智能电表的概念及应用

0引言

随着电力市场化改革的推进、气候变化的加剧、环境监管要求日趋严格及国家能源政策的最新调整，电力网络跟电力市场、用户之间的协调和交换越来越紧密，电能质量水平要求逐步提高，可再生能源等分布式发电资源数量不断增加，传统电力网络已经难以支撑如此多的发展要求。为此人们提出了发展智能电网(smart grid)的设想，以实现在传统电网基础上的升级换代。为了在智能电网领域寻求突破，加强联系与合作，已形成了多个全球性联盟组织。

智能电表是智能电网(特别是智能配电网)数据采集的基本设备之一，承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务，是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础。在智能电表基础上构建的高级量测体系(advanced metering infrastructure，AMI)、自动抄表(automatic meter reading，AMR)系统能为用户提供更加详细的用电信息，使用户可以更好地管理他们的用电量，以达到节省电费和减少温室气体排放的目标；电力零售商可以根据用户的需求灵活地制定分时电价，推动电力市场价格体系的改革；配电公司能够更加迅速地检测故障，并及时响应强化电力网络控制和管理。意大利、英国、荷兰等欧洲国家以及美国、澳大利亚等国均开展了AMI/AMR系统的建设，通过将先进的通信技术引入到新型的电子式计量设备中，研发出了能实现能耗监测、具备双向通信等能力的智能电表。

本文将根据国内外厂商和研究机构对智能电表的研究和应用成果，对智能电表的定义进行归纳，阐述其在智能电网中的定位、功能和应用，并简要介绍世界范围内智能电表的应用状况。

1智能电表的概念

早在20世纪90年代就出现了智能电表(smart meter)的概念。1993年静止式电表刚刚出现时，其价格是机电式电表的10~20倍，因此主要应用于大型用户。之后随着具有远程通信能力的电表数量的增加，亟需开发新的系统来实现抄表和数据管理。

在这样的系统中，计量数据开始向配网自动化等系统开放，但这些系统还无法有效利用相关数据。同样地，预付费电表的实时能耗数据也很少被用于能量管理或节能措施等应用中。

随着技术的进步，批量生产的静止式电表能以很低的成本获得强大的数据处理和存储能力，从而促使小型用户电表的智能化水平得到大幅提升，静止式电表也逐步取代了传统的机电式电表。图1所示为2家公司研制的智能电表外观。

对于“smart meter”的理解，目前国际上还没有统一的概念，也没有统一的国际标准。欧洲通常采用“smart meter”的概念，而“smart electric meter”则特指智能电表；美国则习惯采用“advanced meter”的概念，但其实质是相同的。虽然“smart