基于SM/AMI的配电网监控体系研究综述

2016-01-16杨萌,艾欣

现代电力 2015年5期

关键词：智能配电网

文献标志码：A

杨萌，艾欣

(华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，北京102206)

A Review on Measurement and Monitoring System for Distribution Grid Based on SM/AMIYANG Meng, AI Xin

(State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy

Sources(North China Electric Power University), Beijing 102206, China)

摘要：面对传统电力系统的弊端和日益增长的电力需求，智能电网得到了广泛重视与研究。而实现电网智能化的第一步就是构建基于智能电表的高级量测体系(SM/AMI)。以SM/AMI为研究对象，分析了SM/AMI的结构以及SM/AMI在电力用户和电网公司中的作用；阐述了SM/AMI对于配电网运行和管理方式、电力用户消费行为模式的影响；研究了基于SM/AMI的需求侧资源调控策略，探讨了基于SM/AMI的高级应用，介绍了我国首个中新生态城智能电网综合示范工程, 希望能够对智能电网和配电网的研究有一定的参考价值和指导意义。

关键词：SM/AMI；智能配电网；电力消费行为模式；需求侧资源

文章编号：1007-2322(2015)05-0027-08

中图分类号：TM73

基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)(2011 AA05A301)；国家自然科学

收稿日期：2014-09-29

作者简介：

Abstract：As to the drawbacks of traditional power system and the increasing demand for electricity, smart grid has been paid more attention and widely researched. And the base for realizing smart grid is to build advanced metering infrastructure based on smart meters(SM/AMI). In this paper, the structure and the role of SM/AMI in the power consumers and power grid corp are analyzed, and the influence of SM/AMI on the operation and management of distribution network and the electric power consumption behavior mode are demonstrated. In addition, the resource regulation strategy at power demand side based on SM/AMI is studied, the advanced application of SM/AMI is discussed, and the first Sino-Singapore eco-city smart grid integrated demonstration project of our country is introduced, which will have some reference value and guiding significance to the research of smart grid and smart distribution grid.

Keywords：SM/AMI; distribution network; electric power consumption behavior model; power demand side resource

1SM/AMI的结构与功能

1.1SM/AMI的结构

SM/AMI主要由用户侧的智能电表SM、用户户内网HAN、电力公司内部的量测数据管理系统MDMS和用于连接的通信网络4部分组成[1]。SM/AMI体系的结构图如图1所示。

图1　SM/AMI体系结构

1.1.1智能电能表

智能电能表SM(Smart Meter)是智能电网的终端用户计量设备，由测量和数据处理单元、存储单元、通信及接口单元组成，具有电能量测量、信息存储与处理、实时监控、自动控制、信息交互等功能[2]。

在测量与计量方面，智能电能表可以测量总及各分相有功功率、无功功率、频率以及功率因数等多种运行参数，并根据用户需要对规定时间内的功率等参数进行需量测量，还可以计量正向和反向两类有功电能量，从而为具有分布式发电的用户提供双向测量。同时，智能电能表也支持用户预先存储电费和不同时段具有不同费率的费控功能。在信息传输方面，智能电表具有双向通信功能，电力公司与用户可以实现信息的相互传递。一方面，电力公司可以及时读取用户的用电量，计算用户电费，并采集如：用户一天内的总用电量、用电效率、用电高峰期与低谷期等信息数据，绘制负荷特性曲线。另一方面，用户也可以及时接收电力公司公布的电力信息，应用智能电表支持的阶梯电价功能，根据实时电价调整用电计划，还可以利用家庭的分布式发电和储能装置在电价较高和较低时进行合理的发电和储能，以减小用电成本，优化经济利益。在故障处理方面，当系统处于可靠性受到威胁等紧急状态时，电力公司可以在取得用户许可的情况下通过远程操纵直接实现负载的接入与断开，配合电网的需求侧管理，从而保障电网的稳定运行。同时，智能电能表支持电压越界检测和装置干扰窃电检测[3-5]。当系统检测到电压超出指定标准或有窃电情况发生时，可以对智能电能表进行远程开断，待恢复正常后再进行远程接通以继续工作。此外，智能电能表还具有自动报警功能，当检测到失压、失流、断相、功率反向等故障时，会通过指示灯报警或声报警提示故障信息，并当系统恢复正常运行后自动解除。

