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【中心議題】
【解決方案】
近年來，在低碳經濟、綠色節能及可持續發展思想的推動下，如何進一步提高電網效率，積極應對環境挑戰，提高供電可靠性和電能質量，完善電力用戶服務，適應更加開放的能源及電力市場化環境需要，對未來電網的發展提出了更高的要求。智能電網的概念應運而生并成為全球電力行業共同研究和探討的熱點。
支撐中國乃至全球智能電網的將是通信技術、信息處理技術和控制技術，對應到相關的市場將涉及智能電表、網絡基礎設施及其控制、智能數據管理。智能電表作為智能電網建設的重要基礎裝備，加快智能電表產業鏈整合，促進其產業化，對于電網實現信息化、自動化和互
動化具有支撐作用。
智能電網簡介
智能電網就是電網的智能化，它是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用，實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標，其主要特征包括自愈，激勵用戶，抵御攻擊，提供滿足21世紀用戶需求的電能質量，容許各種不同發電形式的接入，啟動電力市場以及資產的優化高效運行。
目前就全世界來說，由于各國經濟發展狀況、電網建設水平的具體情況不同，其智能電網的建設動因和關注點也存在差異。美國主要關注電力網絡基礎架構的升級更新，同時最大限度地利用信息技術，實現系統智能對人工的替代。
歐洲則重點關注可再生能源和分布式能源的發展，提高供電可靠性和電能質量，并帶動整個行業發展模式的轉變。中國的智能電網以特高壓骨干輸電網為基礎，建立堅強的輸電系統，實現能源的大范圍合理配置。
盡管各國對智能電網的關注點有所不同，但智能電網建設的目標都是實現電網運行的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全，智能電網的基本特征都包含電網和用戶之間的互動。智能電表作為智能電網互動性的良好媒介，在智能電網的建設中發揮著不可替代的作用。
智能電表的功能及特點
智能電表是在電子式電表的基礎上發展而來的。20世紀70年代，研究人員成功研制出利用模擬和數字電路實現電能計量功能的電子式電能表，克服了傳統的感應式機械電表人工抄表效率低，數據偏差大，防竊電功能差等弊病。在此基礎上，通過不斷擴展數字技術的應用，電子式電表具備了分時計費、預付費等功能。智能電表實現了對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，一套操作管理系統和數據庫，構建應用計算機技術、通信技術等多系統的交流平臺，實現電功率計時計量、自動計費、即時雙向通信和優化用電等功能。
支持浮動電價
與傳統電表相比，智能電表是可編程的電表，除了能夠滿足一定準確度的電能計量以外，能夠測量和存儲的數據更多，功能更加強大。如隨時保存帶有時標的電能數據，根據預先設置時間間隔進行測量和存儲各類電能和電量數據等，支持分時電價或實時電價和需求側管理，滿足實時電價下的電能計量。
雙向通信功能
智能電表內置通信模塊，具有雙向通信功能，通過雙向通信網絡和數據中心進行信息交流。供電企業可以通過智能電能表或其他方式將對用戶感興趣的電網信息(如停電信息)通知用戶，方便用戶提前準備，改變自己的用電方式。定時、定期向用戶發布用戶的用電信息，用戶可掌握自己的實時用電情況。在執行實時電價時，供電企業能夠通過智能電能表向用戶發布實時電價信息，用戶可以根據實時電價安排用電計劃，在節省電費的同時為降低電網高峰負荷作貢獻。
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實時電價通過設定參數實現對家電的起?？刂疲鳒p用電高峰的負荷，提高用電低谷時的負荷，在不需要增加任何用戶投資的情況下，通過改變大功率用電設備的使用時間，達到節約用電費用的目的，同時也對電網的削峰填谷作出貢獻。
雙向計量
對于具有自備發電能力、儲能設備和再生分布式電源的大用戶，智能電能表能夠根據實時電價指導用戶經濟合理地分配發電量和購買電量的數量，使得用戶的用電費用最低。鼓勵用戶投資安裝民用的太陽能、風能及高能儲電設備，鼓勵用戶投資蓄冷、蓄熱和蓄電等設備，改變用電方式而節約用電，減少對電網電量的需求，減低供電系統的負荷，節約燃料消耗，舒緩廢氣排放和溫室效應，降低用戶電費開支。
智能電表應用試點效果顯著，英國對安裝智能電表的試點用戶及電網進行優化運行效果測試。根據智能電表監視器統計數據，通過雙向即時的數據反饋功能，初步測算出：由于優化用電方式，一個普通家庭用戶年電費支出削減潛力為13%～15%。英國政府預計，若全國2 600萬家庭安裝智能電表，可以為用電客戶和能源公司在隨后的20多年中節省支出25～36億英鎊，減少3%～15%的能源消耗，社會效益和環境效益明顯。這些數據為政府出臺更多政策提供了依據。
智能電表在智能電網中的應用
優化新能源用電秩序
