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摘 要：作为一种集多功能、远程传输、数据分析为一体的电能表，智能电表是终端用户的电能计量仪器，是智能电网建设的重点关节。文章通过对施耐德电气智能电表的发展历程、结构原理以及功能分析提出智能电表必然发展的趋势。
关键词：智能电网、智能电表、施耐德电气
引言
已拉开序幕的“十三五”是中国全面成为全球最大电能开发和应用国家的时期，在这期间，智能电网、特高压和新能源建设将成为电力行业发展的三驾马车。在中国，智能电网的发展将从技术和管理标准制定阶段进入到智能电网示范工程建设阶段，“十三五”期间智能电网建设的总投资将达4万亿元。中国正成为全球智能电网建设的主战场，全球领先的电气技术供应商将为此做出重大的贡献，来自欧洲的施耐德电气就是杰出的代表。
智能化电网的侧重点无论是在输电侧或是在配用电侧，都离不开智能化电表这一基础环节。因为智能电表是实现智能电网的核心装置，它记录了用户的水、电、气使用情况，为这些数据提供以电子方式读取的途径，其实，这仅仅是智能电表最小的一个功能而已。智能电表能够帮助用户详细地记录能源的使用情况，用户可根据这些数据，更好的规划能源的使用状况，为节能减排提供必要的参考数据。
1 发展历程
作为一家传统的电气设备公司，施耐德电气因其性能卓越的中低压电气产品而闻名于世。为实现多元化经营，提升整体解决方案的能力，该公司分别于1991年和2005年收购美国SQUARE-D（美商实快电力公司）和加拿大Power Measurement公司，从此大跨步迈入智能电表行业，打开了国际化能源管理的新篇章。
施耐德电气智能电表的发展与全球智能电网的先进化程度紧密相连。最早的智能电表EN40仅能显示三相总的功耗值，使用者无法从中读取到各项的电压、电流及监测回路中的电能质量。随着科技的发展以及无人值守变电站技术的出现，带有通讯功能的表计愈加受到市场的青睐，施耐德推出相应的DM、PM系列智能表计，不仅能够进行分相计量，还能将测量到的参数通过通讯网络上传至上位机，使得能耗数据的大规模管理成为可能。近10几年来，世界各发达国家均加大了智能电网的建设力度，并将其发展程度作为衡量经济水平的重要指标，特别是随着柔性交流输配电技术、高压直流输电技术的发展，用户对智能电表的实时采集速度、精度、故障报警等功能的要求也越来越高，同时许多国家都制定了电能质量标准，基于这样的背景，施耐德电气推出了ION系列的高端表计，如ION7650， ION8800，此系列电表不仅实现了快速、更高精度的数据计量，由于本身具有强大的内存存储功能，还可以根据历史数据来计算用电需量，合理分析用电水平，指导用户进行分时段用电管理，从而实现监测与管理的统一。
2 结构原理
目前，智能电表从结构上分为两大类，一是机电一体式智能电表，是在原机械式电度表上附加一定的部件，让电表完成所需功能。这种智能电表具有降低造价、易于安装，设计方案不破坏现行计量表原有物理结构、不改变其国家计量标准等优势。；二是全电子式智能电表，主要是由电子元器件构成，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，对采样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的电表。
当前市场上流通的施耐德电气智能化电表，全部属于全电子式智能电表。此类智能电表从计量到数据处理都是采用以集成电路为核心的电子器件，具有可靠性，计量精确，自身耗电量、防窃电能力强、自身损耗低等众多优点，是当前最先进的一类电度表。图1是此类电表的某类结构原理图。
图2是施耐德电气ION7700电表的模块化原理图，ION技术是基于模块化的客户定制系统，智能电表的基本设置，电能质量监测、通信状态、需量设置、时钟设置等所有功能均是通过模块化定制来实现的。技术人员可以通过专业的软件，按照用户需求对各模块进行操作，从而实现对表计各项功能的设置，操作简单，功能可灵活切换。
3 几种典型的智能电表
表1列出了当前国内外市场上常见一些施耐德电气智能电表的性能参数与应用场合。终端使用者可以通过对现场需求的评估，合理选择适当的智能表计，满足其技术要求与经济性的统一。
4 发展趋势
伴随着智能电能表优越性能渐渐的浮出水面，在全球的各大电力市场中不断的有着其身影的出现，甚至很多国家的电力能源公司已经大量的使用上了智能电能表。基于此背景，笔者提出了有关智能电表未来发展的几大趋势：
采用安全的嵌入式实时操作系统（Real Time Operating System， RT
