智能电表是智能电网建设的砖石，你知道吗？

2023-05-06

智能电网基于集成的高速双向通信网络。 环保，使用安全，运行高效。 智能电表是智能电网的基石，也是千家万户重要的信息中转站。 它已经远远超出了简单的计量功能。 在智能电网的发展中，智能电表将获得较大的发展空间。

一、什么是智能电表

智能电表()是一种新型的全电子式电表，具有电能计量、实时监测、自动控制、信息交互和数据处理等功能。智能电表是智能电网数据采集的重要基础设备（尤其是智能配电网）。 信息集成、分析优化和信息展示的基础，从而提高电力企业的运行效率，促进节能减排，增强电力系统的稳定性。

智能电表与传统电表的不同之处在于它是双向实时通信，具有交互功能，可以提供实时数据，为实行阶梯电价提供了可能。 因此，智能电表的设计强调更强的信息处理、交互、测量和通信能力，而这些指标在国家电网公司公布的智能电网标准中也有详细规定。

智能电表将改变以往人工抄表的历史，工作人员只需轻点鼠标，即可掌握用户用电量。 对于用户来说，使用起来会更加方便。 用户可以提前在电表中预存一定的电费，这样就不用长时间跑到银行或营业厅了。 此外，用户还可以定期从银行直接转账到电表。 通过信息交互功能，用户可以一目了然地了解家中的用电量情况。 当仪表内余额低于一定值时，仪表会提醒用户及时缴费。

2、智能电表的重要应用

一、结算与核算

通过智能电表可以实现准确、实时的费用结算信息处理，简化了以往复杂的账务处理流程。 在电力市场环境下，调度员可以更及时、更方便地切换能源零售商，未来甚至可以实现全自动切换。 同时，用户也可以获得更准确、更及时的能耗信息和账务信息。

2.优化分布式能源配置

分布式能源及配电网并网运行还存在诸多问题。 供电企业通过智能电表对配电系统进行实时监测、控制和调节，掌握分布式电源的特点及其与电网运行的相互作用，优化分布式能源配置，实现最经济、最安全的输配电。将电能输送给终端用户，提高电网运行的可靠性和能源利用效率。 智能电表的使用可以帮助人们优先使用风能、太阳能等新能源。 通过智能电表的实时数据采集和计量，可以制定更准确的负荷预测，指导新能源的优化调度。 美国夏威夷大学开发的配电管理系统平台，以智能电表为门户站，集成需求响应、住宅节​​能自动化、分布式电源优化管理等功能，实现配电系统的协调控制以及主电网中的新能源系统。 1].

3. 配电网状态估计

目前，配电网侧的潮流分布信息通常非常不准确，主要是因为这些信息是根据变电站高压侧的网络模型、负荷估算和测量信息综合处理得到的。 通过在用户侧增加测量节点，可以获得更准确的负荷和网损信息，从而避免电力设备过载和电能质量恶化。 通过集成大量的测量数据，可以实现未知状态的预测和测量数据准确性的验证。

4、提供故障分析依据

供电企业可以通过智能电表实时监测用户用电量，实现异常状态在线分析、动态跟踪和自动控制，提高供电可靠性，有助于实现配电网元件、电能表和用户设备的预防性维护。 发生故障时，可通过智能电表查询异常用电记录，为故障分析提供可靠的实时数据。 例如，它检测电力电子设备故障和接地故障引起的电压波形畸变、谐波和不平衡。 测量数据还可以帮助电网和用户分析电网组件故障和网络损失。

5.用户能源管理

通过智能电表提供的信息，可以在其上构建用户能源管理系统，为不同用户（住宅用户、商业用户、工业用户等）提供能源管理服务，同时尽可能降低能源消耗尽可能达到减排的目的。 有些市民习惯长期开着热水器，晚上睡觉时不关电视电源开关。 通过按时间查看用电量，市民可以了解这些电器在插上电源但未使用时的耗电量。

