智能電表是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)等，形成以智能芯片為核心，具有電功率計(jì)量計(jì)時(shí)、記費(fèi)、與上位機(jī)通訊、用電管理等功能的電度表。
目前國(guó)內(nèi)智能電度表從結(jié)構(gòu)上大致可分為機(jī)電一體式和全電子式兩大類。
機(jī)電一體式智能電表是在原機(jī)械式電度表上附加一定的部件，使其既完成所需功能，又降低造價(jià)且易于安裝。其設(shè)計(jì)方案是在不破壞現(xiàn)行計(jì)量表原有物理結(jié)構(gòu)、不改變其國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，加裝傳感裝置變成在機(jī)械計(jì)度的同時(shí)亦有電脈沖輸出的智能表，使電子記數(shù)與機(jī)械記數(shù)同步，其計(jì)量精度一般不低于機(jī)械計(jì)度式計(jì)量表。
全電子式智能電表則從計(jì)量到數(shù)據(jù)處理都采用以集成電路為核心的電子器件，從而取消了機(jī)械部件。全電子式的智能電表比機(jī)電一體化的智能電表體積更小，可靠性更高，更加精確，耗電量也更加小，生產(chǎn)工藝大大改進(jìn)。全電子式的智能電表將會(huì)逐步取代帶有機(jī)械部件的計(jì)量表，這是未來(lái)社會(huì)發(fā)展的大勢(shì)所趨。
按照抄表方式進(jìn)行劃分，智能電表可以分為分時(shí)復(fù)費(fèi)率式、預(yù)付費(fèi)式、集中遠(yuǎn)傳自動(dòng)抄表式等。
分時(shí)復(fù)費(fèi)率式智能電表具有多個(gè)電價(jià)、多個(gè)時(shí)段分時(shí)計(jì)費(fèi)的功能，但是仍采用人工抄表的方式。與傳統(tǒng)的機(jī)械式或單純的電子式電能表相比，其在技術(shù)方面有了較大的改進(jìn)，尤其是表現(xiàn)在時(shí)間段和計(jì)費(fèi)精度等方面。
預(yù)付費(fèi)式智能電表其收費(fèi)系統(tǒng)主要由主機(jī)、IC 卡電能表、IC 卡等組成。其系統(tǒng)功能主要包括預(yù)收費(fèi)、報(bào)警、斷電、顯示和加密等。預(yù)付費(fèi)式智能電表具有可靠性高、成本較低、收費(fèi)準(zhǔn)確、不宜仿制、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，它可以切實(shí)提升居民用電收費(fèi)的管理水平，確保電費(fèi)的回收。
集中遠(yuǎn)傳自動(dòng)抄表式智能電表主要是指主站通過(guò)傳輸媒體，將多個(gè)智能電表的電能量記錄值和相關(guān)信息集中進(jìn)行抄讀，實(shí)現(xiàn)了用電數(shù)據(jù)的自動(dòng)抄送，有效杜絕了人工操作中可能存在的弊端。用戶的實(shí)際用電數(shù)據(jù)將直接傳輸至供電企業(yè)的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)中，管理人員可以隨時(shí)監(jiān)視具體的用電情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
二、智能電表的工作原理
智能電表是基于現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、測(cè)量技術(shù)，對(duì)電能信息數(shù)據(jù)開(kāi)展采集、分析、管理的先進(jìn)計(jì)量裝置。其工作原理主要是依托 A/D 轉(zhuǎn)換器或者計(jì)量芯片對(duì)用戶電流、電壓開(kāi)展實(shí)時(shí)采集，經(jīng)由 CPU 開(kāi)展分析處理，實(shí)現(xiàn)正反向、峰谷或者四象限電能的計(jì)算，進(jìn)一步將電量等內(nèi)容經(jīng)由通信、顯示等方式予以輸出。
（一）電磁感應(yīng)法計(jì)量電能
智能電表利用電磁感應(yīng)法計(jì)量電能，即電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)與電能表內(nèi)的磁場(chǎng)相互作用，測(cè)量電能消耗。這種方法通過(guò)智能電表內(nèi)部的感應(yīng)線圈、電子元件等部件實(shí)現(xiàn)。感應(yīng)線圈在電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，與電能表內(nèi)的固定磁場(chǎng)相互作用，從而產(chǎn)生與電能消耗相關(guān)的信號(hào)。這些信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后，可以準(zhǔn)確地計(jì)量電能的使用量。
（二）組成結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)功能