OS）。未来智能电表的计量芯片应具有更高功能集成度，实现测量和控制功能，并具有强大的运算处理能力，可完成对采集的大量电网实时信息、上级装置下发的信息命令进行及时的处理。
依托强大稳固的通信网。传统的多功能电能表和居民载波电能表只能够实现用户用电量的上传功能，而且目前使用的低压电力线载波通信、GPRS无线通信以及电网自动化的光纤通信也无法满足智能电网对智能电能表信息互动的要求。未来智能电网对通信技术要求会更高，依赖性将更强，建设支撑广域、全景实时信息的传输系统将成为智能电网的一项重要工作。
广泛支持IEC61850标准。61850是国际电工委员会TC57技术委员会针对变电站自动化通讯网络和系统所制定的标准体系，是今后变电站自动化的主要发展方向。目的是为解决不同厂商的设备互操作性，提高系统集成度。其中定义了电网IED设备的数据模型以及通讯功能接口。随着施耐德电气旗下的中高端电能表计数字化和智能化程度进一步提高，从提供ICD设备自描述文件定义IED设备功能，到支持专业配置工具进行数据建模，生成IID，CID，SCD文件并下装；从具备GOOSE现场总线通讯和MMS报文与主站通讯能力，提供了全方位的IEC61850支持。
市场占有率日趋增高。未来五年欧洲与北美仍为主力市场，亚洲在中国大陆带动下，为成长潜力最大的区域。欧洲与日本把目标设定为2020年智能电表普及率达80%。预计全球出货将从2008年的仅数百万部增长至2014年的约5，000万部，年复合增长率（CAGR）高达48%。
5 结束语
本文围绕智能电网建设的基础性环节——智能电表展开介绍，深入阐述了施耐德电气品牌下该产品的发展历程、工作原理和几类重要电表的性能参数。在文章最后，笔者从技术角度和市场层面预测了智能电表的发展趋势，对智能电表的使用者具有重要的指导意义。
参考文献
[1] 周军，史兴才，徐超. 基于ZigBee的多用户智能电表设计[J]. 电测与仪表，2010.01
[2] 王莹，于寅虎. 智能电网/电表芯片成创新热点[J]. 电子产品世界，2010.01
[3] 傅剑，梁英波. 智能电表的设计与实践[J]. 化工自动化及仪表， 2010， 09
[4] 静恩波. 基于嵌入式系統的智能电表设计与研究 [J]. 低压电器， 2011， 03
[5] 杨仁凑. Wi-Fi无线通信技术的智能抄表在电力营销系统中的应用[J]. 电力信息化， 2009，03
作者简介：
郭晓蓓1983.08，女，河南郑州人，硕士，高级工程师职称，北京交通大学毕业，主要从事能源管理系统产品设计与开发工作
关键词：智能电网、智能电表、施耐德电气
引言
已拉开序幕的“十三五”是中国全面成为全球最大电能开发和应用国家的时期，在这期间，智能电网、特高压和新能源建设将成为电力行业发展的三驾马车。在中国，智能电网的发展将从技术和管理标准制定阶段进入到智能电网示范工程建设阶段，“十三五”期间智能电网建设的总投资将达4万亿元。中国正成为全球智能电网建设的主战场，全球领先的电气技术供应商将为此做出重大的贡献，来自欧洲的施耐德电气就是杰出的代表。
智能化电网的侧重点无论是在输电侧或是在配用电侧，都离不开智能化电表这一基础环节。因为智能电表是实现智能电网的核心装置，它记录了用户的水、电、气使用情况，为这些数据提供以电子方式读取的途径，其实，这仅仅是智能电表最小的一个功能而已。智能电表能够帮助用户详细地记录能源的使用情况，用户可根据这些数据，更好的规划能源的使用状况，为节能减排提供必要的参考数据。
1 发展历程
作为一家传统的电气设备公司，施耐德电气因其性能卓越的中低压电气产品而闻名于世。为实现多元化经营，提升整体解决方案的能力，该公司分别于1991年和2005年收购美国SQUARE-D（美商实快电力公司）和加拿大Power Measurement公司，从此大跨步迈入智能电表行业，打开了国际化能源管理的新篇章。
施耐德电气智能电表的发展与全球智能电网的先进化程度紧密相连。最早的智能电表EN40仅能显示三相总的功耗值，使用者无法从中读取到各项的电压、电流及监测回路中的电能质量。随着科技的发展以及无人值守变电站技术的出现，带有通讯功能的表计愈加受到市场的青睐，施耐德推出相应的DM、PM系列智能表计，不仅能够进行分相计量，还能将测量到的参数通过通讯网络上传至上位机，使得能耗数据的大规模管理成为可能。近10几年来，世界各发达国家均加大了智能电网的建设力度，并将其发展程度作为衡量经济水平的重要指标，特别是随着柔性交流输配电技术、高压直流输电技术的发展，用户对智能电表的实时采集速度、精度、故障报警等功能的要求也越来越高，同时许多国家都制定了电能质量标准，基于这样的背景，施耐德电气推出了ION系列的高端表计，如ION7650， ION8800，此系列电表不仅实现了快速、更高精度的数据计量，由于本身具有强大的内存存储功能，还可以根据历史数据来计算用电需量，合理分析用电水平，指导用户进行分时段用电管理，从而实现监测与管理的统一。