为用户提供实时用电数据，促进用户调整用电习惯，及时发现设备故障导致的用电异常。 基于智能电表提供的技术，电力公司、设备供应商和其他市场参与者可以为用户提供新的产品和服务，如不同类型的分时上网电价、回购电价合同、现货电价电价合同等。智能电表可以准确测量洗衣机、冰箱、微波炉等个人电器的用电量。 “用电量*价格”功能可以提醒居民，某家电在一定时间内属于高耗能电器。

6、智能家电控制

智能电能表具有与智能家电的通讯控制功能，将成为未来遥控家电普及的“敲门砖”。 智能电能表根据实时电价，通过设置参数实现对家用电器的启停控制，降低用电高峰负荷，增加低用电负荷。 可以减少用电设备的使用时间，达到节约用电成本的目的，同时有利于电网的削峰填谷。 居民在家中安装“智能交互终端”设备，与家中的每一件电器相连，通过互联网即可对家中的电器进行监控。

7.支付更方便

使用一卡通缴电费的市民，经常会在电力部门发出欠费提醒时，发现卡内没有钱或余额不足扣款。 低压用户信息采集系统建设完成后，系统可以实时监控每户用电量多少，卡内剩余多少钱。 当市民卡内缴纳的电费即将用完时，电力部门会及时向市民发送短信，提醒市民避免欠费。 经常出差的市民往往不知道自己家已经欠电费或欠费已超过缴费期限，从而导致滞纳金。 使用智能电表后，电表会根据用户与电力行业部门约定的条件自动断电，再次扣费后可快速开通，无滞纳金。

8.加载遥控器

通过智能电表可以实现负荷的整体接通和断开，还可以对部分用户进行控制，配合调度部门实现用电控制； 同时，用户还可以通过可控开关实现对特定负载的远程控制。

9、违法用电检测

智能电表可以检测电表箱打开、接线变化、电表软件更新等事件，及时发现窃电行为。 对于窃电高发地区，通过主表数据与下级所有表表数据的比对，也可以及时发现潜在的窃电行为。

随着信息时代的进步和技术的发展，智能电表是智能电网的神经末梢。 在不久的将来，智能电表将在信息社会发挥更大的作用，具有更广阔的应用前景。

三、智能电表技术发展趋势

目前，智能电表的智能化主要体现在抄表和缴费的便利性上，距离真正的智能电表还有很长的路要走。 用一些业内人士的话说，目前国内的智能电表只能称为电子电表，不能称为智能电表。 智能电表最大的特点是交互，即用户与供电企业之间的信息交互。 信息交互的关键是管理。 管理更方便、人性化。 人性化管理需要芯片具有更强的信息处理能力。 智能电表的发展必须采用高级计量系统（AMI），必须遵循模块化、网络化和系统化的方向。

1、采用先进计量系统（AMI）

智能电表还将超越高级计量基础设施 (AMI) 的采用，成为未来家庭局域网 (HAN) 的一部分。 AMI是指采用多种通信方式将客户表计数据传回控制中心，通过双向通信实现远程数据读取、提供、设置和控制等多种功能的技术。 AMI除了改善传统人工抄表不经济、不准确、不实时的缺点外，还具有多种功能，如：支持多种电价，为用户提供能源使用信息，引导自发节能，支持为用户传输信号负载控制，自动响应电价变化，支持故障检测和远程开/关管理，提高负荷预测，用户电能质量管理等。

与传统机械仪表相比，AMI的优势在于具有双向通讯功能。 因此，AMI可以连接用电、发电甚至储能系统等多方，相互通信，协助电网向电力系统的高速公路发展，实现随上随下的功能。 因此，AMI的主要优势在于促进节能减碳目标的实现，提高供电质量，提升经济效益。 因此，它可以为国家、电力行业和电力用户提供各种好处。

在国家层面，AMI可以促进可再生能源的需求侧管理和并网，从而帮助国家实现节能减碳的政策目标。 针对电力行业，AMI可提供负荷控制通信功能，快速测量诊断电能质量，实现电网自愈功能（self-），改善供电质量； 错峰畅通，缓解新建电厂压力； 同时，更容易获取用户的用电量数据，因此可以提供更多的创新服务[2]。 最后，在用户端，AMI可以配合显示屏，实现用电信息透明化，让用户掌握更多信息，进行能源管理； 加强用户与电力系统的灵活互动，用户可以同时充当发电者和消费者的角色，为电力市场的良性运行做出贡献。