電能測(cè)量單元：包括感應(yīng)線圈、電流互感器和電壓互感器，保證測(cè)量準(zhǔn)確性。
數(shù)據(jù)處理單元：微處理器和存儲(chǔ)器處理電能計(jì)量數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)電能管理功能。
通信單元：實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備和電力公司或用戶的遠(yuǎn)程通信。
顯示單元：液晶顯示屏顯示電能數(shù)據(jù)和相關(guān)信息，按鍵用于設(shè)置和操作電表。
電源單元：為電表提供電源供應(yīng)。
三、智能電表的優(yōu)勢(shì)
精準(zhǔn)計(jì)量：智能電表采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量用電量。其內(nèi)部的感應(yīng)線圈、電流互感器和電壓互感器等組成的電能測(cè)量單元，保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性。通過(guò)對(duì)用戶電流、電壓的實(shí)時(shí)采集，經(jīng)由 CPU 進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)正反向、峰谷或者四象限電能的計(jì)算，準(zhǔn)確地計(jì)量電能的使用量，并且能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電能負(fù)載和供應(yīng)情況。
節(jié)約能源：智能電表能夠提供準(zhǔn)確的用電數(shù)據(jù)，幫助用戶了解自己的用電情況，從而有效使用電能。同時(shí)，智能電表具有分時(shí)計(jì)費(fèi)功能，鼓勵(lì)用戶在低谷時(shí)段用電，降低用電成本。例如，當(dāng)夏季夜晚用電低谷時(shí)，電價(jià)相對(duì)較低，用戶可以選擇在這個(gè)時(shí)段使用一些耗電量較大的電器，如洗衣機(jī)、烘干機(jī)等，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源和降低費(fèi)用的雙重目的。
遠(yuǎn)程控制：用戶可通過(guò)手機(jī) App 或互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程購(gòu)電、設(shè)定用電計(jì)劃等智能化管理。智能電表的遠(yuǎn)程控制是通過(guò)電力公司的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。電力公司的主站通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)，如 GPRS、光纖等，與智能電表相連，并發(fā)送控制指令。具體方式包括遠(yuǎn)程抄表，用戶可以通過(guò)手機(jī) APP 等途徑，查詢自己的用電情況；遠(yuǎn)程停復(fù)電，避免了人工上門停復(fù)電的繁瑣和耗時(shí)；遠(yuǎn)程設(shè)置，對(duì)智能電表的各項(xiàng)參數(shù)和設(shè)置進(jìn)行調(diào)整和修改，如電價(jià)、費(fèi)率等；遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控智能電表的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)傳輸情況，保障用電安全和穩(wěn)定。
故障檢測(cè)：智能電表具有故障自檢功能，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力異常情況，保障用電安全。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，智能電表能夠預(yù)測(cè)出可能發(fā)生的故障，并為電力公司提供預(yù)警。例如，當(dāng)智能電表檢測(cè)到電流、電壓異常波動(dòng)時(shí)，會(huì)立即向電力公司發(fā)送預(yù)警信息，電力公司可以及時(shí)派人進(jìn)行檢修，避免故障擴(kuò)大化。同時(shí)，智能電表還可以通過(guò)電能表檢定裝置等相關(guān)裝置來(lái)判斷故障位置和故障原因，從而有針對(duì)性地采取有效的解決策略，以保證智能電能表及時(shí)恢復(fù)運(yùn)行。
遠(yuǎn)程售電管理：供電企業(yè)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程售電管理，業(yè)務(wù)更加智能化和便捷化。遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)售電系統(tǒng)是一種現(xiàn)代化的電力銷售模式，它了傳統(tǒng)的后付費(fèi)方式，實(shí)現(xiàn)了用戶先付費(fèi)、后用電的智能化管理。中央管理系統(tǒng)是系統(tǒng)的核心，它能處理用戶的充值、扣費(fèi)、余額查詢等功能，并通過(guò)遠(yuǎn)程控制智能電表實(shí)現(xiàn)斷電或恢復(fù)供電。此外，系統(tǒng)還具備異常報(bào)警、數(shù)據(jù)分析等功能，有助于電力公司進(jìn)行精細(xì)化管理。
