智能电表和先进计量架构
论智能电表在电网中的应用
论智能电表在电网中的应用摘要：文章对智能电表技术在电网中的应用和发展趋势做了相关的研究，指出在高级计量体系(AMI)中，电力公司和用户之间能进行交互，实现合理用电，降低能耗。
另外，智能电表与各种通讯方式相结合，满足抄表计费、管理决策、工程分析的需求是未来智能电网发展的趋势。
关键词：智能电网智能变电站智能电表计量检定引言随着电网技术的不断发展，智能电表已经开始走入千家万户，智能电表是由用户交费对智能IC卡充值并输入电表中，电表才能供电，表中电量用完后自动拉闸断电，从而有效地解决上门抄表和收电费难的问题。
同时，用户的购电信息实行微机管理，方便进行查询、统计、收费及打印票据等用户持IC卡到供电部门交款购电，供电部门用售电管理机将购电量写入IC卡中，用户持IC卡在感应区刷非接触式IC卡（简称刷卡，下同），即可合闸供电，供电后将卡拿走。
当表内剩余电量等于报警电量时，拉闸断电报警（或蜂鸣器报警），此时用户在感应区刷卡即可恢复供电；当剩余电量为零时，自动拉闸断电，用户必须再次持卡交费购电，才可以恢复用电。
1 智能电表研究现状与高级计量体系基于微处理器的电子式多功能电表取代传统的机械式电度表已成为必然趋势，近几年来在国内各行各业已开始得到广泛的应用。
一些高端的电子式多功能电表，除了提供各种电量的测量和计量功能外，还可提供电力参数实时测量、事件记录、负荷曲线存储、电能质量分析、通信等功能。
在通信接口方面，一般可提供可进行灵活配置的单向RS485、GPRS、电话MODEM和红外通信接口。
智能电网中采用的智能仪表(Smart Meter)技术，它是一种有别于电子式多功能电表的先进测量技术。
它是更多技术和功能的融合，提供更详尽的用电信息，并具有双向通信功能。
智能仪表一般是指用于计量和控制的智能电表，将来智能仪表可能应用于用户的水、气等计量和控制方面。
高级计量体系(AMI)是电网智能化建设的第一步，在智能电网的投资中所占比例最大，主要涉及大量的智能电表、传感器等设备，其中智能电表占绝大多数。
智能电表与AMI
智能电表与AMI关键信息项：1、智能电表的技术规格与性能指标：＿___________________________2、 AMI 系统的功能与架构：＿___________________________3、数据采集与传输的频率和方式：＿___________________________4、数据安全性与隐私保护措施：＿___________________________5、计费与计量的准确性保证：＿___________________________6、设备维护与故障处理责任：＿___________________________7、协议的有效期与终止条件：＿___________________________8、违约责任与赔偿机制：＿___________________________1、协议概述11 本协议旨在规范智能电表与高级计量基础设施（AMI）系统之间的合作与运行，确保双方在能源计量、数据采集、传输和管理方面的权利和义务得到明确和保障。
2、智能电表的技术规格与性能指标21 智能电表应具备高精度的计量功能，能够准确测量电能的使用量，误差范围应符合国家和行业相关标准。
211 具备实时监测电能参数的能力，包括电压、电流、功率因数等。
212 支持双向计量，适应分布式能源接入的需求。
22 智能电表应具备可靠的通信模块，能够与 AMI 系统进行稳定的数据传输。
221 支持多种通信方式，如电力线载波、无线通信等，并具备自动切换和故障恢复功能。
222 通信协议应符合相关国家标准和行业规范，确保数据的完整性和准确性。
3、 AMI 系统的功能与架构31 AMI 系统应具备数据采集、处理、存储和分析的功能，能够实现对智能电表数据的高效管理。
311 支持大规模智能电表的数据接入，具备并发处理和高吞吐量的数据处理能力。