2、模块化

智能电表的功能模块化设计具有以下优点：一是只需更换部分功能模块即可实现电能表的升级，无需更换整个电能表，摆脱了传统电能表设计的束缚。 . 由此带来的批量替换和淘汰，甚至是整个系统需要重构的厄运； 二是由于功能的模块化和结构的标准化，供电管理部门在采购电能表产品时不必过分依赖某家电能表生产企业，为标准化研究和标准化提供了可能。开发电能表； 三是通过现场或远程升级更换故障模块的方式，提高了可维护性，节省了维护成本。

3. 网络

联网可实现对各种场合电能数据的实时采样和存储，并通过有线或无线网络传输将信息实时或非实时传输至用电信息管理系统，实现供用通过数据共享和分析，电力管理部门对异地用电信息进行实时或非实时测量和监控。 通过组网，可以将智能电表的部分功能从接入层上移到网络层和数据管理平台层，通过数据共享和综合分析实现智能电表的功能，简化智能电表的设计。 目前可用的通信网络有：电力线载波（PLC）网络、光纤和同轴电缆（HFC）网络、固定电话（PSTN）网络、无线移动（GSM/GPRS/CDMA）网络。 近日，国家电网公司与中国电信集团公司在京签署战略合作框架协议。 双方将在电网、通信等领域开展合作，重点联合建设电力光纤到户项目，共同推进坚强智能电网建设。 电力光纤入户工程在技术上实现了一次施工、一条通道，一次性解决了有线入户问题，可替代电力线、网线、电话线、有线电视等多条线路的多次施工。过去[3]。 三网融合的目的是资源共享，为电能信息数据的传输提供稳定、可靠、低成本的数据传输通道和网络，为智能电表的网络化和系统化奠定网络基础并实现自动复制。

4.系统化

系统化是综合利用成熟的计算机技术和电力系统自动化技术，在数据管控平台上实现海量用电数据的有效分析、处理和管理。 在网络化、系统化的推动下，用电信息管理系统可以向分布式、开放化方向发展，使用电信息管理功能扩展更加灵活，性能不断提高，使用更加便捷。

四、智能电表的发展前景

一、国内市场前景

目前，北京、上海等一线城市已开始试点使用。 福州已开始对三个社区近25.7万户进行智能电网改造，首批3000户家庭开始正式使用智能电表。 2010年，25.7万户试点用户全部使用智能电表。 2010年底前，南京市免费完成首批102万只智能电表改造，改造工作将在5年内完成。

从机械表到电子表，再到现在的智能表，产品升级是当前的市场需求，也是企业发展的方向。 上个世纪，家用电表基本都是机械表，每只表的价格一般在30-40元。 2000年前后逐渐被电子表取代，价格略有上涨，约50、60元一个。 现在的智能电表技术含量提高了，价格比电子电表翻了一番，每只100元以上。

电表市场巨大，如果全面安装智能电表，市场规模将相当可观。 自 2009 年以来，智能电表的安装数量经历了两位数的增长。 2009年，智能电表装机量达到7600万只。 2015年预计达到2.12亿。 国内产业将面临每年50亿元以上规模的市场，这将对智能电表厂商产生巨大的推动作用。 智能电表厂商将成为充分受益于智能电网建设的排头兵。

2、国际市场前景

未来五年，欧洲和北美仍将是主要市场，而以中国大陆为带动的亚洲将是增长潜力最大的地区。 欧洲和日本制定了到 2020 年智能电表普及率达到 80% 的目标。预计全球出货量将从 2008 年的几百万台增长到 2014 年的约 5000 万台，复合年增长率 (CAGR) 为 48%。

