智能電網就是電網的智能化(智電電力)，通過先進的傳感和測量技術、實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好。
智能電錶開題報告
畢業設計開題報告
學生姓名： 周英展 學 號： 11L0851100 專 業：電氣工程及其自動化
指導教師：安國慶(講師)
年 月 日
題 目： 高校公寓專用智能電錶的設計
1.本課題的意義
針對學校學生公寓的用電安全、節約能源、防止用電事故的發生，本課題主
要研究一種智能電錶，此智能電錶應具有除能高精度計量電能之外，還可自動識
別、限制大功率電器,宿舍無人則切斷供電,杜絕大功率用電、無人用電的隱患，如惡性負載控制：當用戶使用電暖器、熱得快、電爐子等惡性負載時，系統自動識別並斷電，當惡性負載取出後，系統自動恢復供電。時段控制：可每天設
置多個時段(最多8個時段)，系統自動實現定時斷電、送電功能。過流保護功能：當某戶的用電功率超出系統設定值時，自動斷電，保護及用電器。還有預付費功能：先購電，後用電，無費自動斷電，當用戶剩餘電量為設定值時，自動斷
供電，直至重新付費後自動恢復供電;斷電報警：當用戶的剩餘電量達到系統設定值時，該戶自動斷電，以提醒用戶及時購電。退費管理：學生畢業時，系統操
作員可以列印出所有用電退費明細表，撤戶退費。
公寓是學生生活學習的地方，安全是首要的!學生在用電的時候，難免有違
規之處，僅靠宣傳和學生的自覺性是完全不夠的，極易產生用電事故。高校發生的用電事故，不僅給校方帶來麻煩，更是給學生造成傷害。引進智能電錶後，因使用電器而引起的火災和傷害不會再發生。該系統對超負荷用電、漏電、短路、
違章用電等情況，能自動、準確 、快速識別，並能及時啟動電路保護功能，用
現代智能手段徹底杜絕了重大安全隱患。此外電能表在電能管理用儀器儀表中占
有很大比例，其性能直接影響著電能管理的效率和科學文化水平。智能電錶具有
實現預付費管理方式，學生買多少電就用多少，學生畢業時剩餘電量可退費，科
學合理，同時也養成學生節約用電的習慣。在世界資源匱乏的今天，智能電錶的
使用對電能的節約與有效利用均具有十分重要的意義。現在學生公寓後勤管理己
趨於社會化，原來的管理模式需要很大的人力支持，引進公寓式安全用電智能管
理系統，將大大減少後勤管理工作量，為學校節約了人力財力。
2.文獻綜述
最早的電能表(也稱電錶)是1881年根據電解原理製成的，儘管這種電能表每隻重達幾十公斤，十分笨重，又無精度的保證，但是，當時仍然被作為科技界
的一項重大發明受到人們的重視和讚揚，並很快地在工程上採用了它。
隨著科學技術的發展，1888年，交流電的發現和應用，又向電能表的發展
提出了新的要求。經過科學家的努力，感應式電能表誕生了。由於感應式電能表具有結構簡單、操作安全、價廉、耐用、又便於維修和批量生產等一系列優點，所以發展很快。但是它也存在的許多缺點，如：準確度低、適用頻率窄、功能單
一等等。 2009年，英國政府首次將研究生產的第一批具有網絡通信功能的電錶應用
到家庭用電上後，中國國家電網隨即在國內提出智能電錶的概念。隨著微電
子高新技術和電子工業的高速發展以及用電負荷特性的不同， 對電能計量精度
提出了新的要求，智能電錶越來越顯示出其優越性。由於機械感 應式電能表的
驅動線圈的低頻窄帶電磁特性， 即對於基波外的各次諧波功率信號 難以轉換成
等比例的驅動力矩，因而造成感應式電能表對非線性負荷、衝擊負荷 的計量誤
差較大問題。機械感應式電能表的精度低、非線性負荷計量誤差大和難 以實現
各種功能的諸多缺點，造成感應式電能表發展停滯不前。隨著電錶擁有著容易實
現多功能、高精度、便於自動抄表及具有先進通訊接口等諸多功能擴展需要，促
使各種新型的智能電錶迅速發展。國家電網公司下屬26個網省公司，在2009
年下半年的時候，集中制定了統一的技術標準，這時正好處在國家電網公司要建
成智能電網的大環境下，因此把今後所要採購的電能表統一稱為智能電錶，當時
最主要的還是要解決階梯電價和遠程抄表的問題，當然還有一些功能要等到以後
拓展。中國智能電網進入全面建設階段，對智能電錶產生了巨大的市場需求。截
