智能电网的定义

美国能源部《Grid 2030》：一个完全自动化的电力传输网络，能够监视和控制每个用户和电网节点，保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。
中国物联网校企联盟：智能电网由很多部分组成，可分为：智能变电站，智能配电网，智能电能表，智能交互终端，智能调度，智能家电，智能用电楼宇，智能城市用电网，智能发电系统，新型储能系统。现在对其中的一部分做简单介绍。
欧洲技术论坛：一个可整合所有连接到电网用户所有行为的电力传输网络，以有效提供持续、经济和安全的电力。
国家电网中国电力科学研究院：以物理电网为基础(中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础)，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。 智能电网的建立是一个巨大的历史性工程。目前很多复杂的智能电网项目正在进行中，但缺口仍是巨大的。对于智能电网技术的提供者来说，所面临的推动发展的挑战是配电网络系统升级、配电站自动化和电力运输、智能电网网络和智能仪表。根据派克调查机构的最新报告，智能电网技术市场将从2012年的330亿美元增长到2020年的730亿美元，8年间，市场累积达到4940亿美元。
我国在“十二五”期间将建成“三纵三横一环网”的特高压交流线，并建设11回特高压直流输电工程，投资高达3000亿元;“十三五”期间投资虽略有放缓，投资额度也达到2500亿元。
到2015年，国家电网大范围、远距离的输电能力将达到25亿千瓦，每年输送电量115万亿千瓦时，可支撑新增145亿千瓦的清洁能源发电消纳和送出，能够满足超过100万辆电动汽车的使用要求，电网的资源优化配置能力、经济运行效率、安全水平和智能化水平将得到全面提升。

随着电力工业的发展，特别是一户一表的推行，方便了用户，可是对电力营业管理提出了挑战。传统的电表需要人工抄表，工作单调辛苦、环境恶劣，抄表难度大、效率低；电费欠费现象严重，收缴率偏低，影响电力部门的经济效益和发展；调度、营业、监控各成系统，数据库独立维护，缺乏统一的基础用电数据造成资源浪费、决策不系统、不能最大限度地追求经济效益。

因此，电力营业现代化势在必行。实践经验证明，推广应用预付费电表及售电系统，有效避免和控制了欠费现象，充分提高了抄收效率，使电力营业管理在较短的时间内达到了轻松管理，事半功倍的效果。迄今为止，国际电能预付费售电系统及电能表的发展大体经过以下发展阶段：

1、早期记忆卡式，包括IC存储卡、IC逻辑加密卡等。

2、智能卡式，包括接触式CPU卡和非接触式RF卡等。

3、编码按键式，包括键表一体式、分离式、载波分离式等。

4、网络式，包括集中器式、GPRS/CDMA

短信式、电力载波式等。智能电表是智能电网的核心设备之一它的核心作用：实现用电客户与电力公司之间的信息交换。

因此，客户端必须安装用电信息采集和电网信息处理、双向互动的智能电表才能实现智能远程抄报和网上缴费。智能电表远程抄表的原理不同环境下远程抄表的方式也是有所不同的。

原理一：国电目前较多采用的是电力载波表，通过电线连接到采集器，采集器通过GPRS上传数据到远抄服务器，所以国家电网居民用户基本上可以通过掌上电力查看到自己家每天的用电量。

原理二：

大型建筑里用的都是RS485总线连网的智能电表，通过RS485总线连上采集器，采集器再转换成TCP/IP接网线直接上远抄服务器。提供这个系统的商家比较多，如社为表计，直接面向建筑做集成。

原理三：当前青年公寓，白领公寓，酒店式公寓采用比较多的wifi电表，这种电表直接联上公寓里的wifi远抄服务器，当然还有gprs电表，这种都是在智能电表使用量不大的情况下使用。这种使用量直接可以网上买电表自己装上，再通过app软件就能直接使用了。

原理四：未来真正的物联网智能电表，NB-IoT电表，这是华为与运营商正在主推还未成熟的产品。就是智能电表通过NB-IoT网络直接连远抄服务器。电能预收费系统随着售电管理模式以及用电管理方式需求的变化，我国逐渐发展了集成电路卡式预付费系统、键盘式电能表预付费系统和自动抄表系统三大类电力预付费系统。下图是一份预付费IC卡卡表系统方案。

系统主要包括以下几个部分:

1、预付费系列电能表

2、预付费IC卡

3、读写卡器

4、售电管理信息系统5、银行网络售电系统6、电力MIS系统通过电能预收费系统方案，我们可以清晰的看出来：其实这时取电和在ATM机里取钱，已经没有区别了，ATM机里取的是钱，智能电表里取的是电。ATM和智能电表才是最终的执行者。

