智能用電技術(shù)的應(yīng)用研究

賈婷婷/國網(wǎng)伊春供電公司

智能用電技術(shù)的應(yīng)用研究

賈婷婷/國網(wǎng)伊春供電公司

通過介紹當(dāng)前具有代表意義的智能雙向表計技術(shù)、智能電器及插座技術(shù)、智能用電終端技術(shù)、智能用電信息管理系統(tǒng)技術(shù)及互動式用電技術(shù)，分析了各項用電技術(shù)的特點及在智能電網(wǎng)中所承擔(dān)的重要功能。可以預(yù)期智能用電技術(shù)將在未來得到極大的豐富與發(fā)展，并在人類家居生活中擔(dān)負(fù)著越來越重要的作用。

智能用電；智能表計；智能電器；智能插座；智能用電終端；智能用電信息管理系統(tǒng)；互動式用電

智能電網(wǎng)技術(shù)就是通過數(shù)字化信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將能源資源開發(fā)、輸送、存儲、轉(zhuǎn)換、輸電、配電、供電、售電、用電等電氣設(shè)備連接在一起，實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、高效、可靠、穩(wěn)定的現(xiàn)代化電網(wǎng)的建設(shè)。智能電網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵是選取具有前瞻性、先導(dǎo)性及探索性的重大技術(shù)作為智能電網(wǎng)技術(shù)研究的基礎(chǔ)，它涵蓋了從發(fā)電、輸電、變電、配電及用電的全部環(huán)節(jié)，具體包括智能用電技術(shù)、微網(wǎng)技術(shù)、智能變電站技術(shù)、智能饋線自動化技術(shù)、智能配電終端、電動汽車技術(shù)、智能調(diào)度技術(shù)、通信技術(shù)及智能電網(wǎng)信息技術(shù)等方面。

智能用電技術(shù)是智能電網(wǎng)技術(shù)環(huán)節(jié)的終端部分，作為最能夠體現(xiàn)智能電網(wǎng)“電力流、業(yè)務(wù)流、信息流”雙向互動的環(huán)節(jié)，它也是電網(wǎng)企業(yè)實現(xiàn)營銷現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。在國外，許多供電企業(yè)都將智能用電技術(shù)作為建設(shè)智能電網(wǎng)的第一步。本文將從智能用電技術(shù)的典型代表出發(fā)，對智能雙向表計、智能電器及插座、智能用電終端、智能用電信息管理系統(tǒng)及互動式用電技術(shù)進(jìn)行介紹。

一、智能雙向表計技術(shù)

1.電能表計讀表技術(shù)的發(fā)展歷程及存在的問題傳統(tǒng)的電能表計以單向統(tǒng)計用戶電能量的使用情況為主要目的，該技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)歷了人工抄表、遠(yuǎn)程自動抄表等階段。

（1）人工抄表。人工抄表的特點：現(xiàn)場抄表；數(shù)據(jù)手工錄入；單一電價。缺點：需要進(jìn)行入戶操作，難度大；抄表率低、周期長、資金回收速度慢；用戶增多時，管理人員和操作人員也要相應(yīng)增多，導(dǎo)致管理費用過高；抄表工作難以適應(yīng)企業(yè)管理信息化的要求；單一電價模式難以實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。

（2）遠(yuǎn)程自動抄表。遠(yuǎn)程自動抄表在人工抄表的基礎(chǔ)上有了一次質(zhì)的飛躍，其特點是：遠(yuǎn)方抄表；故障及告警；企業(yè)計量數(shù)據(jù)管理；分時電價。

2.智能雙向表計及其功能。智能用電技術(shù)中最基礎(chǔ)的產(chǎn)品就是智能雙向表計。智能雙向表計作為用戶自動化智能終端，是指具有開放式雙向通信功能的智能電表，它是一種可編程的電表，其基本功能除用于記錄電能量外的很多方面。

二、智能電器及插座技術(shù)

智能電器及插座技術(shù)作為智能用電技術(shù)的一個子集，具備智能電網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)友好與雙向互動的特性，實現(xiàn)服務(wù)、信息和系統(tǒng)資源的高度共享，為用戶提供一種更加安全、舒適、方便的智能化、信息化的生活空間。

智能電器與智能插座能夠通過無線通信技術(shù)，與智能用電終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，提供相關(guān)用電數(shù)據(jù)信息，并執(zhí)行來自智能用電終端的指令以控制和調(diào)整用電設(shè)備的運行。

1.智能電器技術(shù)。智能電器是相對于傳統(tǒng)家用電器而言的，它的出現(xiàn)與發(fā)展是與智能用電技術(shù)的發(fā)展步伐息息相關(guān)的。智能電器技術(shù)集信息技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)為一體，旨在為用戶提供更為有效、便捷、舒適的家居生活，同時還能夠與智能用電終端實現(xiàn)信息的雙向交互，優(yōu)化家居生活的電源管理。

2.智能插座技術(shù)。居設(shè)備做太大技術(shù)變革的基礎(chǔ)上實現(xiàn)智能化控制，以順應(yīng)智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的需要，更好地建設(shè)資源節(jié)約型社會。它能夠通過設(shè)定不同的家庭情景模式，使燈光自動變明變暗，空氣調(diào)節(jié)器、電視機(jī)能夠自動關(guān)閉和打開，家中所有電器設(shè)備的電源開、合都能夠得到智能化控制。

