智能电表技术

智能电表技术（精选7篇）

智能电表技术 篇1

0 引言

在现代窃电行为较为严重的社会环境中, 加大科技投入防止居民窃电行为的产生成为政府部门的一项重要任务, 职能防窃电表的应用将会从根源上彻底解决偷电漏电行为的产生, 并能形成良好的社会文明风气与巨大的社会经济效益。在我国现有电表总量可高达两亿余只, 新的电表也在不断增加, 因此, 推广普及防窃电表的应用变得更加紧迫。

1 几种传统的防止窃电行为的措施

1) 电压钩的脱开。一般的单相或三相四线电能表的电压钩在接线盒内, 居民只要将电压钩移开, 电表的计量器将无法正常运转, 最简单的办法就是将电压钩移动到表壳内。

2) 电流回点短接与跨接会使电子走慢, 为判断是否有窃电行为的发生可以检测火线与零线的字数是否均衡。

3) 电流回路反接不仅不会使转子向前而且会导致电表字数的反走, 判断是否存在着窃电行为, 像上面说的一样, 通过判断或相与零线的走字来衡量。

4) 通过电子表加以查询, 电子表不仅可以将电量计入正方向, 而且还会记录下反方向的电量, 从而为电力管理人员提供参照依据。虽然这种方法可以加强对窃电行为的查处, 但这只是一种事后炮, 不能防止类似事情的再次发生。

2 智能防窃电表的应用与工作原理

电表正朝着多功能与高精确的方向发展, 智能电表的使用可以使数据的计量更加准确, 效率更加高效。其中智能电表中芯片的程序设置不仅具有对用电量的记录的功能, 而且还具有对用电设备的单位需求用电量进行评估, 以及复合计量管理与时间管理等多项纪录功能, 一旦窃电行为发生时可以对电表中的各项数据进行全面的记录, 保证了电力公司工作人员的查询备案。当然它的主要功能还在于它对窃电行为的预警机制, 当窃电者试图对电表进行改动时发出警告, 当警告装置对窃电者的行为认定无效时, 会对改动后的电表丢失的数据进行备案记录, 并在显示屏的相应位置显示。对于超出一定时间段的用户会进行自动停电方案。在全新的智能防窃电电表中通常设置有防窃电的自动保护软件, 当窃电行为发生之后, 电表会自动启动该应用程序, 并发出报警信号, 及时地将违法行为的地址及详细信息传回到电力公司总部及地区负责人。在MSP430FE42X系列单片机中可以将计量模块直接嵌入在MSP430十六位单片机内部, 这样一来就相当于把一个电用计量芯片与一个MCU结合在一起, 从而也就使得单相机电表变得更加轻便简洁, 造价成本也进一步降低。

智能电表是如何做到在电表发生窃电行为时对数据的检测的呢?其工作原理是, 当窃电行为发生时, 电表会按照智能芯片发出的指令进行工作, 在芯片中应用程序会自动防止窃电者的行为, 像下面所列举的对电表硬件设施的更改, 如切断导线的连接, 这样主电压归零。窃电者可能会附加二极管、电容、电阻等期间或多种期间的组合来干扰主电压的正常运行。再一种就是窃电者企图通过附加元器件来改变主电压的特征。在其运行方案中电表工作软件的启用自身也会产生一定的电力需求, 因此在设置中通常有独立的电池或相应的供电装置, 在电力供应中一般来讲主要有两部分组成, 其一就是有火线与零线的主电压提供电源;第二点就是在内设的CT的作用下, 窃电者窃取电源时仍能保持电能表的正常工作, 因此来进行防窃电的测量。

此外, 电子智能芯片也具有更多的优势, 首先是它的集成度高, 从而也大大节省了电表所占的空间位置, 它的智能化设计也大大降低了故障率, 除此之外还具有节约成本的特点。从中可以看出智能电表相对于普通电表具有更多的技术优势与更大的便捷性。由于智能电表的设计方案不同于传统的没有防窃装置的简单测量电表, 同时也不再是仅仅用于测量火线电流信号与电能表进线端的电压信号, 它具有对各种窃电行为的有效防护措施, 因而不像传统简单的单项或三相电表那样, 即使是出现简单的窃电行为也是相当的无能为力。通常来讲一种科技进步的出现往往伴随着另一种技术性的突破, 因此在全新的防窃装置出现之后紧随而来的是另一种更为先进的窃电方式, 这种窃电装置对电表的流量进行更改的技术是利用传感器控制植入在电表内部的窃电软件进行窃电行为, 相对应的办法可能是利用防窃装置使之采取磁屏蔽措施, 利用电磁干扰装置对窃电线路进行有效干预, 首先可以使用金属外壳的电流互感装置, 以此来屏蔽电磁场对它的干扰, 或者可以在电表外壳的内壁上加设金属薄层来对整个电表的内部设施进行保护, 但是这种方法也大大增加了电表的体积重量, 并且在电磁环境中对电表本身也会产生许多的不利因素。

3 结语

智能电表的使用可以使数据的计量更加准确, 效率更加高效。智能电表中芯片的程序设置不仅具有对用电量的记录的功能, 而且还具有对用电设备的单位需求用电量进行评估以及复合计量管理与时间管理等多项记录功能。相信智能电表的应用会大大减少窃电行为的再次发生。

摘要：针对偷电漏电的行为, 采用先进的科学技术对用户的用电计量器械进行改进, 做好防窃电表的工作。智能防窃电表的应用将会从根源上彻底解决偷电漏电行为的产生。

关键词：智能电表,防窃,方式,现状

参考文献

[1]梁四民.浅析单相电能表防窃电技术[J].建材发展导向, 2011 (2) .