利用智能電表可以幫助人們優先使用風電、太陽能等新能源。采用智能電表的實時數據采集與量測制定更為準確的負荷預測，可以指導新能源優化調度。美國夏威夷大學開發的配電管理系統平臺，采用智能電表作為門戶站綜合了需求反應、住宅節能自動化、分布式發電優化管理等功能，實行了配電系統與主電網中新能源系統的協調控制。
優化分布式能源配置
分布式能源與配電網并網運行時還存在很多問題，供電企業通過智能電表對配電系統實時監控、控制和調節，掌握分布式電源的特性及其與電網運行的相互影響，優化分布式能源配置，從而達到將電能以最經濟與最安全的輸配電方式輸送給終端用戶，提高電網運營的可靠性和能源利用效率。
提高負荷預測的準確度
隨著智能電表的推廣應用，大用戶可以通過智能電表向供電公司上傳用戶近期的用電計劃，有分布電源的用戶可以由智能電表上傳自己的發送電計劃及分布電源的發電數據。供電企業將用戶計劃用電的容量、時間和各用戶計劃用電的順序作為負荷預測的準確信息，自動干預負荷預測系統，可以提高負荷預測的準確度，減少電網備用容量，提高電網經濟效益。
提供故障分析依據
供電企業可以通過智能電表對用戶用電情況進行實時監測，實現異常狀態的在線分析，動態跟蹤和自動控制，提高供電可靠性。當故障發生后可以通過智能電表查詢異常用電記錄，為故障分析提供可靠的實時數據。
智能化需求側管理
智能電表采集更多的電網實時運行數據(電壓、電流和功率等)，對用電設備的狀態、能耗進行智能監測與控制，從而掌握更加詳細的用戶負荷情況，自動編制和優化有序用電方案，自動實施，過程跟蹤，自動監測和效果評估，達到需求側智能化管理。
促進智能用電新技術發展
智能電表的廣泛應用，使得供電企業由人工抄表向自動抄表轉型，同時獲取更多的用電數據，經過分析與處理，以智能電表為網關通過雙向實時通信將實時電價信息、繳費信息和用電信息等通知給用戶，優化客戶服務并促使用戶合理利用電能，參與負荷調節。
我國智能電表的發展方向
中國智能電網的第一步是國家電網公司“電力用戶用電信息采集系統”的建設，以智能電表為基礎的自動抄表技術是建設該系統的關鍵。隨著信息時代的推進及技術的發展，智能電表作為智能電網的神經末梢，在不久的將來，智能電表將在信息社會中發揮更大的作用，具有更加廣闊的應用前景。
目前，智能電表的智能主要體現在抄表和付費便捷化，離真正意義的智能電表還有很長的路要走。用行內有些人士的話來說，目前國內的智能電表只稱得上是電子電表，還算不上智能電表。智能電表最大的特點就是交互，就是用戶和供電企業的信息交互。信息交互的關鍵是管理，管理更加便捷和人性化，人性化的管理要求芯片的信息處理能力更強。智能電表的發展必然走模塊化、網絡化及系統化的方向。
智能電表采用功能模塊化設計
有以下優點：其一是只需通過更換部分功能模塊就可以實現電能表的升級換代，而無需更換整個電能表，從而擺脫了傳統電能表設計中那種因不可更改導致的成批調換和淘汰，乃至整個系統需要重構的厄運；其二是由于功能的模塊化和結構的標準化，使得供用電管理部門在選購電能表時不必過分依賴某一電能表廠家產品，并為規范電能表的研制與開發提供可能；其三是可以通過現場或遠程升級更換故障模塊的方法，提高可維護性并節省維護費用。
網絡化可以實現將各種場合的電能數據進行實時采樣和存儲，并經有線或無線網絡的傳輸，將信息實時或非實時的輸送到用電信息管理系統中，通過數據共享和分析實現供用電管理部門對異地用電信息的實時或非實時的測量和監控。通過網絡化，可以將智能電表的部分功能從接入層上移到網絡層和數據管理平臺層，通過數據共享和綜合分析實現智能電表的功能，簡化智能電表的設計。目前，可利用的通信網絡有：電力線載波(PLC)網、光纖與同軸電纜(HFC)網、固定電話(PSTN)網、無線移動(GSM/GPRS/CDMA)網。近日，國家電網公司和中國電信集團公司在京簽署戰略合作框架協議，雙方將在電網和通信領域開展合作，以共建電力光纖到戶工程為著力點，合作推動堅強智能電網建設。電力光纖入戶工程在技術上實現了只需一次施工，一個通道，一次性解決纜線入戶的問題，可取代以往電線、網線、電話
線和有線電視等多條線路的多次施工。三網融合的目的就是資源共享，為電能信息數據的傳輸提供了穩定可靠和價格低廉的數據傳輸信道和網絡，為智能電表的網絡化和系統化及其自動抄收的實現奠定了網絡化基礎。
系統化是綜合利用成熟的計算
機技術和電力系統自動化技術，在數據控制管理平臺實現海量用電數據的有效分析、處理與管理。在網絡化和系統化的推動下，用電信息管理系統可以向著分布性和開放性的方向發展，使得用電信息管理功能的擴展更加靈活，性能不斷提高，使用更加簡便。
結束語
在我國政府科學發展觀的指引下，國家電網公司和電氣設備企業都在大力發展智能電表技術，推廣智能電表的應用。通過統一規范智能電表的外形和相同的功能指標，加快智能電表的模塊化發展；通過建立“用電信息采集系統”加強智能電表的系統化功能；通過借助三網融合將建立滿足將來智能電表高級應用的網絡基礎設施，將用戶和供電企業緊密相連，成為實現智能電網配電自動化的一個基礎性功能模塊。我國智能電表正在穩步的向前發展，在智能電網的建設中發揮著推動作用。
