淺談居民智能用電管理方法和管理系統

摘 要：文章介紹一種居民智能用電管理方法和管理系統，分析了背景技術和意義，介紹了具體實施方式。該管理方法包括對居民用電情況進行智能化采集、實現有序的用電管理、進行在線電費核算、對對直接為居民用戶供電的配電網進行線損分析、對儲能元件的接入和充放電進行管理。利用該管理系統和管理方法能實現智能化用電管理，提高管理效率，降低管理成本。

關鍵詞：居民智能用電；管理方法；管理系統

1 概述

智能用電是堅強智能電網的重要組成部分，是建設堅強智能電網的著力點和落腳點。智能用電建設的好壞直接關系到電網的能源使用效率、經濟運行和有序用電，對電網建設、節能環保、電能質量管理產生深遠的影響。構建便捷的居民智能用電管理系統方案實現了面向電力用戶的電能信息智能化采集與監控，結合儲能設備的接入管理、電動汽車充電站的管理，并與營銷業務系統各業務模塊緊密集成，為電力生產管理、營銷業務應用以及智能電網建設提供了雙向互動的基礎技術平臺。

2 背景技術及意義

第一，為電力營銷提供信息化的技術支持手段和依據。能夠及時根據要求自動采集各電壓等級用電現場電能量計量數據，包括電能示值、分時電量、日月凍結電量、需量等應營銷收費服務所需電能量信息。能夠監測現場用電計量情況，包括計量裝置故障、計量回路異常、表計異常等，為用電監察遠程自動化服務提供數據依據。

第二，為供電企業經濟運行、經濟管理提供可靠數據依據和支持。能夠根據需要監測現場用電運行信息，包括電壓、電流、有功無功功率曲線等信息，為供電質量分析及負荷管理提供可靠技術支持。能夠根據采集到的分時電能量進行所屬電網全面的線損統計分析，并和理論線損進行對比分析，為降低管理線損提供依據。

第三，為強化需求側管理、節約能源提供技術支持。能夠提供客戶遠程現場服務，根據負荷平衡情況開展科學用電、有序用電、分時計費等，使得整個電力系統響應自動化、電能的使用高效化、負荷曲線靈活化，并保證電能質量，最終在滿足供電的基礎上節約能源。

3 具體實施方式介紹

3.1 對居民用電情況進行智能化采集

根據不同業務對采集數據的需求，實現用電信息“全覆蓋、全采集”，采集數據完整、正確。對居民用電情況進行智能化采集包括居民用戶用電數據采集，其中，居民用戶用電數據采集包括：電量、電壓、電流、有無功功率、功率因數、需量、頻率、開關狀態等；在居民入戶處安裝智能電能表，智能電能表根據交流采樣和功率積分的結果，產生這些數據量，并轉變成電力載波信號，將載波信號經過電力線傳輸到采集終端；采集終端收集到載波信號后，進行分析和存儲，并將數據轉變為RS485信號，通過RS485總線將信號傳輸到集中器；集中器同時對多個采集終端的信號進行收集、分析和存儲，并根據主站服務器的指令，將數據轉變為GPRS或CDMA信號，通過無線方式發送到主站服務器。居民、物業管理、供電局人員等，經過授權后，可通過互聯網查看上述數據。

對居民用電情況進行智能化采集還包括居民用電設備數據采集，居民用電設備數據采集包括：電量、電壓、電流、有無功功率、功率因數、開關狀態、檔位、運行工況、諧波、頻率等。

3.2 有序用電管理

系統可根據歷史用電記錄和當前情況，自動編制及自動優化有序用電方案；通過網絡自動下達用電指標和用電方案；通過網絡進行遠程控制，全面支持有序用電；對有序用電的措施，系統進行自動通知和執行，對異常用電情況自動反饋；系統可對有序用電的效果自動進行統計評價，確保有序用電措施迅速執行到位，保障電網安全穩定運行。

主站服務器在數據庫中記錄各居民的用電性質、重要程度、用電高峰時段信息，主站服務器根據記錄的用電性質、重要程度和用電高峰期時段生成有序用電方案，主站服務器將有序用電方案通過GPRS或CDMA無線網絡下發到采集終端中，采集終端根據接收到的有序用電方案對智能電能表進行執行，對部分地區、部分用戶進行輪流停電、限制用電量，減少停電、限電對用戶的影響；同時，主站服務器將有序用電方案編制成手機短信格式，主站服務器通過短信平臺將有序用電方案發送給相關的居民，以便用戶提前做好停電、限電的準備。

3.3 在線電費核算

采集終端自動采集智能電能表電量，采集終端通過RS485接口將采集終端的電量數據傳輸到集中器中，集中器通過GPRS或CDMA無線網絡上送到主站服務器中，主站服務器的智能化采集模塊將每個用戶的電量存儲在數據庫中；同時，主站服務器的電費核算模塊利用webservice接口，訪問用電營銷信息系統的數據庫，得到本地區的實時電價；主站服務器利用每個用戶的用電量和單位電價，計算出該用戶的電費，并存儲到數據庫中。數據庫的電費數據接入互聯網，用戶可利用電腦或手機接入互聯網，驗證用戶名和密碼后可實時查看自己的電費情況。

3.4 直接為居民用戶供電的配電網進行線損分析

主站服務器根據電能量數據，計算每個配電網的線損。主站服務器將一個居民小區作為一個配電網，進行獨立的線損分析。居民小區的入口處安裝的總智能電能表的電量，作為配電網的總供電量；該小區內所有居民的智能電能表的電量之和，為售電量；供電量和售電量之差，是線路上損失的電量，即線損。采集終端自動采集總智能電能表和各居民用戶智能電能表的電量，采集終端通過RS485接口將采集終端的電量數據傳輸到集中器中，集中器通過GPRS或CDMA無線網絡上送到主站服務器中，主站服務器計算出總供電量和售電量的差值即為配電網的線損，根據小區的電力容量、抄表人員、設備使用年限、住戶數量等不同特性，進行分類統計和排序，并對每個類別統計平均線損。如果某小區的線損和平均值比較差別較大，主站服務器即將它視作線損異常，主站服務器生成清單供工作人員查詢，以便工作人員及時發現線損異常現象，查找線損原因。

3.5 對儲能元件的接入和充放電進行管理

儲能元件又稱儲能裝置，是能夠將電能轉換成其他能源，并在需要時重新將其他能源轉換成電能的設置。常見的儲能裝置有電池、電容等。通過這種方式，可以精確控制儲能裝置的充電和放電，也可精確計量裝置的充電量和放電量。

4 結束語

解決現有技術中所存在的對居民用電地區分散、管理薄弱的問題，同時解決現有技術對各類儲能設備接入、電動汽車充換電的管理功能較少的問題。對每個現場控制點，在通過互聯網發送基礎數據前，先對基礎數據進行邏輯分析，將基礎數據信息進行重新組織，過濾掉冗余的基礎數據信息，從而充分利用有限的網絡資源，避免網絡阻塞，同時充分減少通訊費用，節約成本。適應國內所有的網、省、地市和縣級電力公司。居民智能用電管理系統的運營成本極大的降低，使系統真正具有實用性，提高各級電力公司的管理自動化水平，促進供電、配電、用電各方的有序發展，提高電力公司的社會形象。

參考文獻

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CN102509162A，2012-06-20.

[2]劉度度.智能用電技術促進電力資源的合理分配[J].科技與企業，2013，16：95.

作者簡介：高昕淼（1974-），男，北京人，國網北京懷柔供電公司，本科，主要研究方向為營銷及配電管理。