智能电表作为AMI的重要组成部分，在用户侧的使用对电力用户和电网公司都产生了重要的影响。对于电力用户，通过智能电表的使用可以更加方便快捷获取能耗和账务信息，实现电费预缴，并且还可以根据电力公司发布的调控信息和实时电价，调整用电计划，合理利用分布式发电设备，同时，电力公司会为不同的用户提供相应的能量管理服务和用电建议，帮助用户指定合理的用电方案，实现节能环保和用户利益最大化的双赢[6]。对于电网公司，通过智能电表的准确计量和双向通信等功能，可以实现对电能质量、供电可靠性等系统运行状态指标的实时监控，及时获取故障和窃电等信息，减小事故损失；还可以通过智能电表进行负荷的远程接入和开断，保障电网的安全稳定运行，同时，电网公司根据智能电表提供的负荷信息，可以进行较精确的负荷预测，从而制定合理的发电计划和调度策略，提高系统运行的经济性[7-8]。

1.1.2用户户内网络

用户户内网络HAN(Home area network)是智能电表和用户户内可控家用电器之间的通信主干网，它通过网关或用户入口将两个体系结构完全不同，并使用不同通信协议、数据结构和语言的系统连接了起来。用户户内网络主要通过室内显示器和用户侧能量管理系统共同构成一个能量感知网络，来实现对电力公司需求侧管理的积极响应和家用电器的智能化控制。

室内显示器IHD是用户户内网中的重要设备，通过与智能电表的连接，将电表的计量数据和电力公司的调控与服务信息直观地呈现给用户，使用户方便快捷掌握自身用电信息，并根据接收的实时电价、系统运行状况与用电方案建议等服务信息及时调整用电计划或固有用电模式，培养良好的用电习惯，制定合理的用电方案，实现经济高效用电、优化自身利益。

用户侧能量管理系统U-EMS，即根据户内显示器的信息和改进的用电方案对用户侧的负荷和自身配备的分布式电源及储能设备进行实际调整的自动化系统。特别是分布式电源与储能设备可以在接收到系统断电或由于运行状况不佳需要减少部分负荷接入的信息后，独自维持负荷一定时间内的正常用电，促进用户对需求侧管理的积极响应，减小用户因负荷调整带来的不利影响，同时，分布式电源和储能设备也可以通过向电网合理输送电能，配合电力公司共同维护电网的稳定运行。

用户户内网的用户入口不仅可以位于智能电表上，还可以设置在相邻的集中器、电力公司提供的独立网关或用户自身的Internet网关上面。目前，用户户内网络中从网关到室内显示器之间的通信技术主要有ZigBee和HomePlug，其中ZigBee的市场接受度最高，应用最广泛。

1.1.3通信网络

SM/AMI体系中的通信网络具有双向通信的特点，是智能电表与电网公司之间的信息传输通道，是构建电网公司、电力用户和受控电力设备之间的信息交互网络。其中，通信信息基于“双向”的特点，可以分为上行信息和下行信息。上行信息是用户向电网公司方向传输的信息，包括每天按时、多次读取的智能电表计量值，用电设备的用电状况，对需求侧管理的响应情况，还有装置干扰报警、故障报警等警告信息。下行信息是配电市场向用户侧方向传输的信息，包括用户的用电量和缴费信息、实时电价和用电方案建议，以及系统运行状况和需求响应的调控信息等。

通信系统的结构通常包括分层系统、网状和星状网。在分层系统网络中，智能电表与电力公司的数据中心之间设置有数据集中器，一般安装在杆塔上、变电站里或其他设施上。智能电表与数据集中器之间由局域网连接，数据集中器与数据中心之间由广域网连接[9-10]。

