孟繁成

【摘 要】 智能用電作為智能電網(wǎng)重要的組成部分，能夠?yàn)橛脩籼峁┙?jīng)濟(jì)高效、便捷安全、服務(wù)多樣、靈活互動(dòng)和友好開放的用電服務(wù)，對(duì)電網(wǎng)的能源使用效率、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和有序用電具有重要的意義。文章對(duì)智能用電及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】 智能用電；智能用電；技術(shù)應(yīng)用；探析

一、智能用電

隨著社會(huì)的進(jìn)步和智能技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)個(gè)性化、多樣化的服務(wù)需求將急劇增加，社會(huì)增值服務(wù)將會(huì)呈現(xiàn)無(wú)限量的增長(zhǎng)，而傳統(tǒng)的供電和用電系統(tǒng)根本無(wú)法滿足這些需求。智能電網(wǎng)的出現(xiàn)極大的改變了用電服務(wù)的形態(tài)、內(nèi)容和領(lǐng)域，作為其重要組成部分的智能用電，其核心就是實(shí)現(xiàn)智能化服務(wù)，滿足用戶多元化需求實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)的穩(wěn)定可靠和經(jīng)濟(jì)安全，構(gòu)建電網(wǎng)與客戶之間的電力流、信息流、業(yè)務(wù)流實(shí)時(shí)互動(dòng)的新型供用電關(guān)系。

智能用電是通過(guò)將用戶端的設(shè)備通過(guò)傳感器和通信設(shè)備聯(lián)合成完整的用電信息交互網(wǎng)絡(luò)，智能地采集用戶的用電量、電壓、功率等用電信息，實(shí)現(xiàn)用電信息的自動(dòng)采集、負(fù)荷管理、用電狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與分析，指導(dǎo)用戶進(jìn)行用電方式調(diào)整，能夠有效地提高用戶能源利用效率和電網(wǎng)運(yùn)行安全，起到節(jié)能環(huán)保的作用。通過(guò)智能用電技術(shù)，供電企業(yè)可以獲知各類用電參數(shù)，便于實(shí)現(xiàn)分時(shí)電價(jià)管理，從而更好地有序用電，削峰填谷。同時(shí)根據(jù)采集的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)及各種電氣和狀態(tài)信息、異常事件等，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障、診斷故障，提高電網(wǎng)的用電質(zhì)量和運(yùn)行的安全性、可靠性。

二、智能用電的關(guān)鍵技術(shù)

智能用電技術(shù)涵蓋了智能采集，信息通信、智能分析決策、雙向智能交互技術(shù)等多方面的技術(shù)，是高級(jí)量測(cè)技術(shù)、控制理論、現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和圖形可視化等學(xué)科交叉的技術(shù)集群。

1、智能化的量測(cè)控制技術(shù)

采用智能電表、智能終端、數(shù)字化計(jì)量設(shè)備等智能量測(cè)裝置，運(yùn)用智能量測(cè)、通信和控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表，自動(dòng)測(cè)量管理，實(shí)時(shí)采集電力用戶用電量信息，并計(jì)算出實(shí)時(shí)負(fù)荷、整點(diǎn)電量、月累計(jì)電量、已購(gòu)電費(fèi)（電量）、剩余電費(fèi)（電量）等用電數(shù)據(jù)以及計(jì)量情況，滿足各類用戶計(jì)量計(jì)費(fèi)、信息交互、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、智能控制的要求。

2、高速的信息通信技術(shù)

高速實(shí)時(shí)通信技術(shù)是支撐智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，它為整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供通信通道，是智能用電實(shí)現(xiàn)的前提和保障?？刹捎霉饫w專網(wǎng)、電力線通信、無(wú)線專網(wǎng)、無(wú)線公網(wǎng)等。用戶可以采用已鋪設(shè)好的電力線、電話線等現(xiàn)有線路作為通信方式，也可采用無(wú)線藍(lán)牙等技術(shù)。同時(shí)，還要加強(qiáng)信息通信安全防護(hù)技術(shù)，確保智能用電服務(wù)體系的安全可靠。

3、智能交互技術(shù)

智能交互終端為電力企業(yè)和用戶之間提供了一個(gè)友好、可視的交互平臺(tái)。用戶可以通過(guò)各類終端設(shè)備及時(shí)地獲知用電信息、電價(jià)、預(yù)付電費(fèi)、剩余電費(fèi)、告警信息以及電價(jià)政策等相關(guān)內(nèi)容，可以隨時(shí)隨地支付相關(guān)費(fèi)用，并通過(guò)可視化界面接受小區(qū)信息、社區(qū)服務(wù)等增值服務(wù)，為用戶提供經(jīng)濟(jì)高效、便捷安全、服務(wù)多樣、靈活互動(dòng)和友好開放的用電服務(wù)。

