【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和智能電網(wǎng)建設(shè)的逐步完善，智能技術(shù)在電能計量領(lǐng)域得到了有效運用，數(shù)字化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化成為現(xiàn)代電能計量系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。本文簡要介紹了智能電能計量系統(tǒng)，論述了智能電網(wǎng)中電能計量的特點，同時指出了當(dāng)前智能計量系統(tǒng)發(fā)展中存在的一些問題，最后針對我國智能電能計量系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀提出建議。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng);智能化;電能計量

Abstract：With the development of science and technology and gradual improvement of the construction of smart grid，intelligent technology has been effectively used in the field of the electric energy metering，digitalization，intellectualization，standardization，systematization and networking is the development trend of modern electric energy metering system.The present paper briefly introduces the intelligent electric energy metering system，discusses the characteristics of the intelligent electric energy metering in the smart grid，at the same time，points out some problems existing in the current development of intelligent electric energy metering system，finally，makes recommendations to the development of intelligent electric energy metering system in China.

Keyword：smart grid;intellectualization;electric energy metering

引言

全球資源環(huán)境問題日趨嚴峻，能源價格波動劇烈，電力負荷快速增長，為全面支持清潔能源和低碳經(jīng)濟發(fā)展，提升供電質(zhì)量和服務(wù)水平，國家電網(wǎng)公司在2009年提出建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨架網(wǎng)絡(luò)[1-3，5]，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有信息化、數(shù)字化、自動化、互動化特征的堅強智能電網(wǎng)，建成堅強可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、友好互動的現(xiàn)代電網(wǎng)。

電能是國民經(jīng)濟和人民生活極為重要的二次能源。電能計量貫穿了發(fā)電、輸電、變電、配電、用電各個環(huán)節(jié)，電能計量的公平、公正、公開直接關(guān)系到發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)和用戶的利益，同時還涉及許多技術(shù)、社會和經(jīng)濟問題[2]。傳統(tǒng)的電能計量已經(jīng)無法滿足分時電價、網(wǎng)上繳費等需求，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進，數(shù)字化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化[4-6]成為電能計量的發(fā)展方向。

1.智能電能計量系統(tǒng)

智能電能計量系統(tǒng)是利用高級測量、高速通信，高效控制等技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分析、存儲及信息反饋發(fā)布的全程數(shù)字化和自動化，構(gòu)建起數(shù)字信號傳輸、高度信息化、操控智能化的開放式計量系統(tǒng)[4，7-10]。智能計量系統(tǒng)主要由智能電能表、通信系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)三大部分組成。

圖1 智能電能計量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

智能電能表、互感器采集的數(shù)字化計量信息，通過高速通信網(wǎng)絡(luò)上傳至信息分析處理中心，經(jīng)分析整理后的數(shù)據(jù)傳送給供電公司和用電客戶，并自動生成電量電費清單、故障處理指令以及各種統(tǒng)計分析報告[4，10-13]。圖1是智能電能計量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

2.智能電網(wǎng)中電能計量的特點

智能電能計量系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動化和互動化的強大數(shù)據(jù)支撐。目前，國家電網(wǎng)公司供區(qū)的智能電能表應(yīng)用量占全球的一半，用電信息采集系統(tǒng)成為世界上最大的電能計量自動化系統(tǒng)。截至2013年年底，國家電網(wǎng)公司累計安裝智能電能表1.82億只，實現(xiàn)采集1.91億戶，不僅為生產(chǎn)、運營監(jiān)控分析系統(tǒng)提供實時數(shù)據(jù)，還為大數(shù)據(jù)管理、云計算應(yīng)用提供了海量數(shù)據(jù)[16]。

2.1 完善電能計量信息系統(tǒng)

