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集采集抄 多表合一 的智能电表 更需更快适应能源互联网建设需求

    智能电能表作为智能电网建设的基础设备,是高级量测体系的重要组成部分。国家电网有限公司于2009年12月开始招标、使用智能电能表,截止到目前已安装使用智能电能表4.63亿只,共有241个电能表生产企业参与了投标。智能电能表的安装、使用有效推动了电量全自动采集和“多表合一”等试点建设,对改善公用事业行业的便利性、友好性发挥了积极的促进作用。

  与高级量测体系密切相关
    智能电能表作为智能电网高级量测体系的基础元件之一,是其中最重要的环节。智能电能表除了通常电能表的基本计量功能外,主要优势是可双向计量和远程通信,可实时远程读取电压、电流等参数来实施用电管理。高级量测体系AMI主要由智能电能表、系统通信网络、家庭网络、计量数据管理系统、用户入口等组成,是一个用来测量、储存、分析和应用用户信息的网络和系统,完成用户侧和电网侧的双向互动,对用户侧的电压、电流、用电量等数据进行测量,实现远程监测、分时电价和需求侧管理等功能。
    我国各省电力公司于本世纪初开展了集中抄表系统和负荷控制系统的研究,国家电网有限公司于2008年开始进行用电信息采集系统建设的标准化工作,陆续开展的各项研究工作推动了智能量测技术的发展,为AMI系统建设提供了重要参考。
    按照美国联邦能源政策委员会对AMI的定义,AMI是一个计量系统,它能够每小时或以更高频率记录客户的用电行为或其他参数,并通过通信网络将测量数据传送到中心。2009年,美国联邦政府提出,要为4000万美国家庭安装智能电能表;意大利电力公司和法国电力公司通过安装智能双向电能表,使客户可以跟踪自己的用电情况,并能进行远程控制;澳大利亚从2007年开始在全国范围内推行AMI,引入分时电价,使客户能更好地管理电能消耗;2009年,韩国电力公司在济州岛智能电网示范工程中,明确提出建设基于AMI的智能住宅,根据需求来改善客户能效。

  “多表合一”带来便利生活
    用电信息采集系统对客户的用电信息进行采集、处理和实时监控,系统具备用电信息的自动采集、电量费控、计量异常监测、用电分析和管理、智能用电设备的信息交互等功能。2015年,国家电网有限公司依托智能电能表应用和用电信息采集系统覆盖广泛的采集终端和通信资源,成功验证了电、水、气、热多表数据集中采集应用的技术可行性和应用有效性,带动水、气、电、热集采集抄,建设跨行业能源运行动态数据集成平台。
    通信技术是实现“多表合一”的重要基础,决定了系统的工作原理,也影响着系统的运行效率和可靠性。在“多表合一”信息采集建设过程中,充分考虑技术条件、施工周期等,磨合解决电能表、水表、燃气表互联互通中遇到的困难,持续提升采集成功率及稳定性。目前,“多表合一”采用的通信技术主要为M-BUS总线、RS-485、微功率无线、无线公网、电力线载波等,2016年底,NB-IoT正式商用获工信部批准,在部分地区部署应用。
    2015年9月,国网江西省电力有限公司在鹰潭市开始“多表合一”试点建设;2017年6月,国网“多表合一”抄收系统全国首家在鹰潭上线,“多表合一”抄收系统与供水、燃气公司业务系统互联互通,实现了水、电、气表数据的采集、交互及共享,验证了“三单合一”“一单式交费”功能。2017年10月29日,“电e宝”APP水、电、气“一单式交费”内测成功,11月10日正式上线运行。截至2017年11月27日,鹰潭市累计完成智能水表改造81056户、智能气表改造210户,并全部接入国网用电信息采集系统。

  目前存在的问题及努力方向
    目前,我国智能电能表的计量故障率是万分之一点七,可以说极少出现计量不准的情况,充分保证了贸易结算的公平性。但是,智能电能表在运行过程中还是存在一些问题。
    按照国家智能电能表相关检定规程要求,智能电能表在运行达到一定年限后,必须全部拆回进行检定,单相智能电能表运行年限为8年,三相智能电能表运行年限为6年。然而,智能电能表的设计寿命是10年,也就是说大多数智能电能表在还没有到达服役年限时被拆回。
    2018年8月国家电网有限公司对26个省公司运行满7年的智能电能表进行了大规模的计量性能抽检,共涉及85个电能表生产企业365680只样表,检测合格率达99.64%,这说明目前在运电能表质量及质量偏移情况是理想的。特别是当前随着国家计量技术和生产工艺的提升,电能表生产制造水平取得长足进步。如果不论电能表质量好坏都进行更换,极易导致大量计量性能依旧良好的电能表被过早报废,造成社会资源的极大浪费。因此,下一步需要集中考虑如何建立智能电能表的批量轮换方式。
    随着智能电能表推广运行进度的不断深入,目前已经基本实现了国家电网有限公司范围内的全覆盖,然而,智能电能表的非计量功能需要进一步深化应用,电网其他业务部门也对智能电能表提出了更高要求。需要结合“大、云、物、移”新技术,设计适用于能源互联网建设需求的多芯模组式智能电能表。
    具有客户负荷辨识功能的新型智能电能表
    2018年4月,国网江苏省电力有限公司电力科学研究院(简称江苏电科院)联合国内表计生产厂商、高校专家学者,成功研发了国内首套具有客户负荷辨识功能的新型智能电能表。该款智能电能表在完成常规电能计量的同时,将分析客户家庭进线处的电压、电流等负荷信息。经过多维度负荷特征提取、负荷类型辨识匹配等环节,智能识别客户家庭内电器类型、启停时间及分时用电量。这款新型智能电能表“足不入户”就能实现居民用电设备组成和能耗全时段精确辨识,具有运维简便、投资成本低、信息安全性强等优势。
    具有居民用户负荷辨识功能的新型智能电能表在江苏电网试用后,8月31日,江苏电科院专业人员在用电信息采集系统中查询客户用电信息,与以往不同的是,系统中显示的不再只有用户的每日冻结电量,而是按家庭电器类别划分的各类家电的话单式分时用电详情。这类全新的电量数据称为“居民用户用电负荷辨识信息”,最终将通过手机APP、微信公众号等方式推送客户。客户可查询自家空调、热水器、电饭煲等家电的开启时段、功率大小、用电量等详情,从而了解家庭能耗重点,促进科学合理用电。
    目前,居民用户用电负荷辨识智能电能表已在南京试挂运行,下一步,将在江苏省内扩大试点应用规模,并依托居民用户的海量用电负荷辨识数据,实现电能表非计量功能的深化应用,使用电负荷数据更好地服务智慧家庭新生活。

来源:亮报

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