智能插座裝置常常由電源系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)5部分組成。智能插座技術(shù)的常見控制方式：無線電波方式；紅外線方式；聲控方式等。其中，聲控是最簡單的方式，其次是紅外線方式，均較無線電方式簡單且制造成本低，這是其優(yōu)勢，但在功能和性能上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于無線電遙控方式。

無線電遙控方式可分為室內(nèi)遙控和遠(yuǎn)程遙控兩種類型。室內(nèi)遙控可考慮使用ZigBee技術(shù)實現(xiàn)對室內(nèi)電器設(shè)備的智能控制；遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)則是借助電話控制系統(tǒng)、無線公網(wǎng)技術(shù)等方式實現(xiàn)對家居設(shè)備的控制。

三、智能用電終端技術(shù)

智能用電終端是戶內(nèi)用電設(shè)備的集中管理器，通過無線網(wǎng)絡(luò)對智能家居設(shè)備進(jìn)行檢測與控制，并提供友好的人機(jī)界面滿足用戶的實時瀏覽、在線監(jiān)控、任務(wù)設(shè)定等功能。它作為用戶與電網(wǎng)互動的末端，能夠根據(jù)用戶的具體需求及來自電網(wǎng)的相關(guān)信息，實現(xiàn)智能化的綜合分析與判斷，完成對用電設(shè)備的綜合能效管理。

智能用電終端是智能用電技術(shù)實現(xiàn)用戶與電網(wǎng)有效互動的基石，它與電網(wǎng)側(cè)智能用電主站系統(tǒng)通過智能雙向表計及相關(guān)信息通道，在電網(wǎng)與用戶之間建立起有效的互動性，可以對用電實施智能管理，是智能用電效益的實際體現(xiàn)。

在我國節(jié)能減排的大趨勢下，家用電器設(shè)備的待機(jī)能耗已經(jīng)成為一個不可忽視的問題。據(jù)中國節(jié)能認(rèn)證中心調(diào)查，我國城市家庭的平均待機(jī)能耗相當(dāng)于每個家庭每天晝夜都在亮著一盞15～30 W的長明燈。智能插座技術(shù)的出現(xiàn)，可以在不對家用戶側(cè)的智能用電終端一般使用觸摸式屏幕，

四、智能用電信息管理系統(tǒng)技術(shù)

智能用電信息管理系統(tǒng)是一個能夠獲取、處理、存儲和分析測量與計量值的計算機(jī)管理系統(tǒng)，并具備與其他信息系統(tǒng)進(jìn)行交互使用的功能。一般可分為智能用電管理主站系統(tǒng)及智能用電管理子站系統(tǒng)，它們之間通過集中器進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞。

1.智能用電管理主站系統(tǒng)。通過收集、儲存并智能分析來自電網(wǎng)末端用戶的實時用電信息，實現(xiàn)與各類電力用戶的有效互動，為智能電網(wǎng)營銷系統(tǒng)的分時與階梯電價、全面預(yù)付費等靈活服務(wù)策略的實施提供技術(shù)基礎(chǔ)，在一定程度上實現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測和平峰填谷的調(diào)節(jié)功能。一般置放于區(qū)級電力公司的調(diào)度中心內(nèi)，負(fù)責(zé)對整個區(qū)域進(jìn)行用電信息管理。

2.智能用電管理子站系統(tǒng)。監(jiān)視與瀏覽轄區(qū)實時用電信息，完成轄區(qū)日常業(yè)務(wù)的處理，包括收費、設(shè)備維護(hù)、電力公司政策執(zhí)行、用戶的投訴或需求響應(yīng)等。一般置放于小區(qū)管理中心或者轄區(qū)所屬的變電所內(nèi)，負(fù)責(zé)對單個或多個小區(qū)進(jìn)行用電信息管理。

在電網(wǎng)側(cè)通過智能用電信息管理系統(tǒng)，電網(wǎng)公司可以實現(xiàn)如下功能：進(jìn)行有效的負(fù)荷預(yù)測，并在一定程度上實施平峰填谷的調(diào)節(jié)功能；根據(jù)構(gòu)建的用戶用電設(shè)備模型及其歷史用電特性，通過與實時用電數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合對比及智能化數(shù)據(jù)分析，可顯著提高線路故障定位與報警能力；提高供電效率與供電質(zhì)量，有效降低供電成本。

五、互動式用電技術(shù)

智能互動式用電技術(shù)是指隨著現(xiàn)代化的信息技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，智能電網(wǎng)側(cè)與用戶側(cè)之間能夠?qū)崿F(xiàn)電力流、信息流及業(yè)務(wù)流的雙向互動，使電力用戶享受到智能化、多樣化的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，同時，又能夠提高電力企業(yè)對電力用戶的有效管理與控制能力，并改善供電質(zhì)量與服務(wù)，可分為用戶遠(yuǎn)程互動與用戶現(xiàn)場互動2種形式。

六、結(jié)束語

隨著國內(nèi)外智能用電技術(shù)的迅猛發(fā)展，智能用電面臨著許多新的要求：廣泛應(yīng)用的分布式能源；快速發(fā)展的電動汽車及儲能技術(shù)；日益提高的用戶側(cè)用電需求等。為此，本文選取了智能用電技術(shù)中具有典型性的智能雙向表計技術(shù)、智能電器及插座技術(shù)、智能用電終端技術(shù)、智能用電信息管理系統(tǒng)技術(shù)及互動式用電技術(shù)五大部分為主體，對智能用電技術(shù)進(jìn)行了全面的總結(jié)與闡述。

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