數(shù)據(jù)分析：智能電表為用戶提供用電數(shù)據(jù)分析報(bào)告，幫助用戶優(yōu)化用電方案。用戶可以直接通過(guò)智能電能表上的液晶顯示屏查詢電費(fèi)、歷史用電情況、實(shí)時(shí)電價(jià)及供電曲線等信息，了解自家在不同時(shí)間段的用電狀況，便于在用電高峰的時(shí)候關(guān)閉某些電器，并根據(jù)自己需求，制定用電計(jì)劃，降低電力開(kāi)支，使電力消費(fèi)更加合理。
差異化計(jì)費(fèi)：智能電表根據(jù)用戶用電需求和時(shí)間差異，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化用電服務(wù)。例如，對(duì)于一些商業(yè)用戶，在用電高峰時(shí)段電價(jià)較高，而在低谷時(shí)段電價(jià)較低，這樣可以鼓勵(lì)商業(yè)用戶合理安排用電時(shí)間，降低用電成本。同時(shí)，智能電表還可以通過(guò)刷現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)設(shè)置卡，更改費(fèi)率等當(dāng)前電價(jià)信息，滿足不同用戶的需求。
網(wǎng)絡(luò)化互聯(lián)：智能電表與其他智能設(shè)備和系統(tǒng)互聯(lián)互通，建設(shè)智能家居和智慧城市。智能電表通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)與主站相連，接收控制指令，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、停復(fù)電、設(shè)置和監(jiān)控等功能。同時(shí)，智能電表還可以與其他智能設(shè)備，如智能家電、智能插座等互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)智能家居的智能化管理。在智慧城市建設(shè)中，智能電表可以為城市能源管理提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，優(yōu)化城市能源分配，提高城市能源利用效率。
提升用戶體驗(yàn)：智能電表為用戶提供便捷、智能、高效的用電服務(wù)。用戶可以隨時(shí)隨地通過(guò)手機(jī) APP、網(wǎng)上銀行等方式充值，無(wú)需等待抄表和賬單，提高了生活便利性。同時(shí)，智能電表還具有安全系數(shù)高、節(jié)約資源、低能耗、功能齊全等優(yōu)點(diǎn)，為用戶帶來(lái)更加安全、可靠、節(jié)能的用電體驗(yàn)。
四、智能電表在生活中的應(yīng)用
督促養(yǎng)成節(jié)電習(xí)慣：
智能電表計(jì)量精度高，任何細(xì)微的電流都會(huì)被記錄下來(lái)。比如關(guān)掉電視或電腦后，屏幕上的電源開(kāi)關(guān)亮著，或者電腦在待機(jī)狀態(tài)，各種充電器還插在電源上等，這樣微小的用電量智能電表也能精準(zhǔn)記錄。這讓很多人誤以為智能電表會(huì)，其實(shí)并非如此，只是以前人們不注意這些用電細(xì)節(jié)，而智能電表讓這些微小用電量變得清晰可見(jiàn)。通過(guò)智能電表的記錄，人們可以更加清楚地了解自己的用電情況，從而督促自己養(yǎng)成節(jié)電習(xí)慣。例如及時(shí)拔掉插頭，切斷電源，看完電視、用完電腦后關(guān)閉電源，空調(diào)插頭不用時(shí)拔掉等。此外，還可以采取一些具體的節(jié)電措施，如使用節(jié)能燈泡，比傳統(tǒng)白熾燈省電 60% 以上；購(gòu)買適當(dāng)容量的電飯鍋，避免鍋大平白消耗電力，煮飯時(shí)先浸泡米再通電加熱以縮短煮飯時(shí)間等。
改變用電方式：
智能電表能夠更精確地分辨家庭用電的時(shí)間區(qū)間。目前我國(guó)實(shí)行了峰谷平時(shí)電價(jià)制度，一般而言，峰時(shí)段是電力需求較高的時(shí)間段，通常為早晨 7 點(diǎn)至晚上 10 點(diǎn)；谷時(shí)段是電力需求最小的時(shí)間段，通常為凌晨 0 點(diǎn)至早晨 7 點(diǎn)；平時(shí)段則是除峰、谷時(shí)段之外的時(shí)間段，通常為晚上 10 點(diǎn)至凌晨 0 點(diǎn)。具體的時(shí)間段可能會(huì)因地區(qū)、季節(jié)等因素略有調(diào)整。居民可以依據(jù)智能電表顯示的家庭用電情況，利用好用電的 “峰谷" 時(shí)段，在用電高峰期減少用電量，將一些家電設(shè)備如熱水器、洗衣機(jī)放到低谷時(shí)段使用，這樣可以節(jié)省不少電費(fèi)支出。比如在夏季，晚上電費(fèi)可能比白天便宜，居民可以在晚上洗衣，第二天早上再晾曬。選擇熱水器時(shí)，如果是夏天使用，建議不要設(shè)置為保溫狀態(tài)，夏季熱水器工作效率高，通常 5 - 10 分鐘就可把水燒好，可在谷時(shí)段使用。