你得先把钱通过银行或者电网营业厅存到电网公司的账户把钱兑换成电，当你成功缴费后，银行服务器和电网的服务器之间就会有协议数据传输，电网系统得知你充值的数据金额就会将你的充值金额告诉智能电表。

刚才我们已经说到智能电表是最终的执行者，它知道你充了多少电、每时每刻用了多少电、快没电了它会提醒你、没电了它会自动断电、充值了它会自动续电。智能电表的数据会不间断的和电网服务器进行相互交换，这样一个过程就实现了远程抄表和预付费的功能。

工作原理是先通过对用户供电电压和电流的实时采样，再采用专用的电能表集成电路，对采用电压和电流信号进行处理，并转换成与电能成正比的脉冲输出，最后通过单片机进行处理控制，把脉冲显示为用电量并输出。

智能电表的定义：

智能电表是智能电网的智能终端，它已经不是传统意义上的电能表，智能电表除了具备传统电能表基本用电量的计量功能以外，为了适应智能电网和新能源的使用它还具有双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能、防窃电功能等智能化的功能，智能电表代表着未来节能型智能电网最终用户智能化终端的发展方向。

特点：

1、不需要人工抄表，有利于现代化管理。

IC卡电表的使用避免人工抄表上门收费给客户带来的诸多不便，且历史购电数据均可以保存，便于客户查询。

2、充分体现了电力的商品属性。

实行先买电后用电 ，客户可以根据自己的实际需要有计划地购电、用电，不会因欠费而发生滞纳金，增加不必要的开支。

3、解决了收费难的问题。

能很好地解决零散居民客户、临时用电客户、经常欠费客户的收费问题。

4、IC卡电表具有多种防窃电功能，起动电流小、无潜动、宽负荷、低功耗，误 差曲线平直、长期运行时稳定性好，外形美观、体积小、重量轻、安装方便。

准确度高：全电子式设计，内置进口专用芯片，精度不受频率、温度、电压 高次谐波影响。

5、长寿命 ：采用SMT技术，优化的电路设计，整机出厂后无需调整电路。

6、功耗低：采用低功耗设计，降低电网线损。

7、预购电量;IC卡传递数据，实现数据回读，包括：回读总电量，剩余电量，表内累积购电量，总购电次数等信息。

8、储存表常数、初始值、用户住址、姓名等信息。

9、超负荷报警断电、剩余电量报警，提醒用户及时购电。

10、技术参数：采用长寿命基表，延长使用周期

智能物联网电表应用的领域非常广泛。在物联网时代，更多依赖于远程控电的智能电表也催生了太多的智能化应用，比热在学校、写字楼、大型商场、小区等地方都可以用来电力采集和预售电管理。而远程智能电表是通过物联网技术接入互联网，支持远程进行充值，这样也省去了IC卡作为充电媒介的这个作用。
这样用户也可以不用到电力部门去购买电了，只需要移动设备里面的APP、微信、支付宝等移动支付手段进行充值就好了。

在智能电网架构中，众多传感器部署在整个电网基础设施中，可以进行监控、测试和通信。作为智慧城市建设的基础，智能电表是智能电网最基础的元器件，也是智能电网基础数据的重要来源。通过大数据的应用，可实现更好的客户服务。具体来说，智能电表有以下三大优势。
一是让远程采集的数据更客观、更准确。通过电采系统，电力营销业务系统能实时读取客户的电压、电流、用电量等用电信息，通过大数据应用为用户提供更优质的服务。二是可以让用电故障发生时得到更快的响应；三是防止人工抄表带来的人为差错。
未来我国智能电表技术发展方向
从机械电能表到电子电能表，再到现在的智能电表，电表的功能已完成了从解决最基础的精准计量、自动抄表的需求，到实现对电网运行状态把脉监测的演进。
当前，智能电表不仅是电力计费结算的法定器具，还是智能电网的重要传感器。当前，智能电表的费控功能已臻于完善，智能电表的传感器功能还有很多可挖掘的价值。通过分析智能电表所采集的数据信息，不仅可看到电网的运行情况、设备的具体状态，还可了解电力用户的用电习惯，预测负荷变化，开展用户需求侧管理等。智能电表将成为电网实现数字化、智能化转型的基础。
下一阶段，智能电表技术的发展方向，一是电表本身需满足计量原始数据可追溯性与非计量功能兼顾又相对分离等要求；二是向双芯、多芯化，电表 *** 作系统远方在线升级，就地边缘计算和数据智能处理，M2M协同，数据共享与安全兼故发展；三是通讯和网络技术革新升级。

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