4、智能分析決策技術(shù)

采用各類智能分析據(jù)測(cè)技術(shù)，統(tǒng)計(jì)分析采集到的各類用電信息，分析家庭用電負(fù)荷，為用戶提供經(jīng)濟(jì)高效的用電方案，引導(dǎo)用戶合理有序用電。同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警電能質(zhì)量，必要時(shí)提供無(wú)功補(bǔ)償和諧波治理方案，還能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運(yùn)行狀況進(jìn)行自診斷，分析異常用電，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常用電情況等。供電企業(yè)可以對(duì)電網(wǎng)購(gòu)、供、售負(fù)荷整體情況進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)，分析用電市場(chǎng)，平衡整個(gè)電力市場(chǎng)供應(yīng)和需求，保證電網(wǎng)對(duì)客戶的安全、穩(wěn)定、可靠供電。智能的分析決策技術(shù)，為智能化的用電和智能化的電網(wǎng)提供必要的技術(shù)保證。

三、智能用電下的新技術(shù)

1、智能電表技術(shù)

我們對(duì)智能電能表的要求是，在分布式電源雙向供電模式下，可以雙向獨(dú)立計(jì)量；能及時(shí)記錄用電異常事件；負(fù)荷曲線數(shù)據(jù)的保存和檢索；應(yīng)當(dāng)對(duì)動(dòng)態(tài)浮動(dòng)電價(jià)的做出快速反應(yīng)，且可以快速切換、電價(jià)實(shí)時(shí)結(jié)算；具備抄收和存儲(chǔ)智能燃?xì)獗恚悄芩淼墓δ?，具備自?dòng)管理、自動(dòng)抄收氣表和水表的功能；具備對(duì)居民家居參數(shù)的采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居電器的有序，合理化和最經(jīng)濟(jì)用電管理；對(duì)計(jì)量誤差進(jìn)行自行修復(fù)，自行矯正，必須確保計(jì)量精度在表計(jì)生命周期內(nèi)能夠滿足計(jì)量精度的要求；具備對(duì)自身硬件運(yùn)行狀況進(jìn)行自我診斷，自我評(píng)估和自我修復(fù)的功能。

2、智能采集技術(shù)

智能采集終端是對(duì)大型用戶專變、公變和低壓居民用戶用電信息進(jìn)行自動(dòng)采集的。主要有以下幾點(diǎn)用途：

根據(jù)主站設(shè)置的超限定值，對(duì)采集的用電信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，并分析其是否超限，再根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果生成相應(yīng)的事件記錄。實(shí)時(shí)采集電力用戶側(cè)電能量信息，并計(jì)算出實(shí)時(shí)負(fù)荷、整點(diǎn)電量、月累計(jì)電量、已購(gòu)電費(fèi)（電量）、剩余電費(fèi)（電量）等用電數(shù)據(jù)以及計(jì)量工況采集變壓器、開關(guān)、電源分配箱等設(shè)備的數(shù)據(jù)，提供在線設(shè)備故障診斷和分析的服務(wù)，提高設(shè)備使用的安全性；實(shí)現(xiàn)用戶定制模式下的個(gè)性化數(shù)據(jù)采集；能夠進(jìn)行用電效能分析，為客戶提供經(jīng)濟(jì)、安全的電能。

3、高速通信技術(shù)

高速實(shí)時(shí)通信技術(shù)是支撐智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，其主要特征如下：

主要通過(guò)光纖通信，來(lái)滿足電力部門對(duì)用電用戶電能的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；其次，公網(wǎng)通信（包括3G在內(nèi)的新一代公網(wǎng)通信），以語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻為基礎(chǔ)的傳輸；在一些條件不具備的地區(qū)，考慮以電力線載波代替。

4、交互終端技術(shù)

智能交互終端是電力企業(yè)和電力用戶之間的友好、可視的交互平臺(tái)。智能交互終端可以對(duì)用戶用電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)客戶用電裝置的隱患，并且以“隱患整改通知書”等書面形式通知客戶，切實(shí)履行告知義務(wù)，盡量避免出現(xiàn)事故，減少企業(yè)不必要的經(jīng)濟(jì)損失。終端具備可視化功能，能夠滿足電力企業(yè)和電力用戶之間的可視化交互溝通。