312 提供数据可视化和报表生成功能，为用户和能源供应商提供清晰直观的用电信息。
关于提高智能电能表可靠性技术的分析
关于提高智能电能表可靠性技术的分析摘要：智能电能表运行可靠性技术可以优化智能电能表设计和使用，提升智能电能表检测精确性。
与传统的电能表技术相比更具优势，可对所检测的数据内容进行智能化信息比对分析，数据处理方式更为精准，实现信息的一体化监测，进而提升电力管理的总体质量。
本文从智能电能表运行原理入手，探讨智能电能表可靠性技术提高策略，以供参考。
关键词：智能电能表；可靠性技术；分析引言：智能电能表具有比传统电能表更为全面的功能，但是由于运行环境的影响，导致智能电能表运行稳定性会受到一定的影响，所以需要进行智能电能表的可靠性分析，充分利用可靠性分析技术研究，分析智能电能表在运行可靠性上存在的不足，并进行优化工作。
1智能电能表的原理和可靠性1.1智能电能表原理当前，在国际范围内，尚未形成对智能电能表形成统一的概念和标准，但是在行业内部对智能电能表已经形成了相对宽泛的定义，智能电能表使用微型处理器、计算机网络技术等作为基础，可实现电能数据的自动分析和采集，具有远程通讯功能，能自动完成计量工作。
实际工作中，智能电能表可以双向计量，使数据实现实时交互，从而完成远程断电操作，同时还能完成自动电费计价等相关工作。
智能电能表和传统电表相比结构更复杂，由大量的电子元器件构成，工作中会利用电压和电流实时采样获得数据，之后使用脉冲输出数据，由微处理器在处理之后输出脉冲所表示的电量值。
目前，智能电能表具备电压电流采样、电能计量、数据储存等功能，不但实现数据传输的同时，还能接收升级补丁实现软件升级，与此同时，集成远程抄表、电费充值等功能，完成数据高级处理与操作。
1.2智能电能表可靠性智能电能表也属于电子产品，因此可以从可靠性角度研究智能电能表的相关属性，以及通过使用可靠度对智能电能表的可靠性进行定量分析。
智能电能表的产品可靠性体现在，其能在规定时间内，使产品故障概率或者满足特定功能的概率达到最佳状态，能表现智能电能表的使用寿命，也能衡量智能电能表在使用过程中所具有的稳定性，目前市面上的智能电能表寿命一般都在10年以上。
智能电表成功计量解决方案
智能电表成功计量解决方案智能电表是一种通过无线通信技术连接到电力系统的电表，它具有远程抄表和实时监测电能使用的功能。
智能电表的出现为电力系统的计量带来了一场革命，它不仅可以提高计量的准确性和效率，还可以实现对电能使用的监测和管理，为能源管理提供了新的解决方案。
下面将详细介绍智能电表成功计量解决方案。
一、智能电表的技术特点智能电表具有以下几个重要的技术特点：1. 无线通信技术：智能电表通过无线通信技术（如GPRS、NB-IoT等）连接到电力系统，实现与电力系统的远程通信，可以实时传输电能数据和接收远程命令。
2. 多功能计量：智能电表不仅可以对电能进行计量，还可以测量各种电能参数（如电流、电压、功率因数等），对电能使用情况进行全面监测。
3. 数据存储和处理：智能电表内置存储器，可以存储大量的电能数据，通过内部处理器进行数据处理和分析，生成相应的报表和统计结果。
4. 远程抄表和控制：智能电表可以通过远程通信实现抄表和控制，不再需要人工上门抄表，大大提高了抄表的效率和准确性。
5. 安全性和可靠性：智能电表具有较强的安全性和可靠性，在数据传输和存储过程中采用加密技术和数据备份技术，确保数据的安全和完整性。
二、智能电表的应用领域智能电表的应用领域非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 居民用电计量：智能电表可以用于居民用电计量，实现准确的电能计费和用电监测，为居民提供更好的用电信息和能源管理服务。
2. 商业用电计量：智能电表可以应用于商业用电计量，实现对商业用电情况的全面监测和管理，提高用电效率，降低用电成本。