2 结构原理
目前，智能电表从结构上分为两大类，一是机电一体式智能电表，是在原机械式电度表上附加一定的部件，让电表完成所需功能。这种智能电表具有降低造价、易于安装，设计方案不破坏现行计量表原有物理结构、不改变其国家计量标准等优势。；二是全电子式智能电表，主要是由电子元器件构成，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，对采样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的电表。
当前市场上流通的施耐德电气智能化电表，全部属于全电子式智能电表。此类智能电表从计量到数据处理都是采用以集成电路为核心的电子器件，具有可靠性，计量精确，自身耗电量、防窃电能力强、自身损耗低等众多优点，是当前最先进的一类电度表。图1是此类电表的某类结构原理图。
图2是施耐德电气ION7700电表的模块化原理图，ION技术是基于模块化的客户定制系统，智能电表的基本设置，电能质量监测、通信状态、需量设置、时钟设置等所有功能均是通过模块化定制来实现的。技术人员可以通过专业的软件，按照用户需求对各模块进行操作，从而实现对表计各项功能的设置，操作简单，功能可灵活切换。
3 几种典型的智能电表
表1列出了当前国内外市场上常见一些施耐德电气智能电表的性能参数与应用场合。终端使用者可以通过对现场需求的评估，合理选择适当的智能表计，满足其技术要求与经济性的统一。
4 发展趋势
伴随着智能电能表优越性能渐渐的浮出水面，在全球的各大电力市场中不断的有着其身影的出现，甚至很多国家的电力能源公司已经大量的使用上了智能电能表。基于此背景，笔者提出了有关智能电表未来发展的几大趋势：
采用安全的嵌入式实时操作系统（Real Time Operating System， RT
OS）。未来智能电表的计量芯片应具有更高功能集成度，实现测量和控制功能，并具有强大的运算处理能力，可完成对采集的大量电网实时信息、上级装置下发的信息命令进行及时的处理。
依托强大稳固的通信网。传统的多功能电能表和居民载波电能表只能够实现用户用电量的上传功能，而且目前使用的低压电力线载波通信、GPRS无线通信以及电网自动化的光纤通信也无法满足智能电网对智能电能表信息互动的要求。未来智能电网对通信技术要求会更高，依赖性将更强，建设支撑广域、全景实时信息的传输系统将成为智能电网的一项重要工作。
广泛支持IEC61850标准。61850是国际电工委员会TC57技术委员会针对变电站自动化通讯网络和系统所制定的标准体系，是今后变电站自动化的主要发展方向。目的是为解决不同厂商的设备互操作性，提高系统集成度。其中定义了电网IED设备的数据模型以及通讯功能接口。随着施耐德电气旗下的中高端电能表计数字化和智能化程度进一步提高，从提供ICD设备自描述文件定义IED设备功能，到支持专业配置工具进行数据建模，生成IID，CID，SCD文件并下装；从具备GOOSE现场总线通讯和MMS报文与主站通讯能力，提供了全方位的IEC61850支持。
市场占有率日趋增高。未来五年欧洲与北美仍为主力市场，亚洲在中国大陆带动下，为成长潜力最大的区域。欧洲与日本把目标设定为2020年智能电表普及率达80%。预计全球出货将从2008年的仅数百万部增长至2014年的约5，000万部，年复合增长率（CAGR）高达48%。
5 结束语
本文围绕智能电网建设的基础性环节——智能电表展开介绍，深入阐述了施耐德电气品牌下该产品的发展历程、工作原理和几类重要电表的性能参数。在文章最后，笔者从技术角度和市场层面预测了智能电表的发展趋势，对智能电表的使用者具有重要的指导意义。
参考文献
[1] 周军，史兴才，徐超. 基于ZigBee的多用户智能电表设计[J]. 电测与仪表，2010.01
[2] 王莹，于寅虎. 智能电网/电表芯片成创新热点[J]. 电子产品世界，2010.01
[3] 傅剑，梁英波. 智能电表的设计与实践[J]. 化工自动化及仪表， 2010， 09
[4] 静恩波. 基于嵌入式系統的智能电表设计与研究 [J]. 低压电器， 2011， 03
[5] 杨仁凑. Wi-Fi无线通信技术的智能抄表在电力营销系统中的应用[J]. 电力信息化， 2009，03
作者简介：
郭晓蓓1983.08，女，河南郑州人，硕士，高级工程师职称，北京交通大学毕业，主要从事能源管理系统产品设计与开发工作