通信系统的通信媒介常采用电力线载波PLC、电力光纤通信、McWill无线通信技术、GPRS公用通信、和无线射频通信。常用通信媒介的特点及应用如附录A所示。

在SM/AMI体系的通信网络中，电能计量点的数量庞大、分布广泛，计量数据采集密度高，对传输数据的实时性具有一定要求，并且通信线路的布线和现场环境都较为复杂。因此，基于SM/AMI通信网络的自身特点和对几种通信技术的综合比较，应合理选择符合实际环境和要求的通信技术，并通过多种通信方式的相互配合及补充，达到智能电表与电网公司之间的通信要求。

1.1.4量测数据管理系统

量测数据管理系统MDMS是一个具有分析功能的数据库，它通过与SM/AMI体系中的自动数据收集系统ADCS协同作用，实现对用户侧计量信息和事件的分析、管理和长期存储[11]。MDMS是SM/AMI体系的主要组成部分之一。

ADCS可以将智能电表的计量信息或故障报警等其他信息依照提前设定的时间收集并准确传送到数据管理中心，再通过企业服务总线ESB与其他系统分享。MDMS从ESB获取数据后，一些需要及时处理的信息能够直接传送到相关系统，如行动工作者管理系统MWM、能量管理系统EMS、停电管理系统OMS、调度管理系统DMS；对于另外一些对实时性要求不高的系统，如企业资源规划ERP、变压器负荷管理TLM、用户信息系统CIS、电能质量管理、负荷预测系统、计费系统，MDMS会对数据进行分析、处理后再按其要求进行数据传送。

MDMS最基本、最重要的功能是对采集的SM/AMI数据进行确认、编辑、评估，以保证在有意外故障发生时传送到其他系统的数据也是完整和准确的。此外，MDMS还能够存储和维护使用数据存储库，为企业服务消费者提供基于标准的接口，支持SM/AMI操作与服务水平管理的复合视图和可审计的服务历史，通过与地理信息系统GIS的结合获取系统各部分的电压频率特性和负载状况，通过不同的SM/AMI系统功能模块规范化和自动化业务流程，以及完善现有系统功能并提升商业效益。对于电力用户来说，MDMS系统可以存储其每天按时更新的包括报警信息在内的多种详细表计信息，然后进行处理、分析和数据分享，通常在第二天早晨将各用户前一天的详细用电信息和用电费用等发布在电网公司的官方网站上，以供用户随时查看。

1.2SM/AMI的功能

SM/AMI体系的构建对电力用户和电网公司都产生了重要影响[12-13]。对于电力用户，它的功能和意义主要表现在：

① 多参数、精确地计量。能够精准地测量和存储用户侧用电信息的多项参数值，如电能量、双向有功和无功功率、功率因数、频率等。

② 支持双向通信功能。用户可以及时掌握自身用电信息，并读取电费清单。

③ 支持分时电价，并为用户提供大量系统状态信息和用电建议，帮助用户改善原有的用电模式，制定合理、经济的用电方案。

④ 支持双向计量和用户侧分布式发电的接入。用户可以根据系统的实时运行状态及电价信息，合理接入分布式发电装置和储能装置，减小用电成本，优化经济利益。

⑤ 支持窃电检测和自动报警等功能。电力公司可通过远程监测及时处理窃电、故障等意外状况，减少用户的损失。

对于电网公司，它的功能和意义主要表现在：

① 支持预付费功能。为电力公司带来了经济利益。

② 支持自动读表功能。电力公司无需进行人工读表，减少了运用成本和读表错误率。

③ 支持用户侧负荷和用电信息的全面测量和快速传输。电力公司可以及时掌握系统的负荷及用电状况，并进行较为准确的负荷预测，从而制定合理的发电计划和调度策略。

④ 支持系统的实时监控和负荷的远程通断功能。电网公司可以监测系统运行状态，评估设备运行状况，及时发现窃电、报警等信息以及快速定位和解决故障。同时，电网公司也可以在取得用户侧许可的情况下远程接通或开断部分负荷，以提高电能质量，保障电力系统稳定可靠的运行。