5、需方響應(yīng)技術(shù)

需方響應(yīng)技術(shù)可以根據(jù)電力用戶接受電力企業(yè)發(fā)布的用電信息，及時(shí)采取用電負(fù)荷變化的措施，以此來(lái)削峰填谷，減少負(fù)荷波動(dòng)。其主要特征如下：

用戶可以改變自己的用電方式并主動(dòng)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，以此獲得相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)利益，而不是像以往一樣被動(dòng)的按所定價(jià)格行事；可對(duì)參與市場(chǎng)的用戶提供實(shí)時(shí)電價(jià)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)同實(shí)時(shí)電價(jià)相結(jié)合的自動(dòng)負(fù)荷調(diào)整；能為系統(tǒng)調(diào)度、規(guī)劃和運(yùn)行提供精確的系統(tǒng)負(fù)荷信息，實(shí)現(xiàn)在新一代的智能設(shè)備和高級(jí)服務(wù)之間的信息共享。

四、智能用電技術(shù)和環(huán)境安全體系的相互作用

環(huán)境安全體系在一定程度上是低碳經(jīng)濟(jì)的細(xì)節(jié)詮釋，因此，環(huán)境安全體系的建立和完善從某一方面來(lái)說(shuō)是為了更好地發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)。智能用電技術(shù)和環(huán)境安全體系的建立和發(fā)展成為國(guó)家發(fā)展關(guān)注的中心后，環(huán)境保護(hù)問(wèn)題都是要符合低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展策略的。在目前的政治環(huán)境下，相關(guān)技術(shù)問(wèn)題和企業(yè)發(fā)展模式也受到挑戰(zhàn)，環(huán)境安全體系的建立與智能用電技術(shù)相輔相成，兩者一定程度上都對(duì)低碳技術(shù)的發(fā)展有促進(jìn)作用。相對(duì)而言，低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不僅需要智能用電技術(shù)和相關(guān)技術(shù)的支持，同時(shí)也是推動(dòng)該技術(shù)不斷創(chuàng)新和改進(jìn)的動(dòng)力。

環(huán)境安全體系對(duì)智能用電技術(shù)其作用；一方面，環(huán)境安全體系從提出到逐漸的建立的過(guò)程中，我國(guó)的環(huán)境保護(hù)工作得到了落實(shí)，高污染的企業(yè)被責(zé)令整改或者關(guān)閉，在環(huán)境保護(hù)意識(shí)深入人心的同時(shí)，人們更加關(guān)注對(duì)新技術(shù)的開發(fā)與利用，智能用電技術(shù)由此而生，因此環(huán)境安全體系催生了智能用電技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展。而另一方面，環(huán)境安全體系對(duì)環(huán)境上零傷害和低污染的要求，迫使智能用電技術(shù)在相應(yīng)的技術(shù)方面不斷的進(jìn)行更新和改進(jìn)。智能用電技術(shù)在整合了電能配送和電能轉(zhuǎn)化等方面的功能后，一體化的操作系統(tǒng)和智能型的管理模式都隨著環(huán)境安全體系的建立而得到不斷完善，人們也在環(huán)境安全體系的督促下，逐漸加大對(duì)智能用電技術(shù)開發(fā)和研究的力度。

五、結(jié)束語(yǔ)

智能用電自動(dòng)采集各類電能信息，能夠引導(dǎo)用戶科學(xué)合理用電，為電力企業(yè)的管理和服務(wù)提供了全新的思路，提高了電能使用的經(jīng)濟(jì)性和安全性，為社會(huì)節(jié)約了資源，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)、用戶和社會(huì)的共贏，具有極高的市場(chǎng)推廣意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉旭生，何穎，面向智能電網(wǎng)雙向互動(dòng)信息服務(wù)的通信組網(wǎng)方案設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2011（12）

[2]林弘宇，張晶，智能用電互動(dòng)服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2012（7）

[3]王曉峰，李庚清，用電信息采集系統(tǒng)發(fā)展新趨勢(shì)[J].電力需求側(cè)管理，2010（9）

[4]彭金華，舒少龍，林峰等.家庭能耗管理系統(tǒng)研究綜述[J].電力需求量測(cè)管理2011，（1）

[5]國(guó)家電網(wǎng)公司.國(guó)外智能電網(wǎng)發(fā)展綜述[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2012（1）