淺談芻議智能用電技術

屈媛媛

(國網陜西省電力公司電力科學研究院,陜西西安 710000)

淺談芻議智能用電技術

屈媛媛

(國網陜西省電力公司電力科學研究院,陜西西安 710000)

通過介紹當前具有代表意義的智能雙向表計技術、智能電器及插座技術、智能用電終端技術、智能用電信息管理系統技術及互動式用電技術,分析了各項用電技術的特點及在智能電網中所承擔的重要功能。這些技術在當前的智能用電技術中得到廣泛的應用,可以預期智能用電技術將在未來得到極大的豐富與發展,在我國也逐漸得到廣泛的應用,表現出很好的技術效果。

智能用電 智能表計 智能電器 智能插座

By introducing this intelligent two-way metering technology, smart appliances and socket technology, intelligent power terminal technology,intelligent power management information system technology and interactive technology has significant representatives of the electricity, the electricity technology analyzes features and important functions in the smart grid undertaken. The technology has been in the current smart power technology in a wide range of applications, you can expect smart power technology will greatly enrich and develop in the future, in our country have gradually been widely used,showing good technical results.

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智能用電技術是智能電網技術環節的終端部分，作為最能夠體現智能電網“電力流、業務流、信息流”雙向互動的環節，它也是電網企業實現營銷現代化的重要基礎。我們通過研究可以發現在很多國家這也是非常重要的第一步。我們將針對之前的總結從智能用電技術的典型代表出發，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及互動式用電技術進行介紹。

1 智能雙向表計技術

1.1 電能表計讀表技術的發展歷程及存在的問題

傳統的電能表計以單向統計用戶電能量的使用情況為主要目的，該技術的發展，經歷了人工抄表、遠程自動抄表等階段。

(1)人工抄表；人工抄表的特點:現場抄表；數據手工錄入；單一電價，針對于人力資源越來越貴的今天其缺點日益凸顯。缺點:需要進行入戶操作，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增多，導致管理費用過高；抄表工作難以適應企業管理信息化的要求；單一電價模式難以實現資源的優化配置。這就是我們需要實現其自動化的關鍵因素。

(2)遠程自動抄表；遠程自動抄表在人工抄表的基礎上有了一次質的飛躍，其特點是:遠方抄表；故障及告警；企業計量數據管理；分時電價，這都是我們現代的技術調價下的要求。國內受技術水平的限制，遠程自動抄表技術起步較晚。這幾年隨著國家康居工程的推廣和智能化小區的發展，出現了多種不同的自動抄表方式。主要有:利用全球移動通信系統(global system formobile communication，GSM)短消息技術實現的自動抄表方式；基于modem、電話網和單片機的遠程抄表系統；利用電力線的載波和擴頻技術實現的遠程抄表以及磁卡收費方式等。當前自動抄表技術的不足之處在于:無法完全滿足智能電網的用電技術對智能雙向表計的需求；智能家居內無法接入戶內網及實現對智能家電的監控；無法實現智能電網技術的需求側響應需要；無法實現主站端對用戶遠程負荷的控制。

1.2 智能雙向表計及其功能

智能用電技術中最基礎的產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，還可以實現以下功能:

(1)能根據預先設定的時間間隔來測量和儲存多種計量值(如電能量、有功功率、無功功率、電壓等)。(2)能夠接入智能用電信息管理系統和數據中心，進行數據與信息的交換。(3)具有雙向通信功能，能夠支持電表的即時讀取(可隨時讀取和驗證用戶的用電信息)、遠程接通和開斷、裝置干擾和竊電檢測、電壓越界檢測，也支持分時電價或實時電價和需求側管理。(4)在檢測到失去供電時，電表能發回斷電報警信息(一般利用內置電容器的蓄電來實現)，這給故障檢測和響應提供了很大的方便。(5)能夠作為電力公司與用戶戶內網絡進行通信的網關，使用戶可以實時地查看其用電信息和從電力公司接收電價信號。當系統處于緊急狀態或需求側響應并得到用戶許可時，電表可以中繼電力公司對用戶戶內電器的負荷控制命令。