節(jié)能減排：
通過(guò)智能電表督促人們養(yǎng)成節(jié)電習(xí)慣，改變用電方式，讓人們改變生活用電習(xí)慣，優(yōu)化用電方式，從而間接達(dá)到節(jié)能減排的目的。用戶可以直接通過(guò)智能電能表上的液晶顯示屏查詢電費(fèi)、歷史用電情況、實(shí)時(shí)電價(jià)及供電曲線等信息，了解自家在不同時(shí)間段的用電狀況，便于在用電高峰的時(shí)候關(guān)閉某些電器，并根據(jù)自己需求，制定用電計(jì)劃，降低電力開(kāi)支，使電力消費(fèi)更加合理。這不僅能夠?yàn)榧彝ス?jié)省電費(fèi)支出，還能減少能源消耗，為節(jié)能減排做出貢獻(xiàn)，符合政府大力提倡的環(huán)保理念，也是每個(gè)公民應(yīng)盡的義務(wù)。
遠(yuǎn)程操控：
帶遠(yuǎn)程控制的智能電表為用戶帶來(lái)了諸多便利。用戶們不需要跑到外面找電表看電量，可以直接通過(guò)智能電表液晶顯視屏看出歷史使用得電費(fèi)、告警、歷史用電、實(shí)時(shí)電價(jià)、供電曲線等一些信息，清楚地了解自家在不同時(shí)間點(diǎn)的用電情況。同時(shí)，智能電表的遠(yuǎn)程控制功能強(qiáng)大，用戶可通過(guò)手機(jī) App 或互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程購(gòu)電、設(shè)定用電計(jì)劃等智能化管理。具體方式包括遠(yuǎn)程抄表，用戶可以通過(guò)手機(jī) APP 等途徑，查詢自己的用電情況；遠(yuǎn)程停復(fù)電，避免了人工上門停復(fù)電的繁瑣和耗時(shí)；遠(yuǎn)程設(shè)置，對(duì)智能電表的各項(xiàng)參數(shù)和設(shè)置進(jìn)行調(diào)整和修改，如電價(jià)、費(fèi)率等；遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控智能電表的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)傳輸情況，保障用電安全和穩(wěn)定。此外，智能水電表遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水電表的遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，如漏水、電表故障等，避免浪費(fèi)和損失，還能為用戶提供數(shù)據(jù)報(bào)表和分析結(jié)果，幫助用戶了解自己的用水用電情況，發(fā)現(xiàn)節(jié)能降耗的潛力，并實(shí)現(xiàn)對(duì)水電表的遠(yuǎn)程控制，如遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)水電表，調(diào)節(jié)水電表的用量等，方便用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程管理和控制，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的，提高水電使用效率，降低水電費(fèi)用。
五、智能電表的發(fā)展歷程
第一代機(jī)電一體化電能表（1997 年以前）：計(jì)數(shù)器顯示，帶簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)接口，局限性大，安裝復(fù)雜。
第二代電子式電能表（1998 - 2009 年）：分普通電子式和多功能電子式，具有電能計(jì)量和通訊接口、多費(fèi)率計(jì)量等功能。
智能電表普及階段（2009 年開(kāi)始）：具有一體化信息采集、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、信息交互功能，目前基本實(shí)現(xiàn)全面覆蓋。
六、智能電表未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)
