智能用電技術的發展和應用分析

鮑亞男 張艷 王哲 李天真 陳險寧

摘要：與傳統的用電模式不同，智能用電用戶不再單一地被動接受供電，而是有選擇地參與到供電環節中，例如，對重大用戶可以實時電價進行激勵，用低電價引導用戶，避免因高峰用電峰值過高，引起大型火力發電機組的錯配，造成火力發電機組可用率低的尷尬局面。智能用電從用戶側和電源側的利用率最大化和環保效益最大化、資源配置最佳化等方式，利用大數據資源優勢和智能電網的建設發展，實現發、輸、供、配、用戶五者之間的交互與鏈接，最終真正實現電網智能。

關鍵詞：智能用電技術；發展；應用

1智能用電管理系統分析

1.1主站系統

主站系統一般設置在以地區為單位的電力公司系統，任務是對一個地區的電力資源使用和儲存情況進行分析和管理，通過及時監測用戶的用電量，并根據歷史數據進行預測，對電網負荷采取平風填谷的調節措施。

1.2子站系統

子站系統通常設置在基層變電所，通過對負責范圍內的用戶用電量進行監測，及時將數據反饋給主站系統，使主站系統能夠做出正確的判斷。另外子站系統還要承擔負債范圍內的電力設備維修和維護工作，將故障信息進行統計后匯總到主站系統，降低故障所帶來的損失。

2智能用電的發展建設

2.1多種電價政策下家庭用電信息交互服務關鍵技術及應用

當前，我國正在積極進行智能用戶能量管理系統、智能家居和智能小區的研究與建設。在智能用戶能量管理系統的研究中建立雙向的通信聯系，包括為用戶提供實時電價和用電信息、監視以及控制用電設備等，實現與電力用戶信息相關的系統集成，與智能電網的實施相適應，最大限度地延長換代的生命周期。此外，也對具體電價模式下智能用電系統也進行了研究，也有文獻提出了基于實時電價的智能用電系統框架，闡述了系統各部分的功能需求，給出了智能用電系統的信息流程，比較了實時電價階段的智能用電與傳統用電方式的不同。

2.2支撐工商業用戶能效提升的用電節能關鍵技術

當前我國采取的支撐工商業用戶能效提升的用電節能關鍵技術主要包括使用節能型供配電系統，例如采用合理的供電電壓、采用節能型變壓器和采用無功補償裝接；選擇節能設備，例如推廣使用變頻器、使用Y型高效電動機以及節能型照明電器等，并合理選擇導線截面；加強工廠用電管理，合理使用峰谷電力資源；加強工廠電力計量管理，大力開展能效電廠項目等。

2.3智能空調在電網負荷管理中的應用機理和關鍵技術

國內的研究主要集中在對智能空調的協調控制模型和算法設計上，有文獻將模糊控制應用在智能空調上，設計了智能變頻空調模糊神經網絡控制系統，這樣的空調不僅會給人帶來更舒適的感覺，而且還能節約更多的電能；也有文獻對中央空調輪停技術進行研究，由于建筑物的熱惰性和循環水的蓄能性，可以在短時間內繼續保持對建筑物的供冷能力，節約空調用電的同時不影響空調使用效果；有文獻基于人體工程及非均勻溫度場智能空調系統研究，通過對出風口進行控制，實現每個單元獨立地溫度控制，這種智能空調系統能實現自動與用戶進行交互，從而降低了空調的功耗。總結國內研究可以發現，缺乏智能空調負荷控制管理平臺的研究，缺乏基于需求響應下智能空調協調控制的研究。

2.4面向需求響應的智能用電數據在線分析關鍵技術

我國的大客戶負荷管理和低壓集中抄表系統已安裝使用近千萬戶。國家電網公司在十多個網省公司上線運行了營銷業務系統，建成了營銷分析與輔助決策系統。智能用電數據在線分析平臺主要分析的數據包括家庭用戶和工商業用戶，可以進行遠程能效評估和健康診斷。查閱相關資料，目前，國內外還沒有明確建設智能用電數據在線分析平臺的項目，大多數圍繞智能用電交互平臺展開。

3智能用電技術探究

3.1智能電器

相對于傳統家用電器而言的，智能電器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、網絡技術、控制技術、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。智能家用電器具備以下幾個功能：第一，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；第二，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；第三，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。

3.2智能插座技術

目前，大多數用戶的用電設備都存在待機耗能的現象，通過相關調查顯示，我國城市中家庭每天平均待機能耗大約在15-30瓦，將所有家庭的待機能耗進行匯總后是一個非常龐大的數據，造成了電力資源的極大浪費。現階段出現的智能插座，可以很好地對家庭用電設備進行智能化控制，減少資源的浪費。智能插座的技術含量非常高，通常涵蓋了通信和網絡技術，具有顯示和監測的功能，通過感應電源的使用情況，可以做出自動的切換工作，不僅能夠進行過流保護，實現用電安全，而且能夠實現用電設備信息的監測，在待機時自動關閉電源。

3.3智能雙向表計技術

傳統的電能表計主要對用戶電能量的使用情況進行單向統計，最初采用的是人工抄表方式。其后，出現了遠程自動抄表，它是在人工抄表基礎上的一次質的飛躍。但是，該抄表方式依然無法完全滿足智能電網的用電技術，于是，智能雙向表計技術應運而生。智能雙向表計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，具有以下特點：第一是具有雙向通信功能，可以對電表進行隨時讀取、遠程接通與斷開等；第二是可以接入智能用電信息管理系統和數據中心，實現數據與信息的交換；第三是實現了實時數據采集與控制系統的結合，以便于更好的進行系統監測與故障響應。

4結語

總而言之，隨著社會的不斷發展，智能用電技術的有效使用對于整個的智能電網技術來說都是一個重要的組成部分，承擔著用戶和企業之間的雙向互動，對于改善用戶的用電水平、實現資源的節能使用具有不可估量的重要意義。隨著國內外智能用電技術的迅猛發展，智能用電面臨著許多新的要求，這就對電力企業的技術創新與工作人員的專業性有了更高的要求。

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（作者單位：國網葫蘆島供電公司）