基本内容 智 能 计 量 技 术 宁波三星电气股份有限公司 2011年11月17日

交 流 内 容 一. 智能电网的认知 二. 智能计量技术发展 三. 智能电能表新技术 20:44:51

电网面临的挑战 智能计量 需求响应 技术 标准进步 设备老化 环保压力 成本上升 电力需求增长 进入21世纪，随着全球资源、环境压力的不断增大，用户对电能可靠性和质量要求不断提升，电力行业正面临前所未有的挑战和机遇。 技术 标准进步 设备老化 智能计量 需求响应 环保压力 成本上升 电力需求增长 20:44:51

用户的需求 智能电网 便宜的电能 可靠的电能 高质的电能 20:44:51

电力公司的需求 数字化电网 智能电网 信息化企业 精细化管理 智能化运营 20:44:51

可持续发展的需求 智能电网 节能减排 提高能源效率 开发新能源 20:44:51

科学技术进步是基础 智 能 电 网 基础技术 产业发展 电子 计算机 通讯 分布电源 蓄能技术 智能设备 20:44:51

智能电网的特征 开放 提供电源及用户接入的智能化管理，既适应大电源接入，也适应分布式电源，特别是可再生能源的接入，实现“即插即用”，无扰接入、有序退出。 安全 更好地对人为或自然发生的扰动作出辨识与反应，在自然灾害、外力破坏和计算机攻击等不同情况下保证人身、设备、电网的安全。 高效 采用先进的实时监测、在线控制技术和需求侧引导，实现电网的优化运行、电力设施检修智能化管理和削峰填谷，增强电网输送能力，延长设备使用年限，提高能源利用效率。 清洁 支持风能、太阳能等可再生能源的大规模应用，为用户提供更丰富的清洁能源。 自愈 通过对电网的实时监测、在线分析预测及自动控制，及时发现故障隐患，快速诊断、隔离、消除故障，自我恢复，避免发生大面积停电，提高电网运行的可靠性。

用户的感受 20:44:51

实现智能电网的关键技术 智能计量技术 传感与通信技术 分析与辅助决策技术 可视化展现与操作 2019/4/7

交 流 内 容 一. 智能电网的认知 二. 智能计量技术发展 三. 智能电能表新技术 20:44:51

智能计量改变生活 用户增强对自身电力消耗的认知、提高用电透明度、优化电力消费; 供应方实现计量计费一体化、降低运营管理成本。 20:44:51

智能计量现状-欧洲 欧洲更关注分布式电网（微网）的建设，关注AMI的稳定性、实时性 20:44:51

西班牙2018年，所有机械式电表都要换成智能电表，要能实现有功/无功计量、最大需量测量、用电负荷特性采集、电源管理、分时计费、远程抄表、远程断/供电、远程编程等功能。 法国提出了3 个里程碑式的计划：到2012年，所有安装的电表都必须是智能电表；到2014 年底，50%的电表必须与AMM 系统相连；到2016年底，95%的电表必须与AMM 系统相连。 意大利：2011年3500万户电表装完，全面实施系统。 20:44:51

智能计量现状-美国 鼓励消费者高度参与的互动性。 适应所有的电源种类和电能储存方式。 支持新产品、新服务的开发。 提供适应数字经济发展需求的电能质量。 提高电网营运效率。 通过自动检测、控制和修复来预防系统事故故障。 全国1.5亿只电表，已装超过2000万只智能电表。 20:44:51

智能计量现状-中国 2010年3月“加强智能电网建设”被写入2010年《政府工作报告》， 标志着中国智能电网进入快速发展阶段。 2009年5月国家电网公司提出了坚强智能电网发展战略，全面推进智能 电网建设工作。 2009年国网启动智能电表，发布12个电表标准和24个采集系统标准。 2010年至今，国网智能表已经累计招标1.2亿只左右，并实现信息采集 及费控功， 至2015年安装智能电表2.3亿只。 20:44:51

以信息化(SG186)为核心的智能电表实施计划； 实时双向高速通信技术的研究（光纤、宽带载波、无线）； 国网智能计量发展-技术方向 以信息化(SG186)为核心的智能电表实施计划； 实时双向高速通信技术的研究（光纤、宽带载波、无线）； 计量体系可靠性研究（评估、试验、认证、统计）； 电科院正在进行电能表防强磁等研究； 各网省更关注防窃电技术； 数据安全及费控功能。 20:44:51