技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)行業(yè)發(fā)展：隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G 等技術(shù)的不斷發(fā)展，智能電表的功能將更加智能化、多元化。在數(shù)據(jù)采集方面，精度將進(jìn)一步提高，能夠更準(zhǔn)確地記錄用戶的用電情況。傳輸速度也會(huì)大幅提升，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，讓電力公司能夠更及時(shí)地了解用戶用電狀態(tài)。處理能力的增強(qiáng)將使智能電表能夠應(yīng)對(duì)更多復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析任務(wù)。例如，通過(guò)人工智能算法對(duì)用戶用電模式進(jìn)行深度分析，為用戶提供更精準(zhǔn)的用電建議。同時(shí)，智能電表可能會(huì)與其他智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)更緊密的融合，如智能家居系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源的高效管理。
市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)：全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和電力市場(chǎng)開(kāi)放為智能電表帶來(lái)了巨大的市場(chǎng)空間。隨著可再生能源的不斷發(fā)展，智能電網(wǎng)、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)等建設(shè)的推進(jìn)，對(duì)智能電表的需求將持續(xù)增加。新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也對(duì)電力計(jì)量和管理提出了更高的要求。例如，電動(dòng)汽車充電樁的普及需要智能電表來(lái)準(zhǔn)確計(jì)量充電電量，實(shí)現(xiàn)合理計(jì)費(fèi)。此外，智能電表在分布式能源系統(tǒng)中的作用也越來(lái)越重要，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)分布式電源的有效監(jiān)測(cè)和管理。
跨界融合與創(chuàng)新：智能電表將與電力設(shè)備、能源管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析平臺(tái)深度融合，形成智能化、一體化的能源管理系統(tǒng)。例如，智能電表與智能斷路器、智能逆變器等電力設(shè)備的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的全面監(jiān)控和優(yōu)化管理。與其他行業(yè)的跨界合作也將推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。例如，智能電表與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的結(jié)合，為智慧城市建設(shè)提供能源數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)城市能源的高效利用。
環(huán)保與節(jié)能成為重要發(fā)展方向：智能電表將更加注重環(huán)保和節(jié)能設(shè)計(jì)。通過(guò)優(yōu)化算法，提高能源計(jì)量的準(zhǔn)確性，減少能源浪費(fèi)。同時(shí)，智能電表可以為用戶提供更詳細(xì)的用電分析報(bào)告，幫助用戶實(shí)現(xiàn)高效、環(huán)保的用電方式。例如，根據(jù)用戶的用電習(xí)慣和實(shí)時(shí)電價(jià)，智能電表可以為用戶推薦最佳的用電方案，鼓勵(lì)用戶在低谷時(shí)段用電，降低用電成本，減少對(duì)環(huán)境的影響。
國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加?。弘S著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的飽和，越來(lái)越多的企業(yè)將目光投向國(guó)際市場(chǎng)。未來(lái)國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈，企業(yè)需要不斷提升技術(shù)實(shí)力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。一方面，企業(yè)要加大研發(fā)投入，提高智能電表的性能和質(zhì)量，滿足不同國(guó)家和地區(qū)的市場(chǎng)需求。另一方面，企業(yè)要加強(qiáng)品牌建設(shè)和市場(chǎng)營(yíng)銷，提高產(chǎn)品的度和美譽(yù)度。例如，國(guó)內(nèi)的智能電表企業(yè)可以通過(guò)參加國(guó)際展會(huì)、與國(guó)際合作伙伴合作等方式，拓展國(guó)際
