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智能电能表的功能特点及采集终端的远程控制分析

张晓兰 白杨 蔡徵薇
摘 要：随着世界的电网发展，智能电能表的使用有了更加广泛的范围，智能电能表可以进行自动的抄录，还可以对电量进行有效的控制，使电表的消耗减少，通过对电能表的电力计量和监控使用电的情况直接掌握，还可以提高用电的安全性，进而达到较好的水平。文章对其功能特点和采集的远程控制进行了分析。
关键词：智能电表；远程控制；功能作用
智能电能表可以使用电用户的用电情况更加直观的展现，还可以方便供电公司进行查表，利用智能电能表来对电量进行全面的计算分析，并且控制用电情况，供电公司通过电能表来收集用户的用电情况信息，从而将用电的规定进一步完善，使供电公司的管理效率提升，加强供电的效果和质量，使用电得到良好的规范。智能电能表在用户与供电公司之间形成了全面的网络，这样可以收集到大量用户的信息，将电表信息进行更快速的处理，使资源的利率提高，这种电能表在使用上具有十分广泛的范围。
1 智能电能表包含的主要功能特点
1.1 分时计量特点
智能电能表包括正向有功电能、反向有功电能以及四象无功电能这几种功能，通过对电能进行时间的积累，将总、尖、峰、平、谷进行点能量的保存，通过数据的保存，可以对一年的电量进行计算，其中保存的时刻在每月的特定日期进行，分时段进行积累。此外，这种计量的方式可以使电力用户的需求更好的得到满足，还可以对电能使用进行科学管理。
1.2 费控特点
费控的进行方式有本地和远程，本地费控以CPU卡等来作为介质，并且能够对电能表的数据进行动态的计算，在金额数小于预警金额的时候，电能表可以通过光等物质来进行提示，使用户了解。远程费控通过载波作为介质，使电能表内部不会保存用电的数据，需要通过接受远程系统的信号来进行验证，使用密码作为验证的要求，使其中的数据信息得到安全的保护。这两种方式的进行都需要在执行任务的时候通过密码的解锁来实现，所以有保密性。
1.3 测量监测特点
智能电能表可以对电压的数值情况等进行测量，对电流的状态以及不平衡等现象进行监控，避免了用电中的不良情况的发生，可以大大的提高用户的用电安全水平。
1.4 永久纪录特点
智能电能表中的内部容量主要由芯片进行储存，能够对用电电量进行测量，还包括有功电压电流等，对电能表的数据信息进行永久存储，其中还有掉电的情况数量以及发生的时间、编程的数量和时间等，将操作者的编程数据以及代码信息等进行保存，能够记录多种信息。
1.5 费率和时段方案特点
智能电能表中包括不同的时段表，能够按照设置的时间进行运转，这种方式可以使用四种费率，并且可以设置日历，能够在一天之内对编程进行时段的更换，之间的相隔时间最少为15分钟。
1.6 报警特点
当故障发生的时候，智能电能表的背光灯能够维持点亮状态，并且可以转换为报警的状态，使其得到察觉，当电表的剩余数额比预警的数值要小的时候，智能电能表会出现购电的提示，提醒用户，当发生问题故障的时候，则会显示出错误的信息码。
1.7 冻结特点
智能电能表具有冻结的作用，能够对特定时间进行冻结，这种方式指的是根据预约好的时间进行时间冻结，使其能够起到冻结电量的作用。瞬时冻结指在不正常状况下，仅冻结当前的时间和电能量有关数据，日冻结则是每日存储零点这一时刻的电能量数据。
2 智能电能表的特点
2.1 功能强大
由于单片机程序的软件不断开发， 智能电能表具有准确计量、实时监测和自动控制的功能，一块智能电能表相当于七块感应式电能表，即两块正向有功表、两块正向无功表、两块最大需量表、一块失压计时仪，表计数量的减小降低了二次回路的压降，有效提高了装置的可靠性。
2.2 准确度高
智能电能表克服了普通感应式电能表的机械磨损问题，采用了精密的电子元件， 利用各种补偿就达到了很高的准确度等级， 進一步提高了准确度， 使得电能表的准确度等级由0.5～3 级提高到 0.2～2 级。
2.3 起动电流小
普通感应式电能表需要在 0.3%I b 下才能起动计量， 而智能电能表极为灵敏， 在 0.1%I b 电流下就能开始起动计量。 例如，居民常用的 220V 、 5A 电能表，若是普通感应式电能表需要 3.3W 才能启动，而智能电能表仅需 1.1W 就可以，这也意味着智能表在小电流的情况下仍然可以正常进行计量工作，尤其是在电视机或空调在待机状态时。
2.4 信息交互功能强
智能电能表采用 RS485 和 RS232 接口，配合使用用电信息采集系统，从而实现电能表的用电信息采集汇总，还能够接受其他设备命令进行停送电操作。 相比于普通感应式电能表，智能电能表的最大优势是通信接口主要分担了智能家居应用中的数据和通信网关，本地通信以光电通信为主，而上行通信以 GPRS 为主，实现了信息交互功能。 因此，供电公司可以根据相应的管理系统实时监测用户用电，进一步实现控制管理，以帮助供电公司评价设备运行状态。
3智能电表采集终端的远程控制
3.1 GPRS 移动数据传输网络
智能电能表采集到的数据可以通过 GPRS 网络接口实现很多数据的解码处理，即通过中国移动的 GPRS 网络，转换成公网数据的格式传输，最后传送到供电公司。 GPRS 系统具有建设周期短、建设成本低以及设备安装简便的优点，可以提供用户的无线 IP 连接。
3.2 电表数据采集点
智能电能表的集中器可以支持单个电表也可以支持多个电表，集中器与电能表直接相连，不仅可以通过 GPRS 网络将采集的数据发送到供电公司，与此同时，供电公司的指令也能由集中器传到电表控制模块来控制电表操作。
3.3 智能电能表数据传输及存储
ESAM 安全模块中存储了本地智能电能表的费率和剩余金额等关键数据，再根据这些关键数据计量。 远程费控智能电能表在本地不需要计费，有些关键数据虽然存储在 ES-AM 外部， 但安全认证时也要借助 ES-AM 进行。 在对必须写入ESAM 芯片的参数修改时，认证身份后，还需要按照 MAC+ 明文的方式对数据进行传输操作。 而当对 ESAM 芯片外部的参数进行修改时，在身份认证通过后，要按照 MAC+ 密文对数据进行传输并认证，再一次认证通过后，必须用明文的方式来获得参数，并依次对其存储。
3.4 采集主站对智能表的远程控制
智能电能表的数据采集点设置在用户小区内，和 GPRS连接，内部设有处理器，可以通过 GPRS 数据传输终端对数据进行处理。 通常是将处理的协议封装后发送到 GPRS 网络，再通过网络发送到供电公司的远程抄表系统。
4 结语
世界的智能电力管理水平逐渐提高，智能电能表得到了更加广泛的应用，很多国家结合本国的需求进行智能电能表的改造，使电能表更好的发挥作用，但是缺少明确的概念来进行电能表的定义。通过分析得出：智能电能表作为电能表的衍生设备进行开发使用，具有较大的参考意义；智能电能表设计的技术比较多，需要对各个方面进行要求和规范；电能表的计量范围有限，需要注意。通过定义来更好的改善电能表，使其能够发挥作用。
参考文献：
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[3]吕亦可. 智能电能表的功能特点及采集终端的远程控制[J]. 建材与装饰， 2018（1）.

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