淺析基于泛在電力物聯網的智能電表設計與應用

摘要：智能電網出現后，無論是供電測量還是用電方面，都將自然走向萬物互聯，從而誕生泛在電力物聯網。泛在電力物聯網實現了供電系統與用電系統的統一，直接將用電管理擴展到電網端，形成了家庭、社區、建筑、城市、社會生活等各個方面的智能供電管理系統。在這個供電系統中，智能電表無疑已經成為管理系統的核心設備。智能電表的任務也將從簡單的功率測量向未來供電領域的信息平臺、交互平臺和控制平臺的平臺目標發展。未來

關鍵字：智能電網；泛在電力物聯網；智能電表；

1泛在電力物聯網

在電力物聯網誕生之前，人們將物聯網的概念局限于互聯網上的萬物互聯。所有由萬物互聯組成的智能終端都是帶有電源子系統的智能電子系統。在改進各種智能功能時，它們應該具有電源管理功能。在一些小型智能終端中，大多數使用獨立的電源。在一些大型物聯網應用（如分布式系統、局域網系統的智能家居、工業生產線、電動汽車充電樁、城市安全系統和城市照明系統）中，它們將擴展到智能電網，從而帶來復雜的電源管理和電源管理。

雙網結構是一種du特的電力物聯網結構體系。內部網絡包括發電的電源側和輸配電的電網側，外部網絡包括用戶側和供應商。內部網絡和外部網絡之間有一個共同的界面，即智能變電站和智能電表，用于實現供電側對用電側的感知、控制和信息交互。物聯網內外網絡結構體系的形成源于兩種不同的供電和用電網絡體系。前者屬于強電領域，是一個壟斷的封閉網絡系統；后者屬于弱電領域，是一個自由開放的網絡系統。內部和外部網絡交互界面中的智能。

2初級階段的泛在電力物聯網

目前，泛在電力物聯網正處于內部網絡建設的初級階段，主要包括內部網絡的三種類型和兩種網絡建設、云平臺建設、大數據和數據服務以及應對新能源的智能能源服務體系建設。

3新一代智能電表的發展趨勢

從傳統計量儀表到電力物聯網新型智能儀表，其發展趨勢是:多功能智能平臺建設、眾多半導體廠商參與、三表綜合應用、應對多元化多功能服務等。

構建多功能智能平臺；許多半導體制造商積累了參與；三表合一的綜合應用；應對多樣化的多功能服務

4智能電表IR46雙芯系統構建

早期，國際法制計量組織(InternationalRecommendation46)是智能電表結構體系的國際標準IR46。(OIML)制定并于2012年10月發布。多年來一直在不斷完善，我國一直遵循這一標準。

IR46標準的核心理念是將智能電表發展到測控平臺，實現雙芯結構的測量和管理，確保雙芯的物理分離。數據交換只能通過SPI接口在雙芯之間進行。

作為獨立的法律計算部分，計量芯受到嚴格控制，不能隨意升級，以保證數據的準確性、可追溯性和時鐘的安全性。

管理核心滿足平臺管理要求，實現雙向交互、顯示和通信、電力管理和電力模式優化。軟件下載和更新不會影響測量核心的正常運行，并且必須滿足未來邊緣計算的要求。

雙芯通過SPI總線連接。SPI是一條主從模式的串行外圍接口總線，支持一個或多個Slave設備，廣泛應用于MCU和外圍模塊之間的連接。這種總線連接方式有效地保證了雙核之間相對獨立和安全的操作空間。

智能電表雙芯設計理念來源于泛在電力物聯網的內外網絡系統結構和內外網絡的不同狀態。泛在電力物聯網的內部網絡是一個壟斷、封閉、利益和安全的電網，而外部網絡是一個充滿不安全因素、自由和開放的互聯網。雙芯結構模式可以充分干預用戶端的電力管理，實現與用戶的自由互動，同時確保電網安全和電力用戶數據安全，有利于未來智能電表在用戶端的平臺應用。

5Acrel-EIOT能源物聯網云平臺

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯網開放平臺是一個基于物聯網數據中心的平臺，為互聯網用戶提供能源物聯網數據服務，建立統一的上下行數據標準。用戶只需購買安科瑞物聯網傳感器，選擇網關，自行安裝后掃描代碼，即可使用手機和計算機獲得所需的行業數據服務。

該平臺提供多平臺、多語言、多終端數據訪問功能，包括數據駕駛艙、電氣安全監控、電能質量分析、電力管理、預付款管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等。

（2）應用場所

該平臺適用于公寓出租人、連鎖超市、小工廠、建筑管理系統集成商、小物業、智慧城市、變配電站、建筑、通信基站、工業能源消耗、智能燈塔、電力運維等領域。

（3）平臺結構

（4）平臺功能

電力復制；變壓器監控；能耗分析；能耗概況；預付費管理；充電樁管理；智能照明；安全用電；智能消防；

（5）系統硬件配置

6結論

泛在電力物聯網是繼物聯網之后的又一重大變革。它將物聯網系統的供電系統與電力系統融為一體，形成了一個完整的物聯網世界。

泛在電力物聯網從智能電網轉變而來，目前還處于起步階段。2019年電網發布的《泛在電力物聯網bai皮書2019》規劃了弱電領域智能系統應用于2024年建設泛在電力物聯網的具體目標。嵌入多式年系統的網絡行業應用者在物聯網領域的應用，一旦涉及物聯網應用（如新能源、電動汽車）領域，必然會與電力物聯網相關聯；同時，智能電表在電力側平臺上的深入應用必將帶來智能家居、智能建筑、智能城市、智能交通等領域的深度應用。

參考文獻

[1]何立民.泛在電力物聯網中的智能電表

[2]企業微電網設計與應用手冊2022.05版.