西班牙三大电力公司几乎垄断了整个电力市场份额（占比40%以上，占比30%以上，Union占比10%以上，其他占比4%左右），客户超过2000万. 西班牙政府于2007年8月颁布相关法律，要求到2014年所有经销商都拥有先进的电表管理（AMM）操作系统，到2018年所有机械电表全部更换为智能电表，能够实现有功/无功功率计量、最大需量测量、用电负荷特性采集、电量管理、分时计费、远程抄表、远程断电/供电、远程编程等功能。

法国政府正在将电力消费者使用智能电表写入法律。 2006年，法国电力管理部门提出了三个里程碑计划：到2012年1月，所有安装的电表必须是智能电表； 到2014年底，50%的电表必须连接到AMM系统； 到2016年底，95%的电表必须接入AMM系统。 2006 年，法国配电公司（ERDF）主导了一项服务于电力公司和技术需求的研发项目，并计划在 2010 年至 2017 年间将所有 3300 万个电表更换为智能电表。 正在开展一项大规模的30万个智能电表试点工作，主要采用PLC通讯。

五、推动智能电表发展

1、加大技术创新力度

目前，我国智能电表的核心技术过于依赖进口。 为推动我国智能电网可持续发展，一是构建智能电表一体化研究机制，加大技术创新力度，攻克芯片、电解电容、液晶显示器、双向通信安全与控制等核心技术和高端技术； 二是深入分析我国智能电表产业在国际市场的优势和劣势，圈定智能电表广域利用通信技术、智能电表近距离接入通信技术等重点项目领域，制定国际标准路图积极争取国际标准的话语权。

充分利用中国电科院、国网电科院等科研单位在电力系统技术研发过程中积累的经验，积极借鉴国内龙头企业和科研机构的成熟技术广泛搭建合作平台，加快共性技术和关键技术开发。 实地研究课题。 明确研发重点。 近期，根据我国电网发展特点和规律，重点在控制芯片、复杂工况可靠性、通信接口兼容性等领域进行研究，掌握电网核心技术。尽快实现智能电表[4]。 加大现有电表技术改造研究投入，兼顾功能需求和研发生产成本，提高智能电表生产企业的经济效益。

2、提升智能电表产业化运营能力

首先，加快智能电表行业人才培养。 智能电表是一个跨行业的行业，需要跨专业、跨行业的人才。 其次，加强电工产品入网技术监管，明确功能要求和工艺标准，从市场需求出发，加强标准化设计，统一标准，尽快实现科学的产业化布局。 第三，确定阶段性推广目标。 充分考虑各阶段财务负担和经营风险，统筹产业链各环节发展目标，突出阶段重点，扎实稳妥实现产业发展战略目标.

3、实施用户侧能源管理项目

一是加大能源管理系统研发力度，探讨能源管理系统要求的用户侧新型用电规范，丰富用户可获得的能源优化服务种类； 其次，政府和电力企业要创造条件，整合环境。 为用户提供详细的能源供需信息，推动用户从单纯的“能源消费主体”向“能源管理主体”转变，主动选择最优能源消费方式。

4、注重推广普及

以家庭用户为试点对象，围绕用电量可视化、峰谷电价设定、根据气温变化设定分时电价等，开展智能电表试点应用，试点经验将及时总结。 根据试点成本效益分析，逐步提高智能电表的使用率，逐步普及智能电表。

六，结论

当前，国外智能电表的大规模推广，为全球电表行业的发展注入了新的活力。 国家电网公司建设统一坚强智能电网的规划电箱能耗管理系统，也给国内计量用电信息采集设备和系统的发展带来了前所未有的机遇。 随着智能电网建设步伐的加快，国内厂商将在智能电表领域掀起新一轮的研究和推广热潮。 各种新材料、新技术、新工艺的采用，也将大大提高国内计量设备的整体水平，从而为我国智能电网的发展提供强有力的技术保障。 此外，要广泛宣传智能电网建设产生的良好社会效益和经济效益，政府有关部门要提高对智能电表及其发展意义的认识，积极争取财税政策和产业政策的支持。

