智慧型電錶，又叫智慧型電錶，是一種電子設備，記錄電能消耗並將信息傳送給電力供應商以進行監控和計費。 智慧型電錶通常每小時或更頻繁地記錄能量，並至少每天報告。智慧型電錶可實現儀表與中央系統之間的雙向通信。 這種先進的計量基礎設施（AMI）與自動抄表（AMR）的不同之處在於它能夠實現儀表與供應商之間的雙向通信。 從儀表到網路的通信可以是無線的，或者通過諸如電力線載波（PLC）的固定有線連線。 常用的無線通信選項包括蜂窩通信（可能很昂貴），Wi-Fi（隨時可用），Wi-Fi上的無線ad hoc網路，無線網狀網路，低功率遠程無線（LORA），ZigBee（低功耗） ，低數據速率無線）和Wi-SUN（智慧型公用事業網路）。
基本介紹
- 中文名：智慧型電錶
- 外文名：Smart meter
概觀,歷史簡介,目的,技術,連線,協定,數據管理,
概觀
術語智慧型儀表通常指電錶，但它也可以指測量天然氣或水消耗的裝置。
類似的儀表，通常稱為間隔或使用時間儀表，已存在多年，但“智慧型儀表”通常涉及實時或接近實時的感測器，停電通知和電能質量監測。這些附加功能不僅僅是簡單的自動抄表（AMR）。它們在許多方面與高級計量基礎設施（AMI）儀表類似。歷史上已安裝間隔時間和使用時間儀表以測量商業和工業客戶，但可能沒有自動讀數。
英國消費者團體的研究表明，多達三分之一的人會將智慧型電錶與能量監視器混淆，後者也稱為家用顯示器。智慧型電錶的推出據稱是節約能源的一種策略。雖然英國的能源供應商每年可以節省約3億英鎊，但電力用戶的利益取決於他們使用這些信息改變他們的能源使用模式。例如，智慧型電錶可以利用較低的非尖峰時間收費，並通過淨計量將電力賣回電網。
據分析公司Berg Insight稱，截至2008年底，歐洲智慧型電錶的安裝量約為3900萬台。在全球範圍內，Pike Research發現2011年第一季度智慧型電錶的出貨量為1740萬台。Visiongain確定2012年全球智慧型電錶市場的價值將達到70億美元。
智慧型電錶可能是智慧型電網的一部分，但它們本身並不構成智慧型電網。
歷史簡介
1972年，Theodore Paraskevakos與波音公司在阿拉巴馬州亨茨維爾合作開發了一種感測器監控系統，該系統使用數字傳輸進行安全，消防和醫療報警系統以及抄表功能。這項技術是自動電話線識別系統的衍生產品，稱為來電顯示。
1974年，Paraskevakos獲得了該技術的美國專利。1977年，他推出了Metretek，Inc。該公司開發並生產了第一台全自動商用遠程抄表和負載管理系統。由於該系統是在Internet之前開發的，因此Metretek使用了IBM系列1小型計算機。對於這種方法，Paraskevakos和Metretek獲得了多項專利。
目的
自從全球電力放鬆管制和市場驅動的定價開始以來，公用事業公司一直在尋找一種將消費與發電相匹配的方法。非智慧型電錶和煤氣表僅測量總消耗量，不提供能源消耗時間的信息。智慧型電錶提供了一種測量這種特定場地信息的方法，允許公用事業公司根據一天中的時間和季節收取不同的消費價格。
公用事業公司表示，智慧型電錶為住戶提供了潛在的好處。這些包括：a）估計賬單的結束，這是許多客戶投訴的主要來源b）幫助消費者更好地管理他們的能源購買的工具 - 說明在家外有顯示器的智慧型電錶可提供最多 - 關於天然氣和電力消耗的日期信息，這樣做可以幫助人們管理能源使用並減少能源費用。電價通常在當天和季節的某些可預測時間達到峰值。特別是，如果發電受到限制，如果來自其他司法管轄區的電力或更昂貴的發電量上線，價格就會上漲。支持者聲稱，在尖峰時段以更高的價格向客戶收費可以鼓勵消費者調整他們的消費習慣，以更好地回響市場價格，並進一步斷言，監管機構和市場設計機構希望這些“價格信號”能夠延遲建設更多的一代或至少從較高價格的能源購買能源，從而控制電價的穩定和快速增長。然而，有一些擔憂，低收入和弱勢消費者可能無法從日內使用時間關稅中獲益。