⑤ 支持分时电价，用户侧分布式发电的接入和需求侧响应，以进行适当的削峰填谷，均衡用电，减少电力系统在发、输、配过程中的资产投入，减少网损和能源浪费，提高资产利用率，促进节能环保战略的实施。

⑥ 是构建智能电网、实现智能用电的基础。

2SM/AMI对配电网运行和管理方式的影响

在电力系统中，配电网直接接触用户，着眼于与用户进行互动和需求响应的管理，是向用户提供优质电力的最直接保证。然而配电网也是众多故障的多发地，是造成电能质量恶化的元凶，受分布式电源接入的影响极大，尤其是大量新能源及可再生能源的使用与并网引入了配电网双向潮流流动的新问题[14]。并且随着数字化在通讯信息等诸多行业的深入，对电网适应数字化社会的要求也日益强烈。基于智能电表的高级量测体系SM/AMI作为构建智能电网的基础体系正是针对配电网侧，通过运用先进的测量传感技术和控制决策方法，有效保障电力用户的电能质量，提高系统的管理水平，实现资产的优化管理和电力市场的有效运行。

在电力供应充足的传统配电网系统中，电能质量低劣，网络可靠性差等问题的主要原因多由运行调节不及时、调度管理不善、规划和生产运行脱节、电网设备陈旧以及技术落后等原因造成。从运行方面来看，与传统配电网相比，SM/AMI体系的应用能够完善配电网在正常运行状态下的监测、调节、控制、优化等功能和非正常运行状态下的故障修复、检修维护等功能[15-16]。在正常状态下，SM/AMI体系可以通过安装在用户端的智能电表获得各节点用户实时精确的用电信息，包括电压和电流相量、有功功率、无功功率、功率因数等多种电气信息量，还包括分布式电源运行信息、电动汽车充放电信息等非电气量信息；进而SM/AMI体系再通过通信网络将数据及时传输至电力公司，电力公司内部的MDMS将数据进行分类和共享，并和其他系统共同分析处理，从而全面掌握配电系统的实时运行状态，准确把握用户侧的负荷特点和用电行为，进行精准的负荷预测，制定合理的发电与调度计划、以及对于不同用户的针对性需求响应策略等。当系统因出现某些故障而处于非正常运行状态时，电力公司能够通过通信网络及时获得系统和用户侧的故障信息，进而做出快捷的故障处理操作，缩短故障时间，减小电力用户和电力公司的经济损失[17-19]。

随着电力用户对供电质量的要求日益提升，配电网的管理成为了制约配电网完善的较大因素。我国幅员辽阔，自然环境复杂多样，各地区的经济和电网发展水平存在较大差异，这就导致了各地区供电公司的配电网数据形式不一，为配电网信息的汇总、统计和管理带来了很大的不便。并且我国目前的配电网自动化水平较低，对基础数据的采集不够全面和及时，针对配网规划调度和历史数据的管理能力较差，电力公司内部的各系统和部门之间缺乏信息交流和共享，对于大多数开关分合、故障定位等措施仍采用手动操作，大大降低了事件管理与处理的时效性和准确性[20-22]。总的来说，我国对于配电网的管理技术水平落后，管理方法不成熟，缺少智能化的管理平台。SM/AMI体系的构建是实现智能配电网的基础，对配电网管理水平的提升有一定的积极作用。首先SM/AMI体系对于配电网中各用户侧负荷和信息传输中重要设备的运行状态能够进行实时监控，获取准确、完整、实时的数据信息，并及时传送至电力公司内部进行记录和处理，为配电网各方面的管理构建了良好的基础[23-24]。并且位于电力公司内部的MDMS在对数据进行记录处理的同时也会和其他系统进行信息分享，如能量管理系统EMS、停电管理系统OMS、调度管理系统DMS、企业资源规划ERP、用户信息系统CIS、电能质量管理系统等，这些系统都是构成配电网管理平台的基础部分，它们在对数据进行分析处理的同时，也实现了各系统间信息的整合和共享，并共同构成了一个综合信息平台，综合信息平台的建立为电力公司的电能生产规划、调度方案和决策管理的制定提供了数据支持，提升了配电网在信息管理方面的水平。