智能電能計量系統(tǒng)運用先進計算機技術(shù)、電子技術(shù)和通信技術(shù)，具有信息傳輸快、處理速度快、傳輸準(zhǔn)確、抗干擾能力強等特點，使計量信息的獲取、傳輸和處理實現(xiàn)了一體化和實時化[17]。它通過先進、安全、智能的信息采集和測量技術(shù)，提供準(zhǔn)確實時、詳實可靠的數(shù)字化測量數(shù)據(jù)信息，為實現(xiàn)智能電網(wǎng)的信息化和智能化提供強大的數(shù)據(jù)支撐[17-19]。發(fā)達的數(shù)字化信息網(wǎng)絡(luò)具備大信息流量和高速信息處理能力，有效地解決了目前運行監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸慢、存儲量小的問題，極大地提高了電能計量裝置運行監(jiān)測水平，有效防止竊電行為、破壞計量設(shè)備行為的發(fā)生。對隨時發(fā)生的計量設(shè)備故障和運行安全隱患可及時上傳計量參數(shù)、故障現(xiàn)象等信息，方便計量人員及時準(zhǔn)確地判斷和處理設(shè)備故障和事故隱患，提高電能計量可靠性和安全性。

2.2 實現(xiàn)智能化管理

計量系統(tǒng)強大的數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)，能夠從各個不同的計量節(jié)點提取需要的信息，然后根據(jù)提取的信息制定或改進相關(guān)的管理策略，促進各個發(fā)電廠、變電站、輸電線路和配變臺區(qū)間的深入合作，最終為電力用戶提供更加完善的電能服務(wù)[23-24]。智能電能計量系統(tǒng)中智能用電管理終端網(wǎng)絡(luò)分布廣泛，可以搭建電力用戶與供電公司之間交流、互動的平臺，構(gòu)建電力公司與電力用戶能量流、信息流、業(yè)務(wù)流雙向互動的新型供用電關(guān)系。通過電能計量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)，電力用戶可以了解近期的用電信息，適當(dāng)調(diào)整用電安排，改變用電消費行為。供電公司可以根據(jù)用戶的建議和需求，適當(dāng)調(diào)整供電管理策略，實現(xiàn)用電客戶科學(xué)、經(jīng)濟用電，供電公司優(yōu)質(zhì)、高效服務(wù)[25-26]。同時這也促進了電網(wǎng)通信、分布式電源、微網(wǎng)[27-28]、高級計量架構(gòu)（Advanced Metering Infra-structure，AMI）[29-31]、需求側(cè)管理（Demand Side Management，DSM）[33-35]等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域電能計量的發(fā)展，極大地豐富了電能計量的研究范圍，有利于電能計量系統(tǒng)的完善。

2.3 提高檢定效率和檢定質(zhì)量

計量檢定中應(yīng)用智能技術(shù)的數(shù)字化、自動化能力，將徹底改變傳統(tǒng)計量檢定作業(yè)模式[11，17-19，36]。室內(nèi)檢定的全部工作將由封閉式全自動檢定流水線來完成，實現(xiàn)室內(nèi)檢定工作的全程自動化。在全封閉智能檢定室內(nèi)，檢定臺自動完成智能電能表和互感器接拆線、檢定和打封，檢定數(shù)據(jù)由計算機進行計算和判定，并自動存儲、上傳，生成檢定證書。其檢定過程無人工干預(yù)，杜絕了人工測量誤差，節(jié)約人力和空間，極大地提高檢定效率和檢定質(zhì)量。

現(xiàn)場檢驗將實現(xiàn)遠程化和智能化[11，17]。在高壓計量中[37-38]，電能表以智能互感器提供的數(shù)字式信號作為測量對象，經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)傳回實驗室，再通過檢測設(shè)備進行檢驗。計量人員無需攜帶校驗設(shè)備奔赴現(xiàn)場，通過智能電能計量系統(tǒng)進行遠程控制，就能完成電能表的現(xiàn)場檢驗工作。提高了工作效率，避免人員現(xiàn)場工作存在的安全風(fēng)險。

2.4 全過程規(guī)范管理計量器具

國家電網(wǎng)公司在公司系統(tǒng)全面實施“三集五大”（即人力資源、財務(wù)、物資的集約化管理，大規(guī)劃、大建設(shè)、大運行、大生產(chǎn)、大營銷的五大管理體系）建設(shè)工作，電能計量作為大營銷體系的重要組成部分，規(guī)范化管理必不可少。利用信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，計量系統(tǒng)中的智能管理系統(tǒng)可以對所有計量器具從采購、存儲到檢定、配送直至運行、報廢的全流轉(zhuǎn)過程實施監(jiān)控管理[11，17，36]。采用現(xiàn)代化物流管理模式，實現(xiàn)計量資產(chǎn)的自動出入庫和配送操作，利用計算機技術(shù)實現(xiàn)對計量器具購置、校驗、出入庫信息、狀態(tài)跟蹤、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備管理、數(shù)據(jù)信息存儲等一系列管理內(nèi)容的信息化、自動化和智能化管理。

