和可靠性高等特點。其中的一些型號還具有

13、復式計費功能。由于此類電度表的用電量數(shù)據(jù)已經(jīng)數(shù)字化,可以很方便地與各種數(shù)據(jù)收集傳送電路配合組成自動計量計費的系統(tǒng),是現(xiàn)行家用電度表的換代產(chǎn)品,該類產(chǎn)品的大量使用將節(jié)省供電部門大量的抄表計算工作,并能及時回收電費(先付費后用電),具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。3.無線抄表無線抄表是利用空間的無線信道實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的,這樣的抄表方式毋須置疑是最為簡單、方便的抄表模式,甚至在最近建設部某通訊規(guī)約的討論稿中也初定了三表無線抄表使用的無線電頻點,但無線數(shù)據(jù)傳輸存在著在建筑物對無線電信號的反射、吸收等作用下,信號傳輸不穩(wěn)定的問題,另外表具安裝位置、空間抗擾等也對其穩(wěn)定工作有較大影響,同時無線電表產(chǎn)品自身也存

14、在功耗等問題,因此該模式概念上雖然都很好,但真正大面積推廣應用還有相當?shù)臍v程。舊的事物消亡,新的事物產(chǎn)生,是辯證唯物主義發(fā)展觀中事物發(fā)展規(guī)律必然趨勢,同樣智能電表的發(fā)展是也是隨著科學技術的不斷進步而必然前進的,市場的需求也進一步推動了該產(chǎn)業(yè)的進步,因此,無論各地的用水管理部門還是智能電表生產(chǎn)廠家,都迫切需要有一個規(guī)范化的標準,以使目前的電表行業(yè)早日步入規(guī)范化、標準化的發(fā)展道路。根據(jù)題目要求，在具體完成設計要求的同時，我們還需要注意一下幾個因素。1.以集成電路設計為基礎，完成一個實用的系統(tǒng)。2.必須考慮其成本的可接受范圍。3.必須考慮電表的安全性。1.成本問題針對成本問題，我們在設計系統(tǒng)時考慮了

15、幾種方案，第一種方案：傳輸部件使用電力線載波通訊模塊，發(fā)送端用單片機來充當發(fā)送控制部件，接收端以邏輯寄存電路為接收部件。邏輯寄存電路芯片采用74LS195。但是，設計中遇到了諸如：如何使接收部件能正確同步接收發(fā)送端送來的數(shù)據(jù)，并過濾出本地制的有效數(shù)據(jù)等問題。且經(jīng)過市場調(diào)查，成本較高，遂放棄。第二種方案：采用遙控收發(fā)模塊。這是一個性價比很高的設計方案?？墒强紤]到電磁污染、本專業(yè)對紅外線遙控技術缺乏深入地學習等因素，將其作為備選方案。第三種方案：即現(xiàn)行方案。使用電力線載波通訊模塊為傳輸部件，發(fā)送端和接收端都以單片機為控制部件。這種設計方案做出的系統(tǒng)，成本合理，可控性強大，完全能夠滿足題目提出的功能要求。 現(xiàn)將該方案設計思想介紹如下：系統(tǒng)設計以單片機為設計核心，用它來控制告警信號的采集發(fā)送和接收；電力線載波通訊模塊為傳輸部件，負責警報信號的傳輸，設計的最終目的是實現(xiàn)IC電表欠費的預報警。在計算機測控系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通訊主要采用異步串行通訊方式，本設計也不例外。根據(jù)系統(tǒng)要求傳輸速率地，傳輸距離短，和采用電力線載波通訊模塊傳輸?shù)奶攸c，設計中采用TTL電平傳輸數(shù)據(jù)的方式。系統(tǒng)主要包括發(fā)送，接收電路的設計。發(fā)送部分單片機接收8路光電信號，實現(xiàn)IC電表警報信號的采集和傳送。接收部分單片機對警報信號進行過