3SM/AMI对电力用户电力消费行为模式的影响

SM/AMI体系简单来说是一个用来测量、储存、传输、分析用户用电信息和系统运行状况的完整网络，基于双向通信等特点，SM/AMI体系能够改变电能信息单方向流动的现状，为电力用户和电网公司的全方位互动提供技术支撑，是实现配电网侧互动化的基础。

在传统的配电网中，电力用户和电网公司之间缺乏信息交流，电力用户无法及时获取详细全面的自身用电信息，也就无法针对自身用电情况和系统运行现状做出相应的调整，只能被动接受电网侧的调节措施，因而用户侧的电力消费行为模式中基本没有柔性行为，只存在刚性行为。这不仅会对电力用户的经济上带来损失，也会大大降低需求响应的作用效果，不利于维护电网的安全稳定性和供电质量的可靠性。

在SM/AMI体系中，更多的用户主动参与到需求响应中，他们的电力消费行为模式一般分为刚性行为和柔性行为[25]。刚性行为指电力用户侧不参与需求响应的某些重要负荷每天必须产生电力消费的行为。柔性行为指电力用户侧能够参与需求响应的柔性负荷响应电力调度，产生电力消费的行为。柔性行为又可被分为削峰类型、移峰类型和可控类型。削峰类型是指用户在用电高峰期停止使用部分柔性负荷。移峰类型是指用户将用电高峰时段投入的部分柔性负荷转移至低谷时段再使用。可控类型是指电力公司通过远程控制对用户侧的可控负荷进行需求调节，从而完全掌控电力用户这部分的电力消费行为。对于削峰类型和移峰类型的柔性行为来说，不仅可以有效减少用电尖峰的持续时间，减轻备用容量的压力，降低因负荷高峰而必须的基础发电设施的投资；还可以使用户错开电价较高的用电高峰期、节省用电成本，获得参与需求响应项目的额外补贴，总体上提高了用户自身的经济效益和用电可靠性。但是移峰行为存在一定的缺点，如果较多用户集中将负荷转移至用电低谷时段使用，可能会造成新的用电高峰期。对于可控类型的柔性行为来说，电网公司可以通过远程操作直接控制重要负荷的接通与开断，对用户的需求响应自主权进行一定的限制，从而电网侧某些紧急或重要的需求响应项目就可以强制用户侧重要负荷参与调节，对维护系统安全稳定运行起到了双保险的作用[26]。

近年来，新能源及可再生能源技术的研究在不断深入，并有望在日后的智能电网中被广泛应用，尤其是在配电网侧，因而在SM/AMI体系中能源结构将会更加多元化。一方面是以煤炭发电为主的传统能源发电，由于原材料价格较为稳定，发电技术较为成熟，所产生的电能质量也就比较优质和稳定，但是造成的环境污染十分很严重，并不符合减排环保的电力发展理念和趋势。相对传统能源的就是新能源及可再生能源发电，例如太阳能发电、风能发电，这些发电形式的原材料成本很低甚至为零，发电成本的降低也就直接导致了电价的降低，但是受到自然因素和技术不成熟的影响，这部分电能的质量通常不太稳定。面对各有优劣的两种电能选择，用户的电力消费行为也会产生一定的改变。例如，重要负荷选择采用质量较高的电能，一些非重要的负荷可以选择价格较低的新能源发电电能。用户具体的消费行为需要根据自身的用电习惯和要求而定。

4基于SM/AMI的需求侧资源调控策略

电力资源一般分为供应侧资源和需求侧资源。需求侧资源简单来说就是存在于用户侧终端用电设备的潜在节电资源，一般包括需求侧能效资源(Energy Efficiency)和需求侧响应资源(Demand Response)两类。需求侧能效资源是指在不影响供电质量和电能服务的前提下，为实现长期节电减耗而采取的各项技术措施。需求侧响应资源是指为鼓励用户主动改变自身的用电模式、减少用电高峰时期的负荷投入、实现特定时段内的节电目标而采取的激励措施[27-28]。