电能表的发展 历史 第一代智能表 第二代智能表 2008年 2006年 2012年 感应式电能表 普通电子表 部分功能表 手动抄表为主 双向电能计量； 费控功能； 分时、阶梯计量； 自动抄表（AMR）为主； 监控、监测； 综合通信，双向互动； 智能电表作为智能电网神经末梢，为智能电网成为广域机器人提供感知数据，为实现多指标自趋优的智能电网提供数据支撑。 20:44:51

提高电网的可靠性 减少电网的高峰负荷 接入可再生能源 智能电表是智能电网进入实际性发展的标志，它能使客户做出“最聪明的”电力决策，进而增加客户用电的灵活性。智能电表是将百姓带入全民节能减排战役的重要技术变革。 多项电能优质指标 提高电网的可靠性 复费率及阶梯电价 减少电网的高峰负荷 多种计量模式 接入可再生能源 智能电表从整个能源价值的角度帮助用户按最经济的方式使用电能。

AMI成为智能计量技术核心 高级计量架构(AMI)是实现智能电网的“信息化、数字化、自动化、互动化”的坚实基础，是实现智能用电的关键技术，成为未来家庭区域网络(HAN)的组成部分。 20:44:51

智能电表最大的特点就是交互。更加便捷和人性化的信息交互要求芯片的信息处理能力更强。智能电表要满足先进计量体系(AMI)，必将走模块化、网络化及系统化的方向。 20:44:51

模块化 ● 只需通过更换部分功能模块就可以实现电能表的升级换代； ● 由于功能的模块化和结构的标准化，使得供用电管理部门在选购电 能表时不必依赖某一电能表厂家产品； ● 通过远程升级或更换模块的方法，提高可维护性并节省维护费用。 20:44:51

模块化满足不同用户需求 电源模块 显示模块 通讯模块 计量模块 ATT7022B 载波模块 AD7858AR DSP 485芯片 红外 其他省份 国网 陕西地电 变压器+7805 变压器+DC/DC 开关电源 20:44:51

网络化 网络化可以实现将各种场合的电能数据进行实时采样和存储，并经通信网络的传输，将信息输送到用电信息管理系统中，通过数据共享和分析，实现供用电管理部门对异地用电信息的实时测量和监控。 20:44:51

系统化 　　系统化是综合利用成熟的计算机技术和电力系统自动化技术，在数据管理平台实现海量用电数据的有效分析、处理与管理。 在网络化和系统化的推动下，用电信息管理系统可以向着分布性和开放性的方向发展，使得用电信息管理功能的扩展更加灵活，性能不断提高，使用更加简便。 20:44:51

智能计量与智能家居的融合 智能电表的应用是实现智能家居的基础条件，利用先进的计算机技术、网络通讯技术将智能电表与家庭能源网络相结合，实现： 　1、让生活更便捷。可以实现自动抄表和自动转账交费等功能。 　2、让生活更低碳。可以接入小型家庭风力发电、屋顶光伏发电、储能等装置， 从而提高清洁能源消费比重，减少城市污染。 　3、让生活更经济。可以帮助用户合理选择用电方式，节约用能，有效降低用 能费用支出。如：智能电表支持分时电价、阶梯电价等电价政策的执行。 20:44:51

智能电表融合高速通信实现增值服务 20:44:51

交 流 内 容 一. 智能电网的认知 二. 智能计量技术发展 三. 智能电能表新技术 20:44:51

智能电表新技术 高精度计量 通信功能 满足AMI功能要求 通信规约 窄带无线 新型电能计量计算技术 冲击负荷电能计量 窄带PLC 谐波分析与计量新方法 无功电能计量 通信功能 窄带无线 窄带PLC 宽带无线: Wimax; Mcwill 宽带PLC 光纤 满足AMI功能要求 多数据采集 双向计量 停电检测 与智能家电接口 通信规约 DL/T 645 IEC 62056 20:44:51

智能电表新的技术 宽量程计量技术 低功耗节能设计 电能表SOC技术 电能表嵌入式通信接口 居民表防窃电技术 电能表长寿命可靠性设计 谐波、高压计量等研究 数字化电能表技术 DLMS/COSEM协议 20:44:51