[2]贾友仁.具有高精度计费和防窃电功能的智能计量IC[J].集成电路应用, 2010 (11) .

[3]陈玉华, 张广川.一种带电流传感器的防窃电表箱[J].农村电工, 2010 (7) .

[4]鲁维德.新型微控制器在防窃电及计量电表中的应用[J].电源世界, 2009 (12) .

智能电表家用负荷识别技术综述 篇2

关键词：负荷识别技术,智能电表,聚类分析法,人工神经网络算法

负荷识别是智能电表的重要功能之一。目前,国内外开展了一系列关于智能电表的家用负荷识别技术的研究,基于家用负荷识别技术的电力系统的负荷识别已经成为一项十分重要而且基础的工作,是智能电网发展的一个基础[1]。目前,针对负荷识别技术的研究较多[2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14],但是因电器的种类繁多,工作状态复杂多样,需要不断地采集负荷的变化信息,因此很难找到一种算法来达到精确识别各个电器的目的。总的来说,非侵入式[13]的负荷识别方法正逐渐代替侵入式[14]的负荷识别方法。

本文从家用负荷识别需要的负荷特征入手,综述了广泛使用的几种非侵入式负荷识别方法。由于本文介绍的是贴近普通用户的家庭用电负荷识别,所以本文接下来的负荷指家庭用电负荷。

1 负荷特征

非入侵式负荷识别是基于负荷特征分析基础之上的[15],负荷特征给出了关于独立电器的运行状态。目前,对于负荷特征还没有一个准确的定义,只是在国外的一些文献中,对其做了一个粗略的定义,负荷特征指一个用电装置或者设备在操作中的电气行为[16]。根据电器状态改变的信息在其操作时是连续的还是仅表现在状态转移时期,非侵入式负荷特征分为稳态特征和暂态特征。

稳态特征可分为基频特征、谐波特征、直流特征[17],由于稳态特征易于通过采集和检测得到所以应用较多[18],而暂态特征主要应用在当稳态特征相似而无法识别的情况下,在文献[1]中就是采用了电器启动时的暂态波形来识别电气负荷的。

2 非侵入式负荷识别的几种方法

2.1 聚类分析法

聚类分析是一种数据划分或分组处理的重要手段和方法[2],是利用某种相似性度量的方法将数据组织成有意义的和有用的各组数据[19]。

1) K均值聚类算法。

该算法取定K类和选取k个初始聚类中心,按最小距离原则将各样本分配到K类中的某一类,之后不断地计算类心和调整各种样本的类别,最终使各样本到其判属类别中心的距离平方之和最小[19]。这种算法比较经典,简单快速,但该算法需要不断地进行样本分类调整,且需不断地计算调整后的新的聚类中心。因此,当数据量非常大时,算法的时间耗费是非常大的。因此需要对算法的时间复杂度进行分析、改进,提高算法应用范围。文献[3]根据寻找最优初值的思想提出了一种改进的K-means算法,改进的算法无需事先指定聚类中心,聚类效率也大大增加,但是对算法异常值仍不敏感。文献[4]中提出用图论的方法获取初始簇类中心,从而对K均值聚类算法进行改进,解决了K均值聚类算法对初始簇类中心敏感的问题,并通过实验分析证明改进后的算法能够得到较高且稳定的准确率。

2) 自适应模糊C均值聚类算法。

文献[2]中对原始模糊C均值聚类算法中的聚类数C进行了研究,在原始算法中融入新的聚类有效性函数,对算法进行了改进,通过动模实验数据的负荷分类实例,表明该方法可自动获取最佳分类数,且分类效果要好于原始算法。在文献[5]中介绍了模糊聚类算法的步骤并且针对聚类过程中的各项聚类指标对最后聚类结果的影响引入了加权标定方法。模糊C均值聚类算法在无监督的模式识别中应用最为广泛[6],传统的模糊C聚类分析方法要求预先确定聚类数目,但对于不同的数据集合很难确定聚类的种类个数,而聚类数C的不同,产生的效果就不同,基于自适应模糊C均值的算法是针对负荷识别中存在的负荷时变性问题提出的。文献[7]针对模糊C均值聚类算法对聚类数预先不可知的缺陷,提出了自适应的模糊C均值聚类算法,该算法利用已有的有效性函数自动确定聚类数目,继而进行模糊聚类,并用实验证明了该方法无需人工的干预,并且具有良好的有效性和可行性。自适应的模糊C均值聚类算法不依赖于任何的初始条件,可以自动获得聚类的数目,改良了原始模糊C均值聚类算法,但是该方法的加权指数只能以估计方法来得到,降低了负荷识别的准确度,加权处理的值是根据影响的灵敏度来确定的,所以这方法仍需进一步研究。目前,有一个新兴的聚类分析方法——谱聚类分析[20],该方法不需要事先知道聚类的数目,也可以被应用在负荷识别的实现上。

2.2 人工神经网络算法

文献[3]中开发了一个家庭用电负荷的实时识别与分析平台,是通过训练人工神经网络来实现负荷识别的。

人工神经网络算法的核心是人工神经网络权重系数的确定。文献[21]采用的是一个三层的神经网络;该系统提供了复杂性和响应时间之间的平衡,由输入神经元,隐神经元和输出神经元组成,且提供了调整权重的计算。