面对电力需求的持续增长和电力供应侧扩容的重重困难，人们将研究的关注点转移到了需求侧资源。需求侧资源在电力系统中的应用主要是指需求侧可以降低电力消耗，缓解用电紧张的能力作为一种资源参与到系统的规划中来，并通过分析供电和节电策略的成本效益，制定出既满足用户的电力需求和经济利益，又有助于降低系统运行成本、缓解能源压力、保护生态环境的综合电力资源规划方案。而在智能电网的规划和运行中应用需求侧资源可以实现节能减排、经济运行等效果的同时，智能电网所拥有的先进的测量传感技术、控制决策方法，以及管理技术也为需求侧资源的实施提供了更好的条件。

在智能电网的配电侧，SM/AMI体系对终端负荷的测量、管理及服务较传统电网有了显著的提高。各类的需求侧资源对于用户侧负荷及用电方案的影响程度可以通过智能电表的记录数据、用户的反馈信息等多方面较为及时、精确地反映至电网公司。SM/AMI体系尤其对于需求侧响应资源的应用有着较大的影响。智能电表不仅能够采集用户的用电量等电气量信息，还能够采集分布式电源运行信息、电动汽车充放电信息等非电气量信息，并且数据采集的周期短、精确度高。电网公司对这些记录了用户侧负荷情况的多方面信息分析处理后，可以制定出更为全面有效的需求侧响应策略和对用户更有针对性的用电建议，并发布实时的用电价格。用户根据自身的负荷情况可以调整用电方案，减少用电成本，同时也可以通过合理使用分布式电源及储能设备、响应需求侧项目获得额外的经济补贴。用户和电网公司的这种双向配合不仅优化了用户的经济利益，也缓解了系统运行的压力，并且调节过程较短，作用效果较显著，特别是对于特定时段内的系统调节，节能降耗有很好的效果[29]。这正体现了需求侧响应资源的应用。

在电网的规划中，需求侧资源也可用于负荷预测领域，基于SM/AMI的需求侧资源信息化水平和管理水平更高，可控制和规划的需求侧资源也更易应用于负荷预测。

5基于SM/AMI的高级应用[30]

5.1故障诊断和定位

现如今，大多数电力用户在发生停电故障时都会通过电话向故障服务中心进行报修，但由于馈电线较长，维修人员一般需要较长时间才能确定出现故障的具体位置。然而在SM/AMI中，通过安装在配电线路的断路器，就能够及时知道停电事故的发生地。当某个断路器的状态发生改变时，系统会自动发出警报告知维修人员，这样不仅提高了工作效率，缩短了工作时间，更大大减少了由停电事故带来的经济损失。因此，AMI的使用增强了配电网停电管理系统的功能，提高了故障诊断的能力，也为故障修复提供了更好地支持。

在实际应用中带GPRS的馈线终端装置FTU一般安装在电线杆上，它们收集开关的操作信息，如电压，电流以及它们的状态。当有故障发生时，断路器开关会立即闭合，FTU会将当前的电流信息发送到信息管理中心。在信息管理中心，会对每条馈电线上馈线终端收集到的电流信息进行分析，从而能够通过故障电流确定故障的发生位置。如果故障是瞬时性的，断路器将会在几秒后进行自动重合闸，如果不是瞬时故障，断路器会在重合闸后自动断开。开关的每次动作都可以被管理中心的软件详细记录下来，从而改变相关开关的状态，隔离故障，并重构配电馈线以将损失降到最低。

5.2辅助高级配电运行系统

基于SM/AMI的配电网监控系统对于高级配电运行系统有辅助运行的作用。首先，馈线终端能够采集馈电线上不同点的电气信息量，有助于对电能质量进行快速分析和提高。第二，量测数据管理中心的地理信息系统GIS可以对馈电线的运行状态进行实时监控，并及时显示故障发生的地理位置。第三，在状态估计中发挥重要作用。通常配电网中的数据测量仅限于变电站中，对配电线路中的潮流分布情况并不清楚，在SM/AMI体系中，配电馈线在始末端的信息均可得到，从而能够根据负荷模型进行较为准确的负荷预测。