至2011年底，全國共約有41199萬戶家庭。預計到2017年全國共約有45199
萬戶家庭，如每戶都需安裝智能電錶，到2017年全國累計需安裝5.11億隻智能
電錶，其中更換需求為0.59億隻。2011年，國家電網公司經營區域大約有3.4
億戶家庭。如全覆蓋，國家電網公司至2017年需累計招標4.2億隻智能電錶。
其中，城市家庭需安裝1.89億隻智能電錶，農村家庭需安裝2.31億隻智能電錶。
截至2012年底，國家電網公司已累計招標智能電錶1.84億隻。預計到2013年
與智能電網配套使用的智能電能表安裝數量將達到7.6億隻，到2020年智能電
網將覆蓋全世界80%的人口。大規模的全球性智能電網建設將帶來智能電能表更
廣闊的市場需求，也為中國智能電能表生產企業出口產品創造了良好的市場條
件。有專家預計，未來幾年智能電錶的強勁增長態勢還將延續，而中國智能電錶
出口量也將持續上升。中國智能電錶在東南亞和中東等地出口表現最為突出，南
美也將成為出口新的增長地區。
綜上所述，電錶的發展體現了科技的發展，也體現了社會的需求。我國的
智能電錶安裝正在快速發展，設計一種智能電錶應用到高校公寓，實現電能的高
效使用，學生的安全用電，學校方便管理的需求，是非常有必要的。
.參考文獻：1.何立民.《單片機應用選編》北京航天航空大學出版社1993-10-1
2.林興和.國外電子式功率表和電能發展情況.電測與儀表.1986(1)
3.郭永坤.努力發展和應用國產電能儀器儀表.電測與儀表.1988(1)
4.王思彤;周暉;袁瑞銘;易忠林;;智能電錶的概念及應用[J];電網技術;2010年04期
5.AnalogDevices.Inc.ADE7755SinglePhaseEnergyMeteringICwithSynchronizedPulseOutput[EB/OL].(2003-09-18)[2011-01-05]
6.Haase P. Intelligrid a smart network of power[J].EPRL Journal,2005(Fall):17-25
智能電錶開題報告
畢業設計開題報告
學生姓名： 周英展 學 號： 11L0851100 專 業：電氣工程及其自動化
指導教師：安國慶(講師)
年 月 日
題 目： 高校公寓專用智能電錶的設計
1.本課題的意義
針對學校學生公寓的用電安全、節約能源、防止用電事故的發生，本課題主
要研究一種智能電錶，此智能電錶應具有除能高精度計量電能之外，還可自動識
別、限制大功率電器,宿舍無人則切斷供電,杜絕大功率用電、無人用電的隱患，如惡性負載控制：當用戶使用電暖器、熱得快、電爐子等惡性負載時，系統自動識別並斷電，當惡性負載取出後，系統自動恢復供電。時段控制：可每天設
置多個時段(最多8個時段)，系統自動實現定時斷電、送電功能。過流保護功能：當某戶的用電功率超出系統設定值時，自動斷電，保護及用電器。還有預付費功能：先購電，後用電，無費自動斷電，當用戶剩餘電量為設定值時，自動斷
供電，直至重新付費後自動恢復供電;斷電報警：當用戶的剩餘電量達到系統設定值時，該戶自動斷電，以提醒用戶及時購電。退費管理：學生畢業時，系統操
作員可以列印出所有用電退費明細表，撤戶退費。
公寓是學生生活學習的地方，安全是首要的!學生在用電的時候，難免有違
規之處，僅靠宣傳和學生的自覺性是完全不夠的，極易產生用電事故。高校發生的用電事故，不僅給校方帶來麻煩，更是給學生造成傷害。引進智能電錶後，因使用電器而引起的火災和傷害不會再發生。該系統對超負荷用電、漏電、短路、
違章用電等情況，能自動、準確 、快速識別，並能及時啟動電路保護功能，用
現代智能手段徹底杜絕了重大安全隱患。此外電能表在電能管理用儀器儀表中占
有很大比例，其性能直接影響著電能管理的效率和科學文化水平。智能電錶具有
實現預付費管理方式，學生買多少電就用多少，學生畢業時剩餘電量可退費，科
學合理，同時也養成學生節約用電的習慣。在世界資源匱乏的今天，智能電錶的
使用對電能的節約與有效利用均具有十分重要的意義。現在學生公寓後勤管理己
趨於社會化，原來的管理模式需要很大的人力支持，引進公寓式安全用電智能管