人工神经网络具有自学功能,可以按照一定的规则进行自主学习,具有快速寻找最优解的能力,有利于运算的快速实现。但是此方法很容易过拟合,有时候验证数据的误差会大于样本本身的误差,而且此外人工神经网络的训练时间过长,使得本该识别出的负荷不能被识别出来,而且此方法需要将采集的负荷数据进行预处理后才能使用,步骤较复杂。

基于此文献[8,9,10]对目前在人工神经网络算法中应用最为广泛的BP算法进行了改进。文献[8]中,在动量因子、隐层数目、学习步长及选择合适的参数避免陷入局部极小点方面进行了研究来改进BP算法;文献[9]提出了BP神经网络动态全参数自调整学习算法,又将其编制成计算机程序,使得隐层节点和学习速率的选取全部动态实现,减少了人为因素的干预,改善了学习速率和网络的适应能力;文献[10]提出了BP人工神经网络自适应学习算法,不仅加快了网络的收敛速度,而且可以优化网络的拓扑结构,从而增强了BP神经网络的适应能力。

3 负荷识别技术研究的意义及存在的问题

负荷识别在智能电网的发展中有着不可忽视的地位。对负荷识别技术的研究,一方面可增强人们对于自己家庭用电情况的了解,合理分配用电时间和用电量,减少自己的电力消费,同时减小用电峰谷差值,从而减少能源的浪费;另一方面,有利于电力部门的统筹规划,合理调整发电量,降低峰谷差值。

随着智能电表的应用,实时数据的采集更加方便,负荷识别的准确度也会大大提高。在今后的负荷识别的算法中,可能会将新的理论应用在负荷识别中,以提高负荷识别的准确度和实用性。在未来的一体化发展中,家庭用电可以与网络连接起来[22],只要有网络,用户就可以随时随地的了解自己的家庭用电情况。这样,人们可以根据家庭的用电情况与自己平时的用电行为相对比,从而分析家庭用电情况是否异常,并对自己家庭的电器实行远程监视与控制。

但是目前负荷识别的各种方法都还处于试验阶段,未能应用在实际当中。这是因为负荷识别的非侵入式方法对于软件和硬件的要求都非常高,而且现阶段的监测电力系统状态的仪器不能满足测量和采集数据的要求,因此,专家们还在不断的研究探索更实用的方法来将负荷识别付诸实际。

4 结语

在智能电表广泛应用的趋势下,负荷识别日益显得重要。本文简要分析了非侵入式负荷识别的负荷特征,在对国内外负荷识别的聚类分析法和人工神经网络算法进行分析的基础上,总结了各种负荷识别方法的不足,并对其改进方法进行了介绍。

浅谈智能电表室内检测技术的评估 篇3

1 电能表室内检测技术

对电能表进行相应的室内检测指的是依照相关的规章制度所确定的方法,采用一些高科技的精准设备对电能表进行的相关的试验检测,一般情况下要求最终检测的数据结果显示出电能表运转正常。在进行相关的试验检测时,设备、人员以及周围环境等因素都可以在一定程度上左右最终的检测结果,在对智能表进行相应的室内检测时,进行检测的工作人员要严格按照作业相关指导书以及规章流程等进行正确的检验操作,从而能够确保检验的水平。同时,还要采用相对应的审核标准,安排一些专业的技术人员在对检验过程中的每个细节都进行仔细、负责的检查工作,比如对周围的环境进行控制、数据的具体采样、选择哪种方案、对结果进行处理、上传得到的数据、准确使用相关的标识等。与此同时,还要求监督员与检验员都要对智能表最终的检验结果负责。但在实际的检验过程中,因为需要经历的环节繁多,且工作的形式比较单一、枯燥,很大程度上影响到了对智能表的检验。为了能够有效的将室内检验工作的效果发挥到最大,在室内检验过程中就需要合理规范人员的具体检验方法,进一步提高整个检验技术的有效性以及准确率。特别是在一些特殊功能上面的检验(譬如:反窃电、电费的预付等功能),需要工作人员更加细心、负责。可以控制整个软件中的参数的变化达到控制智能表的不同功能。伴随着国家电网水平的不断进步,智能表也时刻处在高速运转的状态下,这就使得对智能表在进行室内的检验时,技术环节的要求更多、更高,所面临的困难和细节问题也越多。就目前而言,智能表还没有得到大面积的推广和使用,进行室内检测的工作人员经验缺乏、具体的技术不熟练;进行检测的设备和技术也处在磨合阶段,也就是说,除了进行检测之外,对检测的技术做好相应的评估也是不可或缺的。

具体的检测方法如下:在对电能表进行常规的通电检查过程中,那些代表输出的信号灯要处于闪烁状态。显示的数字要正确、清晰。并且显示可以回零,具体的时间以及具体的内容要与标准状态对齐。电能表始终处于正常的基本功能状态。脉冲线上三种颜色(黄色、绿色以及红色),且不同颜色的线都带有三种颜色夹子。在进行室内检验的过程中,只是与实验表相连,要用黄、绿、红三种色线将第二、第三块表上的的电流通过回路短路起来,同时,拆除全部的电压线。具体如图1所示:

2 评估办法

2.1 对变幅值进行评估

对变幅值进行实验指的是在功率以及频率保持不变的条件下,以相同的改变幅度负向或者正向的不断改变相应的幅值,最后得到的数据结果也就类似与标准波形的实验变化结果。在功率以及幅值都一样的条件下,如果最终得到的标准波形内的数据为V0,同时,不确定的度显示为u0,算出来的幅值的变化率为k1(它可以是常数,还可以作为一种有关时间的函数)归化的测量数据显示为VA,不确定的度则是u A,定义式也就是我们提到的在变化率为k1时,具体的变幅值系数是多少,也就是:

很明显,在k1值始终一致的条件下,得到的α(k1)以及β(k1)就会越大,也就说明幅值的变化程度对智能表最终的数据结果影响越明显。

2.2 对变频率进行评估

在功率以及频率因数都保持一定的条件下,以相同的改变幅度负向或者正向的不断改变相应的幅值,最后得到的数据结果也就类似与标准波形的实验变化结果。这就是我们常说的变频实验。在功率以及幅值都一样的条件下,如果最终得到的标准波形内的数据为V0,同时,不确定的度显示为u0,算出来的幅值的变化率为k2(它可以是常数,还可以作为一种有关时间的函数),归一化的测量结果为VF,不确定的度则是u F,定义式也就是我们提到的在变化率为k2时,具体的变幅值系数是多少,也就是:

显然,在K2相同的条件下,得到的α(k2)以及β(k2)就会越大,也就说明频率的变化程度对智能表最终的数据结果影响越明显。

2.3 对变相角进行评估

在频率以及幅值保持不变的条件下,以相同的改变幅度负向或者正向的不断改变相应的功率因数,最后得到的数据结果也就类似与标准波形的实验变化结果。这就是变相角评估办法。在频率和幅值都一样的条件下,如果最终得到的标准波形内的数据为V0,不确定的度显示为u0,算出来的幅值的变化率为k3(它可以是常数,还可以作为一种有关时间的函数),归一化的测量结果为VP,不确定的度则是u P,定义式也就是我们提到的在变化率为k3时。也就是:

可以看到,在k3一定的条件下下,α(k3)以及β(k3)越大,也就是说功率因数的变化程度对智能表的最终结果影响越明显。

3 总结

智能表在整个电网系统的运转中处于一个不可替代的地位,因此,智能表能否一直处于高效的运转状态意义重大。这就要求电力工作者要做好相应的室内检测工作,采用不同的技术进行检验,并对该技术进行对应的评估,从而确定是否能从根本上解决智能表中出现的问题,不断提高智能表的工作效率。

摘要：现代化的智能电网都要求配备的智能电表可以进行室内的检测,这也就是说,对于室内检测技术进行评估是电力工作者必须做的核心工作之一。对智能表进行室内检测包含了诸多的技术环节,这些环节的效果如何,好处又体现在哪里,这些都是评估工作需要的点滴。本文就基于DDS信号发生器的智能电表动态测量功能评估方法作为研究的基础,对评估办法进行详细的探讨,部分研究仅供参考。

关键词：智能电表,室内检测,评估办法

参考文献

[1]王黎军,吕宁.多功能电能表与智能电能表的异同[J].科学之友,2011(01).

[2]曹敏,黄玟,王媛.智能电能表的发展与难点问题探讨[J].陕西电力,2010(12).

[3]张松,李亦非.智能电能表数据安全防护技术探讨[J].电力需求侧管理,2010(02).

[4]郉成岗,范巧成.智能电能表与百姓生活[J].中国计量,2010(04).

智能电表技术 篇4

1.1 智能电表技术特点

在智能电表的设计过程中, 采用了电子集成电路技术。智能电表还可以实现宣传通信这一功能, 这使得智能电表的性能远远高于一般的感应式电表, 在具体操作时也更加方便, 快捷, 显示出了很大的优越性。智能电表的主要技术特点如下:

(1) 从功耗方面来讲, 智能电表的功耗一般在0.6W左右, 大约相当于感应点半的三分之一。如果用户比较集中, 则平均功耗更低, 原因在于智能电表在设计时利用了电子元件。

(2) 从精度方面来讲, 智能便表的等级要小很多。以2.0级电子式电能表为例, 该类型的智能电能表测量误差仅为2%。传统的感应式电表测量误差要明显高出智能电表, 使用一段时间之后其精读会有所降低, 影响使用质量。

(3) 从过载倍数方面来讲, 多数智能电表的过载倍数可达6倍以上, 量程范围较大, 目前智能电表的最大过载倍数可达20倍。智能电表的工作频率从40HZ到1000HZ不等, 远高于普通感应电表的45到55HZ的工作频率。

(4) 从功能方面来讲, 智能电表更具有多元性。智能电表可以利用计算机联网进行集中管理, 可以实现对各电能表的远程控制, 实现远程送电、断电功能, 无需安排抄表员, 而且还可以预先缴纳电费等, 这些功能的实现主要依靠计算机软件来完成, 其所依赖的技术是电子表技术。

1.2 智能电表技术发展

智能电表技术的发展与国民经济的发展有关, 随着人们生活水平的不断提高, 对电力的需求不断增加。传统的电表为感应式机械电表, 这种电表在管理和收费方面有很大的难度, 需要配备专门的抄表员才可以, 而且容易造成错抄、漏抄、抄表不及时等问题, 还有可能引发窃电问题。为了能够强化对用户用电的有效管理, 利用了计算机技术和网络技术的智能电表就应运而生。近几年来, 我国智能电表的需求量逐年增加, 用电管理效率也大大增加。

2 如何有效应用智能电表技术

2.1 智能电表技术在电力企业中的应用现状

电力企业销售的核心理念是满足用户的需求, 电力企业与用户的关系属于供求关系, 电力销售的最终目的是让所有用户享受安全、经济、快捷的电力产品, 同时获得满意的服务。

2009年9月, 国家电网公司在社会共享了智能电表技术标准。该标准发布之后, 开展了智能电表技术的各项培训活动。2009年12月, 智能电表技术正式开始实施。从2009年至今, 我国对智能电表的需求呈逐年上升的趋势, 智能电表技术为电力营销做出了很大的贡献, 但是也存在明显的不足之处。