基於現有試驗的學術研究表明，房主的平均用電量減少了約3-5%。
遠程連線/斷開服務和讀取儀表消耗的能力是公用事業的主要勞動力節省並且可能導致抄表員的大量裁員。
技術
連線
通信是智慧型電錶的關鍵技術要求。每個儀表必須能夠可靠，安全地將收集的信息傳達到某箇中心位置。考慮到發現儀表的不同環境和位置，這個問題可能令人生畏。提出的解決方案包括：使用小區和尋呼機網路，衛星，許可無線電，組合許可和未許可無線電以及電力線通信。不僅用於通信目的的介質，而且用於所使用的網路類型也是至關重要的。因此，人們會發現：固定無線，無線網狀網路和無線自組織網路，或兩者的組合。還有其他幾種可能的網路配置，包括使用Wi-Fi和其他網際網路相關網路。迄今為止，沒有一種解決方案似乎對所有套用都是最佳的。農村公用事業與位於諸如山區或無線和網際網路公司不利地區等困難地點的城市公用事業或公用事業有著截然不同的溝通問題。
除了與前端網路的通信之外，智慧型儀表可能需要是家庭區域網路的一部分，該家庭區域網路可以包括本地顯示器和用於將一個或多個儀表與頭端連線的集線器。該網路的技術因國家而異，但包括電力線通信，無線ad hoc網路和ZigBee
協定
ANSI C12.18是ANSI標準，描述了用於與儀表進行雙向通信的協定，主要用於北美市場。 C12.18標準專門用於通過ANSI Type 2光連線埠進行儀表通信，並指定較低級別的協定詳細信息。 ANSI C12.19指定了使用的數據表。 ANSI C12.21是為數據機而不是光通信編寫的C12.18的擴展，因此它更適合於自動抄表。
IEC 61107是由IEC出版的智慧型電錶的通信協定，廣泛用於歐盟的電錶。它被IEC 62056取代，但仍然廣泛使用，因為它簡單且被廣泛接受。它使用串列連線埠傳送ASCII數據。物理介質要么是調製光，要么用LED傳送，用光電二極體接收，要么是一對電線，通常由EIA-485調製。該協定是半雙工的。 IEC 61107與FLAG協定有關，有時也與FLAG協定錯誤地混淆。 Ferranti和Landis + Gyr是接口標準的早期支持者，最終成為IEC1107的子集。
開放式智慧型電網協定（OSGP）是由歐洲電信標準協會（ETSI）發布的一系列規範，與智慧型計量和智慧型電網套用的ISO / IEC 14908控制網路標準結合使用。全球部署了數百萬台基於OSGP的智慧型電錶。已經確定了OSGP協定中的許多重大安全漏洞。
使用TCP / IP技術作為智慧型電錶套用的通用通信平台的趨勢越來越明顯，因此公用事業可以部署多個通信系統，同時使用IP技術作為通用管理平台。通用計量接口將允許在設定通信標準之前開發和大規模生產智慧型電錶和智慧型電網設備，然後在相關通信模組可以容易地添加或切換時。這將降低投資錯誤標準的風險，並允許在全球範圍內使用單一產品，即使區域通信標準有所不同。
一些智慧型電錶可以使用測試IR LED來傳輸未加密的使用數據，通過實時傳輸較低級別的數據來繞過電錶安全。
數據管理
智慧型電錶系統的另一項關鍵技術是電力公司的信息技術，它將智慧型電錶網路與公用事業應用程式集成在一起，例如計費和CIS。這包括儀表數據管理系統。
對於智慧型電網實施而言，通過家庭區域網路（HAN）在家庭內使用的電力線通信（PLC）技術是標準化和兼容的也是重要的。 HAN允許HVAC系統和其他家用電器與智慧型電錶通信，並從那裡與公用設施通信。目前，有幾種尚未兼容的寬頻或窄帶標準已經或正在開發中。為解決這一問題，美國國家標準與技術研究院（NIST）成立了PAP15小組，該小組負責研究和推薦共存機制，重點是協調HAN的PLC標準。該小組的目標是確保為HAN選擇的所有PLC技術至少共存。選擇的兩種主要寬頻PLC技術是HomePlug AV / IEEE 1901和ITU-T G.hn技術。