3.智能電能計量系統(tǒng)發(fā)展中的問題

（1）智能電能計量系統(tǒng)使用標(biāo)準(zhǔn)的制定。智能電能表、智能互感器采用了全新的測量方法和工作原理[5，46-48]，這些新型電能計量器具，按照國家法規(guī)必須具有國家法定計量檢定機構(gòu)的認證。新型智能計量裝置的制造標(biāo)準(zhǔn)、功能要求及通信規(guī)約，檢定方法、檢定技術(shù)的制定都需要同步開展，力求完善、統(tǒng)一。

（2）對于淘汰的電能計量設(shè)備的處理[11，18-19]。新設(shè)備在投入使用的過程中必定會淘汰一大批老舊設(shè)備，我們需要合理利用因建設(shè)智能電網(wǎng)而大批更換的計量設(shè)備，充分地發(fā)掘出其剩余功用，避免造成資源浪費。

（3）新型計量人才的培養(yǎng)。電能計量智能化技術(shù)不成熟，缺少使用和維護的經(jīng)驗，操作人員對于電能計量的使用缺少必要的培訓(xùn)，技術(shù)生疏[49-50]。更換應(yīng)用新的技術(shù)和設(shè)備之后，必須培養(yǎng)新型計量人才，提高人員技術(shù)素質(zhì)，提升相關(guān)人員的管理水平，要求其對新技術(shù)和新設(shè)備有足夠的了解，懂得新型設(shè)備的維護和保養(yǎng)知識，并且能夠熟悉地操作應(yīng)用，才能有效提高工作效率和準(zhǔn)確性。

4.對我國智能電網(wǎng)下電能計量發(fā)展的建議

（1）進一步制定和完善計量設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。電能計量設(shè)備包括電能表、TA，TV及計量箱等，在對系統(tǒng)的各項設(shè)備進行審批和考核時，必須要按照流程進行，實現(xiàn)電能計量裝備資產(chǎn)的動態(tài)管理。

（2）改進關(guān)口計量。關(guān)口計量要實行設(shè)備的生命周期的安全監(jiān)管，并及時傳送監(jiān)測信息。各子系統(tǒng)要進行計量裝置的信息化和智能化，最終實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化監(jiān)管，確保電網(wǎng)安全可靠運行。

（3）對計量系統(tǒng)進行嚴格的質(zhì)量監(jiān)管。對電能表、互感器等要進行嚴格的校驗，確保電能計量裝置的質(zhì)量。規(guī)范信息管理，保證每一只計量器具的全生命周期都在控制之中。

（4）對計量人員進行專業(yè)技術(shù)的培訓(xùn)。智能化的計量系統(tǒng)需要專業(yè)人員的管理，要求對計量人員的培訓(xùn)、考核成績等進行統(tǒng)計和比對，增強其專業(yè)技能、知識結(jié)構(gòu)和技術(shù)水平，還可建立專家團隊為完善計量系統(tǒng)運維提供技術(shù)支持。

5.結(jié)語

隨著我國智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷深入，貫穿發(fā)電、輸電、變電、配電和用電各個環(huán)節(jié)的電能計量得到了快速發(fā)展。不斷深化的智能電能計量技術(shù)將推動電能計量設(shè)備和管理模式的創(chuàng)新，提高電能計量裝置的準(zhǔn)確性、安全性和可靠性，提高檢定質(zhì)量和工作效率，提升計量人員技術(shù)水平和管理水平。電網(wǎng)公司和電力用戶之間可構(gòu)建起全新的和諧供用電關(guān)系，有效提升電網(wǎng)公司供電服務(wù)水平，實現(xiàn)電力用戶廣泛參與和需求自由響應(yīng)。電力行業(yè)必須抓住國家強力推行改革的機遇，努力建設(shè)具有世界領(lǐng)先水平和中國特色的智能電能計量系統(tǒng)。

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作者簡介：蔡秀玲（1965—），女，技師，長期從事電能計量管理工作。