首先, 从智能电表产生至今, 还未形成全面的市场营销意识。原因在于, 电力企业各部门仅仅围绕自身职能而工作, 没有将电力营销这一理念用于实践当中, 智能电表技术更是缺乏营销意识。

其次, 客户满意程度仍然不高, 原因在于智能电表技术尚未成熟, 提供服务尚未达到优质的程度。且由于电力营销目前主要以产品为导向, 影响了智能电表技术的营销。造成这一现象的主要原因在于电力营销还不能根据用户的实际需求来制定相应的营销策略, 智能电表技术的优势难以发挥。

2.2 智能电表技术在电力企业中应用的优势

由于智能电表技术的优越性, 其在电力企业中的应用必然能够带动电力行业的整体发展, 原因在于智能电表技术在电力企业中具有以下优势:

智能电表能够准确统计用户用电量, 实现电费的准确结算, 减少电费结算方面的误差, 避免给用户带来损失;智能电表技术能够监测配电系统的工作状态, 并能够实现配电系统的控制, 从而能够优化电能配置结构, 保证用户享受到的电能具有很高的经济性和安全性;智能电表技术能够估计实时配电网状态, 由于包含测量节点, 所以能够准确的判断配电荷载, 分析配电损失, 减少电能浪费;当用户出现异常状态时, 智能电表能够及时的分析故障发生的原因, 帮助用户及时排除用电故障;智能电表技术能够显示各类用电器具的用电量, 从而帮助用户合理管理电能;此外, 智能电表还能实现对家电的智能控制、为用户提供更便捷的缴费渠道、检测非法用电等功能, 这些功能的实现能够满足客户的多方面需求, 提升电力营销水平。

2.3 如何进一步改进和完善智能电表技术

从我国目前智能电表技术的发展情况来看, 现有的智能电表的智能程度还远远不够, 多数智能电表只能实现抄表和电费结算的智能化, 在其他方面仍然有待完善。未来阶段, 智能电表技术应该利用先进计量体系, 该体系不仅能够改善抄表问题, 还具备双向通讯功能, 能够连接发电和用电系统, 提升电能品质, 提高用电效率。对于我国整体而言, 该体系能够能够实现电能需求管理, 对节能减排有一定帮助。对于企业来讲, 能够创新电力服务内容。对用户来讲, 能够灵活对电能进行管理。此外, 智能电表技术还应该实现模块化、网络化和系统, 这样能够促进智能电表技术的不断完善, 为电力营销的发展做出更大贡献。

3 总结语

从智能电表的技术特点和优势可以看出, 智能电表技术的应用无疑会让电力企业发生质的变化。然而目前智能电表技术在电力营销中所受到的重视程度依然不够, 许多电力企业的电力产品还没有从传统的产品销售中走出来, 未能充分考虑客户的实际需求。因此, 电力企业应该充分重视智能电表技术在电力中的应用, 不断完善智能电表技术, 这样才能够在电力企业中发挥更大的作用, 为社会用电提供更大的便利。

摘要：智能电表技术是一种新兴的电表技术, 采用了电子集成电路技术, 由于该技术较为先进, 因此电力企业中具有很大的优势。本文首先介绍了智能电表技术理论, 然后分析了智能电表技术中电子集成电路技术的应用。

关键词：智能电表技术,电力营销

参考文献

[1]张高龙.智能电表技术及市场[J].电器工业, 2010 (12) .

[2]王禄军.浅谈电力企业智能电表的应用[J].电子世界, 2013 (8) .

[3]王若颖, 何灵.电力企业营销策略研究[J].华北电力大学学报, 2011 (8) .

[4]谭澈.电力企业营销管理战略探讨[J].黑龙江科技信息, 2012 (2) .

智能电表技术 篇5

在2016德国汉诺威消费电子展(2016CeBIT)上,中兴通讯发布了3款支持LoRa通讯技术的智能电表:ZXE210单相智能电表,ZXE211单相智能预付费电表,ZXE220三相智能电表。基于中兴通讯成熟的智能电表产品系列,这3款电表符合IEC62056-DLMS/COSEM和IEC62055-STSPaymentSystem等智能电表协议标准,在支持LoRa通讯技术的同时,也能够通过更换通讯模块支持RS485、M-BUS、ZGBEE、RF-MESH、PLC和GPRS等通信方式,可以覆盖居民用智能电表的大部分需求。

LoRa解决抄表“最后一公里”

据中兴通讯副总裁陆平介绍,在当前热点的低功耗广覆盖物联网(LPWAN)领域,中兴通讯已全方位布局:既是3GPP基于窄带LTE的NB-IOT标准的主要贡献者之一,为运营商提供高水平服务物联网服务;又与Semtech建立战略合作,主导成立了中国LoRa应用联盟(CLAA),推动产业链快速成熟,在政企智慧城市主战略指导下直接为政府及行业大客户提供更低成本、更低功耗、更好覆盖的物联网服务。

LoRa通讯技术给智能抄表架构中的“最后一公里”数据传输提供了一个全新的解决方案,相比原有的数据通讯方案,LoRa通讯技术有通信距离远、传输速率灵活可调、环境适应能力强、通讯模块耗电量低等优点,这些优点让LoRa更加适合作为智能抄表系统中的短程通讯技术。

据悉,中兴通讯采用的LoRa通讯技术在灵敏度上可以达到到-136±1dBm@240bps。根据实际应用的需求,LoRa通讯技术可以灵活调整功率等级,适配数据传输中对于距离和速率的需求。