2 智能電器及插座技術

智能電器及插座技術作為智能用電技術的一個子集，具備智能電網的優質友好與雙向互動的特性，實現服務、信息和系統資源的高度共享，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，與智能用電終端進行數據交互，提供相關用電數據信息，并執行來自智能用電終端的指令以控制和調整用電設備的運行。

2.1 智能電器技術

智能電器是相對于傳統家用電器而言的，它的出現與發展是與智能用電技術的發展步伐息息相關的。智能電器技術集信息技術、控制技術、網絡技術、計算機技術為一體，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信息的雙向交互，優化家居生活的電源管理。智能家用電器具備如下功能:

(1)接受電力企業或者智能用電終端多種方式的智能化遠程控制；(2)具備家電設備高效的節能技術，并可實現家電設備的高度信息化；(3)能夠實時顯示、分析電器設備用電信息，通過與電力企業的信息交互，獲取分時電價的信息，從而實現智能化用電管理。

2.2 智能插座技術

在我國節能減排的大趨勢下，家用電器設備的待機能耗已經成為一個不可忽視的問題。據中國節能認證中心調查，我國城市家庭的平均待機能耗相當于每個家庭每天晝夜都在亮著一盞15～30W的長明燈。智能插座技術的出現，可以在不對家居設備做太大技術變革的基礎上實現智能化控制，以順應智能電網技術發展的需要，更好地建設資源節約型社會。它能夠通過設定不同的家庭情景模式，使燈光自動變明變暗，空氣調節器、電視機能夠自動關閉和打開，家中所有電器設備的電源開、合都能夠得到智能化控制。

通常，智能插座在普通插座的基礎上，結合智能電網用電技術的發展需要，整合信息、通信、網絡、電子等技術后，增加了以下功能。

(1)智能插座電源的電壓、電流、頻率及工作環境溫度的監測和顯示；(2)智能工作狀態與普通工作狀態的功能切換；(3)智能實現數字功率的分配與負載準入；(4)智能實現過流、過壓報警保護；(5)智能實現家庭信息的采集及監控；(6)具備網絡監測功能。

智能插座裝置常常由電源系統、監測系統、控制系統、通信系統和顯示系統5部分組成。智能插座技術的常見控制方式: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，這是其優勢，但在功能和性能上都遠遠低于無線電遙控方式。

3 智能用電信息管理系統技術

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

3.1 智能用電管理主站系統

通過收集、儲存并智能分析來自電網末端用戶的實時用電信息，實現與各類電力用戶的有效互動，為智能電網營銷系統的分時與階梯電價、全面預付費等靈活服務策略的實施提供技術基礎，在一定程度上實現電網負荷預測和平峰填谷的調節功能。一般置放于區級電力公司的調度中心內，負責對整個區域進行用電信息管理。

3.2 智能用電管理子站系統

監視與瀏覽轄區實時用電信息，完成轄區日常業務的處理，包括收費、設備維護、電力公司政策執行、用戶的投訴或需求響應等。一般置放于小區管理中心或者轄區所屬的變電所內，負責對單個或多個小區進行用電信息管理。

4 結語

智能電網是對電網未來發展的一種愿景。智能用電技術作為智能電網技術的一個重要子集，承擔著用戶與電網企業雙向互動、改善用電水平、實現資源最大利用等重要作用。我國在這方面的技術得到了迅猛的發展，智能用電面臨著許多新的要求:廣泛應用的分布式能源；快速發展的電動汽車及儲能技術；日益提高的用戶側用電需求等。我們同多多年的研究選擇了這樣一個主題，選取了智能用電技術中具有典型性的智能雙向表計技術、智能電器及插座技術、智能用電終端技術、智能用電信息管理系統技術及互動式用電技術五大部分為主體，對智能用電技術進行了全面的總結與闡述。

[1]劉振亞.智能電網知識讀本[M].北京:中國電力出版社,2011.

[2]何光宇.智能電網基礎[M].北京:中國電力出版社,2012.