6智能电网示范工程

从2009年开始，我国先后开展建设了21类287项智能电网试点项目工程。2011年我国首个中新生态城智能电网综合示范工程在天津正式投入运行，该示范工程的建设内容主要包括分布式能源接入、储能系统、智能变电站、智能电网设备综合状态监测、配电自动化及调控一体化、电能质量监测与控制、用电信息采集系统、智能小区/楼宇、电动汽车充放电设施、通信信息网络建设和电网智能运行可视化平台[31]。其中在基于SM/AMI的配电网侧主要涉及用电信息采集系统中的信息采集系统主站、高级量测和通信装置布点，智能楼宇中的智能交互终端、智能电表、用电管理平台，电能质量监测网络与控制装置，电网设备综合监测系统等。在试运行阶段，电能质量监测系统已成功监测到110kV智能变电站运行的实时数据以及智能小区电能质量指标，通过对数据进行分析统计，为生态城智能电网运行调度提供依据。同时，配电自动化系统利用AMI的先进技术通过远程监控配电网的实时运行状态，实现了网络运行方式的优化和供电质量的改善。当配电网发生异常故障时能够及时检查出故障区段，在最短时间内恢复正常供电。作为我国首个实质性建设的智能电网综合示范工程，中新生态城智能电网综合示范工程对落实我国智能电网发展战略具有十分重要的意义。

7结论

本文针对SM/AMI体系的国内外研究现状和相关成果，总结了SM/AMI体系的结构和功能。基于SM/AMI体系结构和功能的特点，研究并得出了以下结论：

① 对于配电网的运行和管理方面，SM/AMI体系能够完善配电网在正常运行状态监测、调节、控制、优化等功能和非正常运行状态下的故障修复、检修维护等功能，并且能够作为综合信息平台，实现信息的整合和共享，提高配电网的管理水平。

② 对于用户的电力消费行为模式方面，SM/AMI体系增加了用户的柔性行为，增强了用户参与需求响应的主动性，并有利于维护电网的安全稳定运行。

③ 对于需求侧资源方面，SM/AMI体系先进的测量传感技术和管理技术为需求侧资源参与电网规划的实施提供了良好条件。

总之，智能电网作为电网的智能化，应用了先进的测量、传感技术和控制决策方法，具有可抵御攻击的安全性、可快速恢复的自愈性、可包含多种类电源的兼容性等特征，是未来电网的发展方向和用户的良好选择。而智能配电网是智能电网的重要组成部分，SM/AMI又是实现智能配电网的第一步，本文介绍的基于SM/AMI的配电网监控系统，通过SM可以获得多种电气量信息，以及分布式电源运行信息、电动汽车充放电信息等非电气量信息，进而利用先进的通信媒体如：光纤，GPRS等对数据进行及时传输和分析，从而全面掌握配电系统的实时运行状态，准确把握用户侧的负荷特点和用电行为，及时获得系统和用户侧的故障信息，进而做出快捷的故障处理操作，更加精确的负荷预测、发电与调度计划、以及针对不同用户的相应需求响应策略等，实现了对配电网的全面信息采集和监控，提高了系统运行的安全稳定性，弥补了传统EMS和WAMS系统的不足，因而SM/AMI体系适应新时期智能配电网的特点，具有良好的发展前景。

参考文献

[1]栾文鹏. 高级量测体系[J]. 南方电网技术，2009，3(2)：6-10.

[2]章鹿华，王思彤，易忠林等.高级计量架构(AMI)对智能电网下供用电关系的影响[J].电测与仪表，2011，48(5)：33-35.

[3]刘连永，陈锋，季振东.基于智能电网的AMI系统[J].江苏电机工程，2010，29(2)：21-24.

[4]李卫良，田伟，王晓丹.以AMI为核心的智能配用电技术体系研究[J].江苏电机工程，2011，30(3)：1-6.