“与传统电表相比,智能电表准确、快速记录了居民的用电数据,不但提高了工作效率,还保证了服务质量。尤其在用电高峰期,电力用户用电信息采集系统可对区域用电状况进行全面监控和均衡调度,有效地保障了企业生产和居民生活的用电。”陆平说。

阶梯式计费海外先行

据介绍,中兴通讯向客户提供全方位的智能抄表全系列解决方案,包含AMI系统和售电系统,电表、集中器、采集器等终端产品,表箱、手持机、线缆和连接附件,以及工程安装服务在内的全套产品方案和服务。

智能电表技术 篇6

21世纪以来, 我国经济的快速发展, 用电量也在明显增加, 曾经有一段时间出现过限电的政策, 因此, 人们如何能够节约用电量成为摆在面前的一项任务, 电力行业也在致力于研究如何让用户高效率的使用电力资源。这期间, 提出了智能电网的概念和思想, 智能电网的组成离不开智能电表, 智能电表是用于实现电网与用户之间进行双方交流的必不可少的关键原件。本文将设计一个智能电表短距离无线通信的测试系统, 进一步提高智能电表的测量精确度。

2 智能电表短距离无线通信技术

2.1 Zigbee无线通信技术

Zigbee的名字来源于蜜蜂 (Bee) 通过发出“嗡嗡 (Zig) ”的声音传递信息, 是一种新兴的短距离无线通信技术。它是建立在IEEE802.15.4协议标准上产生的一种价格低、功耗低、数据速率低的无线通信技术。随着Zigbee技术的发展, 其应用领域也越来越广泛, 目前应用于智能照明系统、智能化农业和智能家居等场合。

Zigbee协议作用于物理层、数据链路层、网络层和应用层。主要通过SAP实现各层之间的连接, 各层之间具有唯一的SAP接口, 上层通过通信原语调用下层的服务, 上层对下层进行的相关原语保证了数据在设备内部的不同层之间传输的可靠性和透明性。通信原语有4中, Request、Confirm、Indication和Response, 其关系如图1所示。

Zigbee协议主要用在无线传感器网络协议中, 特别是许多半导体公司, 它利用IEEE802.15.4协议标准来规定实体层和媒体存取层。最高传输速率有250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s。

2.2 Zigbee智能电表

电力信息通信网包括2个部分, 即骨干核心层和接入层。其中, 接入层可分为无线接入方式和有线接入方式, 无线接入方式通常使用的短距离通信技术有WCDMA、Wi-Fi、Zigbee等。目前, 使用比较广泛的无线接入方式是Zigbee, 如Zigbee家庭自动化、Zigbee智能电表、Zigbee电信应用、Zigbee远程控制技术。

智能电网中使用Zigbee通信技术, 其主要表现在以下几个方面: (1) 用户的信息能够实时被获取。用户家里每个用电设备的用电量, 都可以通过电脑等设备显示出来, 被用户读取到;电表还可以接收到用户通过远程请求发来的有效信息, 用户可以通过查看电表的数据变化, 获知家里每个用电设备的耗电情况。 (2) 用户可以通过设置家里用电设备的程序, 让用电设备能够实时根据电力公司的价格政策随时作出调整, 还可以允许电力公司直接访问用户家里用电设备, 通过无线网络将用电单价发送至电表;电表再通过Zigbee无线通讯网络将信息传输给用电设备;接收到信息后, 用电设备会自动做出响应;比如各个用电设备可以根据在电价在最便宜的时候开始工作, 在用电高峰期减少用电量。 (3) 能够实现在短距离范围内无线抄表的基于Zigbee技术的智能电表, 大大降低了有线抄表布线施工难度, 而且实现了Zigee无线传感网络节点的功能。

它在抄表通信网络中的投入和退出不需要其他任何的硬件处理, 只需要远程控制, 很明显这样降低了日后的维护工作。而且可以使用Zigbee基于免费的2.4GHz频道, 节省了通信频道租赁费用的开销。

2.3 Zigbee智能电表的特征

Zigbee智能电表的主要特征是: (1) 可以满足分布式电源的双向供电方式, 独立计量电量; (2) 能够实时对浮动电价做出快速响应, 同时可以实时结算电价等功能; (3) 智能电表存储区采用存储双向计量电度独立的方式, 可以快速冻结月度电能数据、当日整点数据或者有特定要求的数据;还可以记录异常事件, 并计算双向需求的用电数据, 统计和保存最大需量数据;检索负荷曲线数据等; (4) 具有抄收和存储其他如燃气和自来水量的功能, 还可以采集家庭用电参数的采集, 可以合理安排家庭电器的合理有序的用电管理; (5) Zigbee智能电表还可以对计量电量时出现的误差进行自我修正, 确保计量精度满足计量精度的要求;还可以对电表的硬件做出评估和自我诊断。

总之, 智能电表采用低成本低功耗的Zigbee无线通信技术, 与当前市场对智能电表的功能需求相符, 也符合智能家居发展的要求。因此, 本文选取Zigbee的智能电表作为测量对象, 设计一套短距离通信的测试系统。

3 智能电表短距离无线通信测试系统

3.1 测试指标介绍

智能电表的短距离无线通信测试可以从发射性能和接收性能这2方面测试。发射部分的测试指标有:发射功率、占用带宽、频率偏移、杂散发射等;接收部分的测试指标有:接收灵敏度、接收信号功率承受容限、接收信号频率偏移容限。