3. 工业用电计量：智能电表可以用于工业用电计量，实现对工业用电的实时监测和控制，提高能源利用效率，降低能源消耗。
4. 公共设施用电计量：智能电表可以应用于公共设施（如学校、医院、商场等）的用电计量，实现对公共设施用电的统一管理和监测，提高能源利用效率。
5. 新能源计量：智能电表可以应用于新能源（如太阳能、风能等）的计量，实现对新能源的计量和管理，促进新能源的发展和利用。
智能电表的设计
四川理工学院课程设计书学院计算机学院专业物联网工程20121班课程无线传感器网络题目现代小区智能电表课程设计教师符长友学生胥玉环刘依粒胡伟杰宋治桦设计时间：2014年7月5日至2017年7月11日前言近年来，在低碳经济、绿色节能及可持续发展思想的推动下，如何进一步提高电网效率，积极应对环境挑战，提高供电可靠性和电能质量，完善电力用户服务，适应更加开放的能源及电力市场化环境需要，对未来电网的发展提出了更高的要求。
智能电网的概念应运而生并成为全球电力行业共同研究和探讨的热点，支撑中国乃至全球智能电网的将是通信技术、信息处理技术和控制技术。
智能电表作为智能电网建设的重要基础装备，加快智能电表产业链整合，促进其产业化，对于电网实现信息化、自动化和互动化具有支撑作用。
基于以上分析，本文研究旨在基于AT89C51单片机的智能电表的设计。
本次设计基于单片机AT89C51是以微处理器或微控制器芯片为核心的可以存储大量的测量信息并具有对测量结果进行实时分析、综合和做出各种判断能力的仪器。
一般具有自动测量功能，强大的数据处理能力，进行自动调零和单位换算功能，能进行简单的故障提示，具有操作面板和显示器，有简单的报警功能。
本文主要包括以下三个方面的工作：(1)智能电表的设计背景、优点及发展现状本文首先分析智能电表的设计背景，其次讨论智能电表的优点及相关的应用。
(2)智能电表的硬件和软件实现分析智能电表应该具备的功能，给出该仪表的总体设计框图；详细讨论了该电路的核心芯片选取、数据采集电路的设计、通信电路及输入输出系统的实现并给出了核心芯片．AT89C51的详细参数；使用结构化程序设计手段，利用单片机C语言程序实现按键的扫描并处理程序、数据的采集及后续的算法程序、红外或RS485通信方式的自动抄表程序、CPU卡的读写操作程序以及段式LCD的显示驱动程序。
(3)设计的结论分析、不足及未来的展望阐述了设计的测试结果并对结论进行了分析，给出了设计中的不足之处，并提出了将来的修改意见及改进之处，对智能电表的未来进行展望。
智能电表成功计量解决方案样本(三篇)
智能电表成功计量解决方案样本随着科技的发展和能源问题的日益突出，智能电表作为一种能够实时监测和计量用电情况的新型设备，在能源管理和节能减排方面发挥着重要的作用。
本文将探讨____年智能电表成功计量解决方案。
首先，智能电表的成功计量解决方案需要具备高精度的计量能力。
传统的电表在计量上存在一定的误差，无法准确地反映用户的实际用电情况。
而智能电表凭借着先进的技术和算法，可以实现高精度的用电计量。
通过采集电网的电压、电流等信息，并结合电能表监测电能流动情况，智能电表可以准确地测量用户的用电量，并及时反馈给用户。
这样，用户就能够真实地了解自己的用电情况，进而合理安排用电，实现节能减排的目标。
其次，智能电表的成功计量解决方案还需要具备智能化的功能。
智能电表不仅能够实时监测和计量用电情况，还可以通过与其他智能设备的联动，实现自动化的用电控制。
例如，智能电表可以与智能家居系统相连，根据用户的生活习惯和用电需求，自动调整家电的用电状态，以达到节能减排的效果。
此外，智能电表还可以与电力公司的信息系统相连，实现用电信息的及时传输和数据的分析。
这样，电力公司可以根据用户的用电情况，进行合理的电网规划和能源分配，提高能源的利用效率。
再次，智能电表的成功计量解决方案需要具备安全可靠的性能。
