用于企业的智能电网用户端电能管理系统的研究

胡耀聪 李松涛

(安徽工程大学，安徽 芜湖 241000)

0 引言

智能电网用户端用电管理系统是当前科学技术的热点课题，它能够实现电力系统运营自动化、信息化、智能化等，能实现电能的高效利用，是智能电网系统的重要组成部分。智能电网用户端系统主要包括：电能双向计量装置、电能负荷优化管理系统、楼宇智能控制系统、分布式发电的微电网系统等，它具有控制、测量、信号采集、故障处理、谐波分析以及监控等功能。

1 智能电网用户端电能管理系统

智能电网用户端电能管理系统的结构框图如图1 所示，监控主机能够通过以太网对电能数据采集及电网的运行进行监控，利用专业软件对企业用能进行实时监控、分析，输出电能运行数据，实现快速定位和故障报警。

图1 智能电网用户端电能管理系统

2 电能管理系统的关键技术

2.1 双向智能计量技术

目前，双向智能计量电表和相关专业软件相结合，能够测量用户的消耗电能，又能够计量用户发电反馈到电网的电能，即双向智能计量电表。此外，双向智能计量电表能够通过网络通信技术将用户的能源需求参数实时传输给智能电网，又可将电网电能的时间阶段性电价信息传递给用户，让用户选择性消费电能。

2.2 网络通信技术

智能电网用户端电能管理系统中的设备层与控制层的通信网络采用以太网，智能装置（如双向计量电表、智能开关等）采用RS485 通信或CAN 通信接口，利用通用的协议网关设备把串口数据接入到工业以太网交换机。此外，通信网络实现大量分散的测控点通信，在管理层，各个监控CPU 之间利用公共网络来传输数据，如何预防系统的软、硬件和数据遭到意外原因或黑客、病毒攻击等破坏，保证用户端电能管理系统的正常运行是重要的关键技术。

2.3 系统负荷优化技术

对企业内部变配电所实施配电自动化，通过网络通信对能源管理控制器、智能电表、智能开关、智能继电保护装置及其它智能仪表进行数据采集和监控，实现供配电系统优化运行，按照设定程序调节设备的运行状态，达到节能效果，以及快速处理事故，减少停电时间。

2.4 微电网控制技术

微电网分为并网型微电网和独立型微电网，它是对多种分布式发电系统及用电负荷进行统一控制和协调管理技术，通过先进的控制策略和控制手段实现并网运行和独立运行模式之间无缝切换，实现微电网高质量供电。

3 系统实时集中管理

用户端电能管理系统的应用软件实现全中文图形化的人机界面，系统采用模块化结构，实时监控各子系统的数据，根据不同状况控制各子系统运行，实现电力用户端电能管理的分布式自动化监控与集中管理，从而达到智能化控制。

3.1 系统保护功能

智能电网用户端电能管理系统具有预警保护、选择性保护、区域连锁保护、过电压保护及快速故障诊断处理等功能。

3.2 供配电系统实时模拟

系统通过监控中心显示屏能够实时准确的显示各个子供电回路的各种运行状态及各项电能数据，对系统的运行状态实时监控、故障检测等，对异常情况报警，使系统运行始终处于监控状态。

3.3 能耗数据定时上报功能

对用户端电能参数经过数据处理、进行分析汇总和整合，通过静态表格形式或图表方式将用户端电能消耗数据显示出来，并可将显示的数据打印成纸质文档。此外，以工业以太网为基础，采用并行计算、分批处理等数据处理技术，定时启动数据打包程序，实时地与上一级数据中心服务器连接并发送数据包，实现远程监控、管理和控制用户端设备。

3.4 友好的图形化操作界面

用户端电能管理系统的节能监控系统软件采用图形化人机界面，软件界面体现整个企业节能监控的系统模拟图，在人机界面上可直观地反映出整个系统的动态运行情况以及监控点的分布位置。在监控主机的系统模拟图上可进入相应子系统和访问相应子系统的历史数据和动态运行数据。

3.5 能耗数据存储功能

用户端电能消耗的监测数据通过表格形式进行储存，对能耗数据实时进行解析和存储，并调用数据分析功能对采集的原始数据进行统计分析，生成数据表格存储。

3.6 节能控制功能

根据区域的工作时间，用户端电能管理系统按预先设定的程序或按照阶梯电价对重点用能设备实施遥测、遥信和遥控用电设备的起、停，实现用电负荷的智能化调节，达到节能目的。

4 结束语

智能电网用户端电能管理系统为用电企业提供了电力智能监控与管理的方案，利用先进的通信技术和计算机技术，对用电设备的监控，能够实现对电气设备和电力系统运行的最优管理和控制，提高用户端电能管理的效率及用电系统的可靠性，为用户创造更多价值。该系统在电力系统、医疗、智能建筑、石化、冶金等众多领域具有广阔的应用前景。

［1］林宇锋,等.智能电网技术体系探讨[J].电网技术,2009,6.

［2］魏东,等.智能电网用户端智能配用电监控与管理系统[J].低压电器,2013,2.

［3］尹天文,等，智能电网用户端系统关键技术及发展动向[J].低压电器,2012,12.

［4］周中,等.智能电网用户源管理系统[J].电工技术,2012,1.