宽量程计量技术 我公司的1（100）A 100倍量程表计。 20:44:51

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低功耗节能设计 以上技术的使用，使单相表基表（不含通信模块）的功耗低于1.0W。 开关电源及DC/DC模块的应用，把电源效率提升到85% ； 低功耗芯片应用，3V系统逐步替代5V系统； 电路设计时充分考虑节能降耗。 以上技术的使用，使单相表基表（不含通信模块）的功耗低于1.0W。 20:44:51

核心芯片SOC技术 系 统 芯 片 集成 分立元件 System On A Chip 电路 I C (简称SOC) 20:44:51

SOC芯片 计量芯片 液晶驱动 MCU 时钟芯片 四合一方案 普通方案 20:44:51

传统低速通信接口：红外、RS485、电力载波、窄带无线 未来高速通信接口：宽带无线、GPRS/CDMA、光纤 综合通信技术给电表带来了革命性发展 传统低速通信接口：红外、RS485、电力载波、窄带无线 未来高速通信接口：宽带无线、GPRS/CDMA、光纤 20:44:51

塑料光纤在智能表通信系统的应用 POF塑料光纤的优点： 快速安装：POF能够很容易地通过狭小的穿线管； 设备； 低廉成本：由于具备以上两个优点，所以采用POF做传输介质的网络接入 系统，其造价要比石英光纤接入系统低很多； 坚固耐用：POF光缆比石英光缆更加柔软耐用，弯曲半径也小。 20:44:51

双纤型POF技术性能：芯径1mm ，外径2.2mm ，百米百兆 应用现状： 目前国外已经在抄表系统尝试应用； 国内正在研究低成本的光电头，技术成熟后，可能会替代传统RS485及载波接口。 20:44:51

EPON光纤解决最后1公里问题 EPON优势：规模成本低、高带宽、基于IP标准、成熟可靠 未来光纤到户将使智能表进入高速可靠通信时代，为智能家居及智能计量提供强大的支撑。 20:44:51

电力光纤是三网融合的技术支撑 电力光纤是指采用光纤复合低压电缆，将光纤随低压电力线敷设，实现到表到户，配合无源光网络技术，承载用电信息采集、智能用电双向交互、“三网融合”等业务。 20:44:51

窃电与电表防窃电技术 电流反向窃电 短接火线窃电 一火一地方式窃电 单相居民表 断零线方式窃电 强交流磁场窃电 开盖窃电（防撬铅封） 电流反向窃电　　 短接火线窃电 　　 一火一地方式窃电　　 单相居民表　　 断零线方式窃电　　 强交流磁场窃电　　 开盖窃电（防撬铅封）　　 20:44:51

λGi λS Σ πWi πQi πEi ) ( = N i i=1 N 可靠性及长寿命研究 元器件数量 工作应力系数 工作环境系数 基于元器件应力法的可靠性预计模型 元器件数量 工作应力系数 工作环境系数 Σ i=1 N λS λGi ) = ( πWi πQi πEi 而失效率λS又取决于5个变量，我们先看第1个：元器件数量。。。 再看第2个。。。再看第3个。。。再看第4个。。。 最后一个工作环境系数取决于产品的应用环境，电表的应用环境为地面固定类，所以它是一个常数。 N i 通用失效率 通用质量系数 20:44:51

可靠性设计原则 20:44:51

可靠性设计原则 20:44:51

数字化电能表技术 数字量信号输入，采用DSP处理技术，符合IEC61850-9-1、IEC61850-9-2标准规范标准的智能电表，适用于新型智能化变电站电能计量。 20:44:51

DLMS/COSEM通信协议 DL/T645与IEC 62056的宏观比较 DL/T645 IEC 62056 无模型 标准的接口模型 命令模式 客户机/服务器模式 单一能源类型 多种能源类型：电、水、气、热、…… 由实现方解析具体内容 自解释，互操作 无互操作性 可以进行一致性测试 新仪表→新的驱动软件 通用驱动软件 主要用于电表抄表通信 仪表/系统通用的数据交换协议 目前电工仪器仪表标委会在研究并推动IEC62056标准在国内的发展。 20:44:51

祝各位领导、专家、 朋友们： 身体健康！ 万事如意！ Thank you！