由于智能电表与用户的用电信息直接相关，因此在数据传输和隐私保护方面需要具备高度的安全性。
一方面，智能电表的数据传输应采用加密算法，确保数据的传输过程不被非法获取或篡改。
另一方面，智能电表应对用户的用电数据进行隐私保护，确保用户的个人信息不被泄露。
此外，智能电表的设计和制造也需要遵守相关标准和规范，确保电表的质量和可靠性，减少故障和事故的发生。
最后，智能电表的成功计量解决方案还需要具备便捷易用的特点。
智能电表应设计简洁、操作方便，使用户能够轻松地了解和使用电表的功能。
同时，智能电表的显示界面应清晰明了，能够直观地显示用电信息。
此外，智能电表应具备远程控制和远程查询的功能，让用户能够随时随地地监控和管理自己的用电设备。
智慧电能计量管理系统设计方案
智慧电能计量管理系统设计方案智慧电能计量管理系统是一种集成了智能化、自动化和信息化技术的电能计量管理系统。
通过智能电表、数据采集设备、数据传输网络和计量数据管理系统等组成部分实现电能计量数据的采集、传输和管理。
本文将针对智慧电能计量管理系统的设计方案进行详细阐述。
一、系统需求分析智慧电能计量管理系统的设计方案应满足以下需求：1.实时监测功能：通过智能电表对电能消耗进行实时监测，及时了解用电情况，减少电能浪费；2.计量数据采集功能：通过数据采集设备收集智能电表的计量数据，并将数据传输至计量数据管理系统；3.数据传输和存储功能：通过数据传输网络实现计量数据的传输，并将数据存储至计量数据管理系统中；4.计量数据管理功能：对采集到的计量数据进行管理、分析和应用，为用户提供各种统计报表和数据查询功能；5.远程控制功能：通过计量数据管理系统实现对智能电表的远程监控和控制，提高用电效率；6.安全性能：保护计量数据的隐私安全，确保系统运行的稳定性和可靠性。
二、系统设计方案1.硬件架构设计智慧电能计量管理系统的硬件架构主要包括智能电表、数据采集设备、数据传输网络和计量数据管理系统等。
（1）智能电表：选择具有高精度和稳定性能的智能电表，支持远程通讯功能，能够实时监测和记录电能消耗数据。
（2）数据采集设备：选用性能稳定可靠的数据采集设备，负责收集智能电表的计量数据，并将数据传输至计量数据管理系统。
（3）数据传输网络：采用安全可靠的网络通讯技术，建立数据传输网络，确保计量数据的实时传输和存储。
（4）计量数据管理系统：设计和开发一套功能完善、易用性高的计量数据管理系统，用于对采集到的计量数据进行管理、分析和应用。
2.软件系统设计智慧电能计量管理系统的软件系统主要包括数据采集软件、数据传输软件和计量数据管理软件等。
（1）数据采集软件：与数据采集设备配套的软件，负责对智能电表的计量数据进行采集和处理，将数据传输至数据传输软件。
AMI智能电能表标准体系
AMI标准体系介绍和规划国际电工委员会（IEC）是国际上两大标准化组织之一，它所制定的标准具有很高的权威性，已成为世界范围内发展贸易和进行经济技术合作共同遵循的技术依据，为世界各国普遍重视并采用。
IEC第13技术委员会（TC13）负责制定与《电能测量和负荷控制设备》专业有关的国际标准。
TC13专业的所有标准根据其类别的不同、对象的不同以及技术要求的共性及特殊性分别编入IEC 62051～IEC 62059共九个分区内,具体内容如下:① IEC 62051: 交流电测量—术语② IEC 62052: 交流电测量设备─通用要求(包括通用的定义、要求、试验和试验条件)③ IEC 62053: 交流电测量设备─特殊要求(按具体设备分别制定要求)④ IEC 62054: 交流电测量设备─费率和负荷控制─特殊要求⑤ IEC 62055: 交流电测量─付费售电系统⑥ IEC 62056: 交流电测量─抄表,费率和负荷控制的数据交换⑦ IEC 62057: 交流电测量─试验设备⑧ IEC 62058: 交流电测量设备─验收检验⑨ IEC 62059: 交流电测量设备─可信性标准信息汇总表注：有如下系列规范正在规划{ Q/GDW **1-2009 电力用户用电信息采集系统功能规范Q/GDW **2-2009 电力用户用电信息采集系统专变采集终端技术规范Q/GDW **3-2009 电力用户用电信息采集系统集中抄表终端技术规范Q/GDW **4-2009 电力用户用电信息采集系统通信单元技术规范Q/GDW **5-2009 电力用户用电信息采集系统专变采集终端型式规范Q/GDW **6-2009 电力用户用电信息采集系统集中器型式规范Q/GDW **7-2009 电力用户用电信息采集系统采集器型式规范Q/GDW **8-2009 电力用户用电信息采集系统主站与采集终端通信协议Q/GDW **9-2009 电力用户用电信息采集系统集中器与下行通信模块本地接口通信协议Q/GDW *10-2009 电力用户用电信息采集系统安全防护技术规范Q/GDW *11-2009 电力用户用电信息采集系统检验技术规范Q/GDW *12-2009 电力用户用电信息采集系统专变采集终端检验技术规范Q/GDW *13-2009 电力用户用电信息采集系统集中抄表终端检验技术规范Q/GDW *14-2009 电力用户用电信息采集系统通信单元检验技术规范Q/GDW *15-2009 电力用户用电信息采集系统主站软件设计规范Q/GDW *16-2009 电力用户用电信息采集系统终端应用软件设计规范} 但由于仅仅是国网的企业标准与DL698还有覆盖和交集，因此没有列入表内。
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机械表
功能单一 • 简单计量
简单电子表
功能简单
• 简单计量 • 支持滚轮显示 • 支持LCD显 示 TOU电能量 TOU最大需量 TOU最大需量发生时间
电子多功能表
智能电表
更多技术和功能的混合，提供 更详尽的用电信息，并具有双 向通信性能
1.具备多功能表的所有功能 2.带有控制功能 3.更强大的通讯功能(双向通讯) 4.和电器间的交互 5.支持CIM(future)
AMR采集分类
低压抄表管理系统 低压用户包含普通居民用户、商业用户、动力用户等。 低压用户是发、输、变、配、用电的最后一个环节，是整个系统的重要组成部分， 本系统主要实现了低压用户端的电能数据采集、电量计算分析、线损计算分析、用 电控制、告警监测、窃电分析、后台管理、业务管理、付费管理、统计分析、电表 分布图等功能。 上层数据主要来源于配变监测分系统以及变电站分系统提供的数据接口。 数据采集支持各种电表，机械表、机电一体表、多功能电子电表等，支持多种规约， 如DL/T 645电表规约、威胜表规约，以及市面流行的其他电表规约。通过本系统的 配置程序，将其它规约录入规约库，实现多种采集设备的集成，节省了项目改造中 更换大量采集设备的费用。本系统支持多种通信方式：以太网、电力线载波、GPRS 、 CDMA、红外、232、485串口通讯等方式，可通过手机短信实现对远程设备的控制 和部分数据采集。 线损分析采用多种分析检测方法，分区域、分相、分时、分总表、同期线损分析， 可以发现用电异常现象，防止用户的违规操作以及发 生危险。
告警监测可以设定各种参数，对某些用电异常情况进行告警，提高服务质量。
低压抄表后台系统包括任务调度机与前置机，实现采集和计算任务处理的集群化管 理。 业务管理主要对用户的装表、拆表、换表的业务操作。 付设备管理方式，通过软件界面的图形化表示方法， 可快速定位用户的地理位置，用户操作方便简单。
2 (3)element
标准分级
ANSI 美洲
IEC 欧洲
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© GE HARRIS Energy Control Systems UK Limited, 1999
AMR发展状况
自动表计采集
传统采集
人工抄表
不精确，费时费力
半自动化采集