理系統，將大大減少後勤管理工作量，為學校節約了人力財力。
2.文獻綜述
最早的電能表(也稱電錶)是1881年根據電解原理製成的，儘管這種電能表每隻重達幾十公斤，十分笨重，又無精度的保證，但是，當時仍然被作為科技界
的一項重大發明受到人們的重視和讚揚，並很快地在工程上採用了它。
隨著科學技術的發展，1888年，交流電的發現和應用，又向電能表的發展
提出了新的要求。經過科學家的努力，感應式電能表誕生了。由於感應式電能表具有結構簡單、操作安全、價廉、耐用、又便於維修和批量生產等一系列優點，所以發展很快。但是它也存在的許多缺點，如：準確度低、適用頻率窄、功能單
一等等。 2009年，英國政府首次將研究生產的第一批具有網絡通信功能的電錶應用
到家庭用電上後，中國國家電網隨即在國內提出智能電錶的概念。隨著微電
子高新技術和電子工業的高速發展以及用電負荷特性的不同， 對電能計量精度
提出了新的要求，智能電錶越來越顯示出其優越性。由於機械感 應式電能表的
驅動線圈的低頻窄帶電磁特性， 即對於基波外的各次諧波功率信號 難以轉換成
等比例的驅動力矩，因而造成感應式電能表對非線性負荷、衝擊負荷 的計量誤
差較大問題。機械感應式電能表的精度低、非線性負荷計量誤差大和難 以實現
各種功能的諸多缺點，造成感應式電能表發展停滯不前。隨著電錶擁有著容易實
現多功能、高精度、便於自動抄表及具有先進通訊接口等諸多功能擴展需要，促
使各種新型的智能電錶迅速發展。國家電網公司下屬26個網省公司，在2009
年下半年的時候，集中制定了統一的技術標準，這時正好處在國家電網公司要建
成智能電網的大環境下，因此把今後所要採購的電能表統一稱為智能電錶，當時
最主要的還是要解決階梯電價和遠程抄表的問題，當然還有一些功能要等到以後
拓展。中國智能電網進入全面建設階段，對智能電錶產生了巨大的市場需求。截
至2011年底，全國共約有41199萬戶家庭。預計到2017年全國共約有45199
萬戶家庭，如每戶都需安裝智能電錶，到2017年全國累計需安裝5.11億隻智能
電錶，其中更換需求為0.59億隻。2011年，國家電網公司經營區域大約有3.4
億戶家庭。如全覆蓋，國家電網公司至2017年需累計招標4.2億隻智能電錶。
其中，城市家庭需安裝1.89億隻智能電錶，農村家庭需安裝2.31億隻智能電錶。
截至2012年底，國家電網公司已累計招標智能電錶1.84億隻。預計到2013年
與智能電網配套使用的智能電能表安裝數量將達到7.6億隻，到2020年智能電
網將覆蓋全世界80%的人口。大規模的全球性智能電網建設將帶來智能電能表更
廣闊的市場需求，也為中國智能電能表生產企業出口產品創造了良好的市場條
件。有專家預計，未來幾年智能電錶的強勁增長態勢還將延續，而中國智能電錶
出口量也將持續上升。中國智能電錶在東南亞和中東等地出口表現最為突出，南
美也將成為出口新的增長地區。
綜上所述，電錶的發展體現了科技的發展，也體現了社會的需求。我國的
智能電錶安裝正在快速發展，設計一種智能電錶應用到高校公寓，實現電能的高
效使用，學生的安全用電，學校方便管理的需求，是非常有必要的。
.參考文獻：1.何立民.《單片機應用選編》北京航天航空大學出版社1993-10-1
2.林興和.國外電子式功率表和電能發展情況.電測與儀表.1986(1)
3.郭永坤.努力發展和應用國產電能儀器儀表.電測與儀表.1988(1)
4.王思彤;周暉;袁瑞銘;易忠林;;智能電錶的概念及應用[J];電網技術;2010年04期
5.AnalogDevices.Inc.ADE7755SinglePhaseEnergyMeteringICwithSynchronizedPulseOutput[EB/OL].(2003-09-18)[2011-01-05]
6.Haase P. Intelligrid a smart network of power[J].EPRL Journal,2005(Fall):17-25
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