3.2 测试系统

测量之前为了确保测试数据的准确性, 需要将各个设备保持在温度一定的状态下, 在温度稳定连续运行的情况下进行测试。测试设备有: (1) 频谱分析仪; (2) 矢量信号发生器; (3) 噪声发生器; (4) 衰减器。

测试系统的连接如图2所示。

3.3 测试方法

(1) 发射功率。发射功率是基于Zigbee无线通信设备在使用时能够达到的最大输出功率。检验该指标是为了验证输出功率能否超过规定要求, 超出的数值是否增加对其他频道的干扰。通过频谱仪检测被测设备发送的无线射频信号。指标要求按照工作频率的不同, 输出功率的限值也不同。在测量时, 要选择合适的衰减值, 以防止超过频谱仪的最大值; (2) 占用带宽。占用带宽是将指定某一信道的中心频率, 以这个中心频率为中心, 包含总发射功率达到99%能量时所对应的频带宽度和两边各有0.5%的发射功率。检测目的是要求占用带宽不能大于某个限定值, 如超出的话, 会对其他频道产生比较大的干扰; (3) 频率偏移。频率偏移顾名思义是由频谱仪检测载波信号中心频率偏移量, 这个偏移量是由于信号偏离原来位置所产生的。该指标可以反映出接收机接收信号 (信号在某一下行载波频率上) 所能够获得频率的能力。如果频率误差过大, 那么就会增加发射信息的错误; (4) 杂散发射。杂散发射是指发射在必要带宽外的某些频率上的电平一般不会影响信息的传递。一般情况下, 落在必要带宽±2.5%倍处或意外的发射都可以人为是杂散发射。测试该指标的目的是排除一些杂散发射对工作载频造成的干扰和影响; (5) 接收灵敏度。接收灵敏度是被测设备接收信号发射仪发送强度在-90d Bm的标准短距离无线信号。在保证达到误码率的条件下, 接收到的最小输入功率。测试的方法是比较接收灵敏度电平与接收机输入端弱小信号的电平, 最终判断接收到的信号效果是否正常; (6) 接收信号功率承受容限。接收信号功率承受容限是指接收终端所能接收的最大发射功率, 信号发射仪发送强度为-20d Bm的标准短距离无线信号, 测试被测设备是否能够准确的接收到发射端所发来的无线信号。测试的方法就是验证终端的功率承受容限是否超过指标的要求, 是否会增加对其他信道的干扰和减小系统容量; (7) 接收信号频率偏移容限。接收信号频率偏移容限是指发射所占频带的中心频率偏离所分配的频率, 或者发射的特征频率偏离指定频率的最大容许偏差。频率容限的检查就是对发射机特征频率作为实际的测量, 从测量的结果中计算最大频率误差值, 最后根据这一个误差值检查出发射机是否超过了规定的频率容限值。

3.4 测试结果分析。

通过以上简单的测试后, 基本可以得出基于Zigbee的智能电表短距离无线通信模块的发射和接收性符合标准要求。但如果想得到更精准的指标限度, 还需要通过做大量详细的试验和理论来证实。

4 结语

文章在介绍Zigbee短距离无线通信技术的基础上, 详细对智能电表短距离无线通信测试系统进行研究, 希望本次研究能够有助于提高智能电表短距离无线通信技术的发展水平, 同时为电力用户获取可靠的用电数据提供一定的技术保证。

参考文献

[1]康伦.基于Zig Bee的智能电表系统设计[D].杭州:杭州电子科技大学, 2014.

[2]肖丽.无线自动抄表系统在智能电表居民中的应用[J].硅谷, 2011 (20) .

浅谈智能电表 篇7

关键词：智能电表,改造,功用

为提高电能质量、节约能源打好基础, 目前我国正在实施电网升级改造, 推行智能电网建设, 为满足今后家庭智能用电需求、配套智能电网建设, 国家正在积极推行智能电表的运用, 同时为阶梯电价的实施做好铺垫。智能电表能让客户及时掌握销售电价, 做好家庭用电计划, 实现节能低碳生活。具有精确度高, 智能扣费、电价查询、电量记忆、抄表时间冻结、余额报警、信息远程传送等高科技化功能特性, 能最大限度避免人为错误, 不会影响客户的正常用电, 实现用电客户明白消费、诚信消费, 为智能用电打好基础。实现智能用电, 对用电管理、服务实现智能化, 融合了智能管理系统、智能家居系统、智能充电系统、分布式能源接入、储能、用户用能能效管理、智能商业服务等内容。在不远的将来, 用户在办公室里轻点下鼠标, 家里洗衣机就开始洗衣, 电热水器就能运转准备洗澡的热水电饭煲开始做饭, 空调提前开启让你进屋就凉快……这些都不是科幻片场景, 即将变为现实。智能电表是采用数字计量技术的新型电表, 与传统电表相比, 智能电表内部装备智能芯片, 具备电价实施查询、显示、精准扣费等功能。

1 智能电表改造的好处

1.1 节省电费开支:用户可充分利用峰、谷电价的差异自主定制用电方案, 做到用相同的电, 花最少的钱。

1.2 消费自主透明:用户在自家电表上就可以实时查询当前电价和剩余电费金额, 轻松掌握用电信息, 做到明明白白消费。

1.3 缴费更方便快捷:用户可在各个营业厅缴费充值, 缴费便捷。

1.4 避免欠费停电:余额不足时, 智能电表会自动及时报警提醒用户缴费充值, 避免欠费停电带来的损失。

1.5 停电后恢复迅速:在停电后, 用户只需插入充值后的购电卡就可以自主恢复供电, 不用再等待工作人员上门操作, 减少了等待时间。

1.6 缴费周期更加灵活:智能电表配合购电卡使用可以真正实现用户想用多少就充多少, 不再需要每月到营业厅缴费。

1.7 避免人为差错:智能电表可以根据用户用电量主动结算, 避免传统人工抄表方式可能带来的差错。

1.8 有效防止电表故障:

通过智能电表的远程信息传送功能, 电力工作人员可以实时监控电表工作状态, 及时发现电表故障, 避免给用户带来损失。

2 智能电表的功能

智能电表除了具有电能计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能, 还支持双向计量、阶梯电价、分时电价、峰谷电价等实际需要, 也是实现分布式电源计量、双向互动服务、智能家居、智能小区的技术基础。智能电子表通俗讲就是一款通过电力现有网络线路实现交互系统与电表的数据传递, 因为可以即时通讯、实时进行控制操作, 才冠以智能的称号, 说到底还是一款电子表, 它并不会影响到电表的计量。无论是机械表、电子表、智能表都必须符合国家标准、行业标准, 需要经过国家质量检测、行业质量监督, 必须校验合格方可使用。一块电表从厂家出来后要经过技术监督局、供电公司“样表型式试验、批量抽检、逐一检定”三道关, 才能进行现场安装, 在电能表检定过程中进一步加强了电能表的精度控制, 确保检测质量和电能表的精准。用户感觉走得快, 主要与电表常数有关。所谓的电能表常数就是机械表盘转几圈或电子表发多少次脉冲表示一度电。以前的机械表常数通常是600、1200, 而新型电能表一般是2000个脉冲表示一度电, 因此, 由于电能表常数不一致给人的感觉是新表走得快, 但并不代表在同等用电负荷下所记录电量比老型号电能表多, 所以居民就感觉比以前走得快了, 但事实上新表与旧表在计量准确度上没有差异。

用电量比以前多了, 可能有以下几个因素: (1) 随着近年城市和农村电网改造不断加速, 电网质量比改造前有了提高, 原来电压偏低的情况彻底改变, 电灯比以前更亮了, 电气设备也能正常工作了, 用电量自然也相应增加了。 (2) 供电公司抄表时实际是上个月已使用的电量, 并不是缴费当月使用的电费, 由于春节期间部分家庭用电时间比平时增长、用电设备增加也会造成电量增长, 另外供电公司为了在春节假期期间不影响客户欢度春节因此错开假期进行抄表, 所以造成部分客户抄表时间有推后现象, 也形成电量的虚增。 (3) 原来使用的机械式电能表, 是用转盘实现对电能的计量, 首先其本身对电能量的计算就存在精度上面的缺憾;其次, 机械表使用时间越长, 转盘的摩擦阻力就慢慢变大, 相当于表计越走越慢;尤其在用电负荷低的情况下少计或不走。 (4) 由于电子式电能表灵敏度高, 当家庭中家用电器处于待机状态时, 其内部的元器件还在正常工作, 电子式电能表就要计算电量, 这往往让大家产生用电不多而电量偏大的误解。因此建议您对长时间不用的家用电器应拔下电源插头, 达到节约用电。 (5) 目前大部分家庭装修电线安装不规范, 电线等材料不符合技术要求, 质量低下, 造成漏电, 使用电量增加。 (6) 存在其他用户窃电情况。

3 智能电表督促用户养成节电习惯

智能电表比传统电表更为敏感, 任何细微的电流都会被记录在案。而人们此前并不注意一些用电细节, 例如关掉电视或电脑后, 屏幕上的电源开关还亮着, 或者电脑在待机状态, 各种充电器还插在电源上……这样其用电量尽管很微小, 但也会被记录下来, 更何况很多家庭并不习惯将小电器的电源全部切断, 这样积累下来的电量其实也不小。加拿大曾有家庭针对智能电表导致用电增多的情况, 特意买了一个检测各电器用电量的仪器, 结果一天的跟踪发现, 一把普通的电热水壶却是用电大户。因此, 让更多的人“智能”的用电才是智能电表的功能所在, 否则电费只会一路飙升。

为了减少用电量无谓耗损, 居民应在日常生活中规避用电坏习惯, 养成良好的节约用电意识。部分家电不开机, 但插电时变压器也耗电, 所以应随手关闭电视机总电源, 热水器、电脑、饮水机的插头在不使用的状态下都要切断电源等

4 居民对电表存在疑问该怎么办?

目前在更换智能表期间, 如果居民对电表存在疑问, 可以先进行自测, 关闭家中所有电源, 看电表是否还会走。若发现异常, 请拨打95598或到当地供电营业厅办理验表手续, 供电公司将在2个工作日内派人上门服务, 或者聘请质量监督局人员进行校验, 如果检测结果确实显示电表有问题, 供电公司会退回多收的电费, 并承担检测费用。

5 如何看懂智能电表液晶显示屏的信息

显示屏:

上图显示的是汉字字符, 电能表平时应为自动循环显示, 也可按动显示按键, 显示屏会按照设置的按键显示项目进行显示。

6 智能电表五大先进技术优比传统电表

智能电表是打造智能电网的一部分。该系统建成后将实现电费实时查询、电量记忆、智能计费、实时监控、自动控制等功能, 能够帮助广大客户户及时进行用电分析, 明明白白消费, 实现计划用电、节约用电、智能用电。

和传统电表相比, 智能电表有五大技术优势。一是采用数字计量技术, 计量精度高;二是具备显示功能, 提供电价实时查询;三是装备智能芯片, 保证精确扣费;四是余额不足的时候, 电表自动报警;五是具备信息远程传送功能。