HHU 红外抄表
© GE HARRIS Energy Control Systems UK Limited, 1999
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电能表分级
使用分级
居民表 精度 2级
工商业 电能表 精度 1 级，0.5级
关口表 精度 0.2 S，0.5级
1element
2 (3)element
•计量(14个费率,8个通道,支持累计值和增量值)
• 负荷曲线(通道和时间间隔任意设置,且每个通道具有状态) •遥测值 电流,电压,功率,功率因数,频率 •事件记录(正常) •PQM事件记录(失压,过压,电流.电压不平衡…) •PQM状态报警(失压,过压,电流.电压不平衡) •LCD显示 显示项目可以配置 通过按钮可以上下翻页 •Harmonic 分析 •时钟(广播对时和读取) •安全(三级密码保护+硬件保护) •窃电报警 •通讯（RS485,网卡，拨号，GPRS,红外)
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AMR采集分类
低压抄表管理系统拓扑图
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© GE HARRIS Energy Control Systems UK Limited, 1999
自动化程度高，采集 容易受到外界干扰， 过分依赖于HHU,且依 然费资源
自动化采集
AMR
省力，省成本
精确度高
完全依赖于通讯
AMR系统分类
低压抄表管理系统 配变及负控管理系统 变电站电能量管理系统
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© GE HARRIS Energy Control Systems UK Limited, 1999
AMR采集分类
配变及负控管理系统 主要实现了对大用户的负荷控制和配变监测，以及各种告警检测和线路损耗分析。 系统主要包括控制管理、告警管理、后台管理、数据采集、线损分析、统计分析、 负荷预测、资源管理等功能。 控制管理包含自动控制，方案控制，剔除控制等多种灵活的控制方式，具备很强的 负荷控制能力，用户可根据自己的需要自己灵活定制。 控制管理系统的后台包括前置机和调度服务器，除了支持负控、配变系统外，还支 持其它分系统。前置机主要实现数据的采集，参数下发，配变监测，告警管理等与 底层终端的有通信的功能以及部分业务功能（如线损分析），调度服务器主要是为 了实现集群化的管理，将电量采集和计算统计任务动态分配给前置机，保证了系统 负荷的均衡负载。 举例说明，当系统大量增加集中器、采集器电表等设备后，导致 前置机负荷增加， 这时系统可以增加一台前置机，此时，任务调度机就可以将任务 均衡到新增的前置机上， 减少原有前置机的负担，系统整体性能得到提高。 数据采集支持2004负控规约，并可扩充到多种规约。支持多种通讯方式。
线损分析采用数据挖掘方法，可以得到用电异常现象， 防止窃电及其他违约行为， 丰富的统计分析报表、图表等可为电力公司及用电管理部门提供决策依据。
负荷预测提供了多种预测模型供用户选择，有灰度模型、一元线性回归、神经网络 等，可以从时间、空间、行业等角度进行预测，是领导决策的有力工具。
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© GE HARRIS Energy Control Systems UK Limited, 1999
AMR采集分类
配变及负控管理系统拓扑图
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© GE HARRIS Energy Control Systems UK Limited, 1999