随着市场经济体制的确立，电力作为一种商品走向市场已是大势所趋，但在电力商业化管理过程中，各种集抄装置与自动计费系统的开发、试验已将计算机通信的最新技术应用到了电量管理自动化上，而对电量采集的“源头”——电能表却一直没有突破。始终缺乏“独立式”和真正意义上的“网络化”，无法实现“多功能”。因而，笔者提出设计集中式智能IC卡网络电能表控制系统，此系统的先进性集中体现在“集中式”“网络化”和“多功能”上。
1现有电能表问题
1.1感应式电能表
1)精度难以提高。无论是纯“机械式”或“机电一体化”电能表，其原理主要是通过电磁感应作用产生电磁力矩，推动电能表圆盘旋转，获得电能数据。电流的线性度受电压和频率的影响，会直接影响电能表精度。而电子式电能表受其影响较小。同时，感应式电能表精度还受机械制造工艺的影响。根据技术分析，提高感应式电能表精度必然会使电能表体积增大。制造困难，成本提高，从而丧失结构简单、价格相对低廉的优势。
2)机械磨损。机械磨损是感应式电能表无法克服的缺陷。磨损的后果是使电能表计数器走慢，而每年供电部门因此流失的电量势必引起线损上升，造成供电成本增大。目前，解决方法是加强轮换。但不能从根本上解决问题。另外，空转和卡字等机械故障引起的电量丢失也十分严重。
1.2电子式电能表
目前，电子式电能表主要有多费率电能表、分时电能表、载波电能表、峰谷电能表、IC卡电能表。这些电能表在技术先进性方面与感应式电能表比较有了明显的提高，但仍存在许多问题。
1)智能化程度低。有的电子式电能表虽然提供了相应的数据接口，但数据输入需通过现场集抄器中转，更重要的是，这种电能表智能化程度不高，对因电价政策变化(如实行峰谷电价)引起的电能量采集、处理和存储方式的变更处理较困难。
2)一户一表。电子式电能表没有摆脱“独立式”的传统方式，实行的是一户一表，每个表都有计量、运算、显示、电源、数据接口等系统，但各个单元重复利用率不高，而且安装、校验、轮换工作量大。
3)单向通信。有的电子式电能表有数据接口，并有很先进的通信方式。如载波电能表，它巧妙地利用了电力载波进行通信，但它们的通信均为单向通信，目的是采集电能值。如果电价政策有变动，要对电表进行重新设置，它们就无能为力了。
4)无法实现“多功能”。电子式电能表虽有优势，但没有完全实现“软件化”，难以实现“多功能”。如IC卡电能表在收费管理上有明显优势，但它忽略了网络化的重要性，无法灵活地实现分时计量和多费率计量等功能。
2集中式智能lC卡网络电能表控制系统设计
电力部门对电能表的要求是低功耗、高质量和高可靠性，同时还要求其具有计费、掉电保护等功能。通过对目前多种电能表进行分析研究，笔者提出设计集中式智能IC卡网络电能表控制系统。该系统最显著的特点体现在“集中式”“网络化”和“多功能”，同时兼具IC卡电能表的优点。
由于显示单元、控制单元、电源单元、IC卡读写器和通信单元等均为共享，所以，大大节省了硬件资源，使电表的体积变小。同时，电表采用总线式模块化设计，即类似工控机的设计模式，含有底板和功能模板。底板上有自定义的总线和功能模板插槽;功能模板含有主控板、采集板、计量板、电源板和通信板。
3集中式智能lC卡网络电能表控制系统原理
集中式智能IC卡网络电能表控制系统将传统的一户一表改为多户一表。但系统中的计量单元是每户一个。计量单元采用高性能专用计量芯片分别对每户的用电量进行准确地统计并发出计量脉冲。同时，该单元上含有控制每户用电的通断继电器。计量脉冲采集单元用来完成计量脉冲的数据采集和对每户用电的通断控制。由于电能表中的显示单元、控制单元、电源单元、IC卡读写器和通信单元等都是共享的，所以，对于每个用户而言，控制单元都可以根据IC卡读写器读回的数据与该用户统计的总电量对用户电源进行控制。而且，该系统“网络化”的设计不是用RS485或用电力载波进行通信来实现简单的数据上传，而是采用先进的嵌入式网络模块，将单片机符合RS-232通信协议的串行通信转换成符合Intemet协议(TCP/IP协议)标准的网络接口。每台电能表有其独立的网关和IP地址，系统一旦上了Internet，通过权限便可以在Internet上对其进行操作，不仅能够上传电能表中的有关数据，而且能将系统的有关数据下载到电能表中，用来改变电能表的功能，同时，可以实现远程对电表的通、断控制。
4集中式智能lC卡网络电能表控制系统特点
1)精度高和免校验。电子式电能表的精度高于感应式电能表，若从瞬时电流、电压中采样转换成功率和电量，其精度难以提高。因为交流量呈正弦变化，以某点瞬时循环采样存在误差。减少误差的办法是提高采样频率，选用较高的晶振频率，使循环采样周期缩短：也可对电流、电压采用标准电阻直接取样，最后再将采样的交流电流、电压信号经功率乘法器和压频转换等硬件回路送单片机处理，而非使用“软件”积分法提高响应速度。由于集中式智能IC卡网络电能表采用集成化和单片机技术，所以，其出厂时处于免维护和免校验状态。
2)负荷控制较为方便。由于系统具有强大的“网络化”功能，对各用户按“容许容量”进行负荷控制就变得轻而易举，而且“容许容量”的参数也可以随时修改。
3)有效杜绝偷电、漏电现象。集中式智能IC卡网络电能表采用先进的专用计量芯片，大大提高了抗干扰性，能精确计量正负两个方向的电能，且以同一方向累计，有效地杜绝了偷电、漏电现象。
4)软件设置功能灵活。集中式智能IC卡网络电能表在电价政策有所变动时，可以通过网络方便地对电能表进行重新设置。
5)具有电量追补功能。集中式智能IC卡网络电能表尽管取消了机械计度器，但采用时钟存储技术。把系统时钟和各用户的用电指数存储在E2R0M中，掉电不丢失信息嘲。单个回路故障时，显示器可显示该户用电发生故障时的用电指数和故障时问，使电量追补计算更加科学。即使整个装置发生故障，E2R0M的掉电不丢性也可使各用户的用电指数和故障时间经读取后进行电量追补计算。
6)电表自身功耗低。集中式智能IC卡网络电能表系统的CPU采用超低功耗芯片，其他电路均采用CMOS电路，使整个电能表自身功耗极低。
5结束语
集中式智能IC卡网络电能表控制系统采用集成化和单片机技术，提高了电能表的精度，有效杜绝了偷电和漏电现象，实现了方便的容量管理，并且具有灵活的软件设置功能和电量追补功能。同时，降低了电表自身功耗。系统的主要电路采用模块化设计，并且采样与计量、强电与弱电分离，使安装和维护更为方便。