[5]张景超，陈卓娅.AMI对未来电力系统的影响[J].电力系统自动化，2010(2)：20-23.

[6]Zhao Li，Jiang Zheng，Fang Yang，Dagnino，Zindler.Unified AMI information models to support diversified smart grid systems and applications[C].Smart Grid Communications (Smart Grid Comm) on 2013 IEEE International Conference，2013：21-24.

[7]Hart D G. Using AMI to realize the Smart Grid[C]. Power and Energy Society General Meeting Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century 2008 IEEE，2008：20-24.

[8]Popa.Data collecting from smart meters in an Advanced Metering Infrastructure[C].Intelligent Engineering Systems (INES) on 2011 15th IEEE International Conference，2011：23-25.

[9]Vaidya B Makrakis，Mouftah D. Secure multipath routing for AMI network in Smart Grid[C].Performance Computing and Communications Conference (IPCCC) on 2012 IEEE 31st International，2012： 1-3.

[10]Rodriguez R H L，Cespedes G R H. Challenges of advanced metering infrastructure implementation in Colombia[C]. Innovative Smart Grid Technologies (ISGT Latin America) on 2011 IEEE PES Conference，2011：19-21.

[11]傅华渭.AMI体系结构及应用[J]. 电测与仪表，2010，47(S1)：49-52.

[12]郑龙，唐国亮.高级量系统AMI应用前景[J].电测与仪表，2010，47(7)：42-45.

[13]刘文松，刘韶华，成海生.面向智能电网的高级计量架构AMI的研究[J].电网与清洁能源，2011，27(10)：8-12.

[14]李盟，陈茜，秦立军等.高级量测体系的研究与应用[J].中国电业：技术版，2011(6)：26-29.

[15]贺鹏.基于SM/AMI的用户主动需求响应研究[D].北京：华北电力大学，2013.

[16]唐志伟，孙菡婧，陈奇志.高级量测体系和需求响应下的互动配网[J].电力系统及其自动化学报，2011(5)：31-34.

[17]陈伟.电力自动化系统在配电网运行管理中的应用[J].中国高新技术企业，2013(34)：6-10.

[18]张文亮，刘壮志，王明俊等.智能电网的研究进展及发展趋势[J].电网技术，2009(13)：1-11.

[19]丁勇，李再华.德国配电网运行管理经验及其启示[J].南方电网技术，2008，2(5)：47-50.

[20]郭春菊.分布式电源接入对配电网运行的影响[D].上海:上海交通大学，2013：99-100.

[21]李彬.GIS在配网管理系统中的应用[J].价值工程，2010(33)：167.

[22]高超.基于信息平台的配电网管理信息系统[J].农村电气化，2011(5)：46-47.

[23]王萍. 基于信息融合的现代配电网管理[J]. 现代电力，2004，21(5)：22-25.

[24]林文钦.科学提高配电网管理水平[N].中国电力报，2004-08-12(008)：6-10.

[25]徐丙垠，李天友，薛永端.智能配电网与配电自动化[J].电力系统自动化，2009，33(17)：38-41;55.

[26]杨威.电力需求侧能效资源开发理论初探[J].广西电力，2013，36(2)：55-58.

[27]曾鸣，王良，李娜.美国电力需求侧资源的应用及其启示[J].华东电力，2013，41(7)：1416-1420.

[28]宋毅，欧阳邵杰，王旭阳等.考虑需求侧资源的新型电网规划模式[J].电力建设，2013，34(11)：12-16.

[29]余贻鑫.新形势下的智能配电网[J].电网与清洁能源，2009，25(7)：1-3.

[30]Sui Huibin，Lee Wei-Jen. An AMI based measurement and control system in smart distribution grid[C].Industrial and Commercial Power Systems Technical Conference (I&CPS) on 2011 IEEE .2011：1-5.

[31]谢开，刘明志，于建成.中新天津生态城智能电网综合示范工程[J].电力科学与技术学报，2011，26(1)：43-47.