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2020年5月29日，山西省运城市盐湖公园旁220kV三银线62号铁塔一组4G+5G基站成功开通，标志着国家进入电网运城供电公司与中国移动运城分公司首次合作的铁塔5G基站项目顺利实施。

铁塔上附着的基站设备高度为20米，可实现运城市盐湖公园及附近2000户居民5G移动信号全覆盖。 6月20日，公司在距离62号铁塔1公里的220kV银平线087号铁塔上成功完成了一组5G基站的挂接调试，实现了5G基站的成功复制。试点模式。

创造新商业模式，培育增长点

2020年以来，国网运城供电公司大力实施创新驱动，探索与地方通信运营商合作，建设铁塔租赁、变电站资源丰富利用等多种形式的创新社区，实现提质增效、共赢。 ——合作共赢，共同发展。 .

针对5G建设新需求，运城公司在10kV铁塔附光缆租赁业务的基础上，整合辖区35kV及以上电力基础设施资源，筛选出5G基站建设需求，通过塔的坐标匹配。 在106铁塔开展5G基站设备附件租赁业务。

同时，瞄准通信运营商数据汇聚机房建设的新市场，尝试利用变电站丰富的资源，与通信运营商合作开展多站融合数据汇聚机房建设业务。 目前，运城市首座多站融合数据汇聚机房已建成投产，也是全省首座具备多站融合数据中心功能的汇聚机房。

机房利用运城220kV三家庄变2#变电站的备用容量作为机房供电，利用生活区空置房屋作为机房建筑。 基础设施建设成本大幅降低。

建立强化管控新机制

新格式需要新机制。

运城公司在开拓市场的同时，制定了一套科学、规范的管理模式，从源头上规范基础电力资源的商业化经营管理。 先后制定了《国网运城供电公司关于加快推进电力基础资源商业化运行的实施方案》，成立了专门的“业务开发”工作弹性小组； 建立了杆塔运行联动协调的“双向闭环”管控机制； 统一编制基础资源对外运营业务方案，明确各方责任接口； 制定《运营工作管理办法（试行）》和《资源共享业务运营流程与规范（试行）》，明确业务受理、调研评估、业务对接等10个重点业务环节的重点工作，促进协同协同运营的高效运作。

在加强运营管控的同时，继续加强安全风险管控，制定基础资源商业化运营工作票“双发”制度； 编制《资源共享设备日常运维管理办法（试行）》，规避运维风险，明确责任接口； 完善《固定资产对外经营合同管理制度》，降低经营管理风险，明确支付方式、项目实施、租赁变更、后期维护等事项的具体约定。 编制《5G基站典型用电方案》，促进用户安全便捷用电； 修订完善相关财务管理制度，规范基础资源业务“收支管理”。

应用新技术提高质量和有效性

为进一步提高基础电力资源运行管理的质量和效果，运城公司在深化配电应用的基础上，在全省率先开发了“基础资源共享移动管控APP”网络智能管控平台运城能耗管理系统，实现基础资源在线实时运行。 控制。

通信运营商、供电企业的运维维修人员在工作时只需用手机扫描挂在塔体上的“二维码”身份证，就可以清楚地了解所有附属光缆的电信运行情况租用的塔楼。 供应商信息和设备状况对缩短维修时间有积极影响。 APP解决了附着光缆信息现场存在实物，系统无台账的问题，实现了附着光缆现场的智能化、数字化精益管理，大大提高了质量和效率。基本资源操作。

截至目前，运城供电公司已商业运营10kV低压杆塔约6.7万座、35kV及以上杆塔106座，拟建设多站数据融合中心46座，实现利润485.94万元. 项目全部投产后，将为运城公司每年增加售电量约18万度，增加营业收入近1000万元，为通信运营商节省建设投资近4000万元。

下一步，运城供电公司将继续加快推进电力和通信基础设施共建共享、新型数字基础设施建设和新兴产业升级迭代，不断培育新动能，开拓新领域，推动公司高质量可持续发展。 国际领先的中国特色能源互联网企业将贡献力量。 （张格林、崔树平、冉勇）