智能用电技术的发展和应用分析

鲍亚男 张艳 王哲 李天真 陈险宁

摘要：与传统的用电模式不同，智能用电用户不再单一地被动接受供电，而是有选择地参与到供电环节中，例如，对重大用户可以实时电价进行激励，用低电价引导用户，避免因高峰用电峰值过高，引起大型火力发电机组的错配，造成火力发电机组可用率低的尴尬局面。智能用电从用户侧和电源侧的利用率最大化和环保效益最大化、资源配置最佳化等方式，利用大数据资源优势和智能电网的建设发展，实现发、输、供、配、用户五者之间的交互与链接，最终真正实现电网智能。

关键词：智能用电技术；发展；应用

1智能用电管理系统分析

1.1主站系统

主站系统一般设置在以地区为单位的电力公司系统，任务是对一个地区的电力资源使用和储存情况进行分析和管理，通过及时监测用户的用电量，并根据历史数据进行预测，对电网负荷采取平风填谷的调节措施。

1.2子站系统

子站系统通常设置在基层变电所，通过对负责范围内的用户用电量进行监测，及时将数据反馈给主站系统，使主站系统能够做出正确的判断。另外子站系统还要承担负债范围内的电力设备维修和维护工作，将故障信息进行统计后汇总到主站系统，降低故障所带来的损失。

2智能用电的发展建设

2.1多种电价政策下家庭用电信息交互服务关键技术及应用

当前，我国正在积极进行智能用户能量管理系统、智能家居和智能小区的研究与建设。在智能用户能量管理系统的研究中建立双向的通信联系，包括为用户提供实时电价和用电信息、监视以及控制用电设备等，实现与电力用户信息相关的系统集成，与智能电网的实施相适应，最大限度地延长换代的生命周期。此外，也对具体电价模式下智能用电系统也进行了研究，也有文献提出了基于实时电价的智能用电系统框架，阐述了系统各部分的功能需求，给出了智能用电系统的信息流程，比较了实时电价阶段的智能用电与传统用电方式的不同。

2.2支撑工商业用户能效提升的用电节能关键技术

当前我国采取的支撑工商业用户能效提升的用电节能关键技术主要包括使用节能型供配电系统，例如采用合理的供电电压、采用节能型变压器和采用无功补偿装接；选择节能设备，例如推广使用变频器、使用Y型高效电动机以及节能型照明电器等，并合理选择导线截面；加强工厂用电管理，合理使用峰谷电力资源；加强工厂电力计量管理，大力开展能效电厂项目等。

2.3智能空调在电网负荷管理中的应用机理和关键技术

国内的研究主要集中在对智能空调的协调控制模型和算法设计上，有文献将模糊控制应用在智能空调上，设计了智能变频空调模糊神经网络控制系统，这样的空调不仅会给人带来更舒适的感觉，而且还能节约更多的电能；也有文献对中央空调轮停技术进行研究，由于建筑物的热惰性和循环水的蓄能性，可以在短时间内继续保持对建筑物的供冷能力，节约空调用电的同时不影响空调使用效果；有文献基于人体工程及非均匀温度场智能空调系统研究，通过对出风口进行控制，实现每个单元独立地温度控制，这种智能空调系统能实现自动与用户进行交互，从而降低了空调的功耗。总结国内研究可以发现，缺乏智能空调负荷控制管理平台的研究，缺乏基于需求响应下智能空调协调控制的研究。

2.4面向需求响应的智能用电数据在线分析关键技术

我国的大客户负荷管理和低压集中抄表系统已安装使用近千万户。国家电网公司在十多个网省公司上线运行了营销业务系统，建成了营销分析与辅助决策系统。智能用电数据在线分析平台主要分析的数据包括家庭用户和工商业用户，可以进行远程能效评估和健康诊断。查阅相关资料，目前，国内外还没有明确建设智能用电数据在线分析平台的项目，大多数围绕智能用电交互平台展开。

3智能用电技术探究

3.1智能电器

相对于传统家用电器而言的，智能电器的出现与发展是与智能用电技术的发展步伐息息相关的。智能电器技术集信息技术、网络技术、控制技术、计算机技术为一体，旨在为用户提供更为有效、便捷、舒适的家居生活，同时还能够与智能用电终端实现信息的双向交互，优化家居生活的电源管理。智能家用电器具备以下几个功能：第一，接受电力企业或者智能用电终端多种方式的智能化远程控制；第二，具备家电设备高效的节能技术，并可实现家电设备的高度信息化；第三，能够实时显示、分析电器设备用电信息，通过与电力企业的信息交互，获取分时电价的信息，从而实现智能化用电管理。

3.2智能插座技术

目前，大多数用户的用电设备都存在待机耗能的现象，通过相关调查显示，我国城市中家庭每天平均待机能耗大约在15-30瓦，将所有家庭的待机能耗进行汇总后是一个非常庞大的数据，造成了电力资源的极大浪费。现阶段出现的智能插座，可以很好地对家庭用电设备进行智能化控制，减少资源的浪费。智能插座的技术含量非常高，通常涵蓋了通信和网络技术，具有显示和监测的功能，通过感应电源的使用情况，可以做出自动的切换工作，不仅能够进行过流保护，实现用电安全，而且能够实现用电设备信息的监测，在待机时自动关闭电源。

3.3智能双向表计技术

传统的电能表计主要对用户电能量的使用情况进行单向统计，最初采用的是人工抄表方式。其后，出现了远程自动抄表，它是在人工抄表基础上的一次质的飞跃。但是，该抄表方式依然无法完全满足智能电网的用电技术，于是，智能双向表计技术应运而生。智能双向表计是指具有开放式双向通信功能的智能电表，它是一种可编程的电表，具有以下特点：第一是具有双向通信功能，可以对电表进行随时读取、远程接通与断开等；第二是可以接入智能用电信息管理系统和数据中心，实现数据与信息的交换；第三是实现了实时数据采集与控制系统的结合，以便于更好的进行系统监测与故障响应。

4结语

总而言之，随着社会的不断发展，智能用电技术的有效使用对于整个的智能电网技术来说都是一个重要的组成部分，承担着用户和企业之间的双向互动，对于改善用户的用电水平、实现资源的节能使用具有不可估量的重要意义。随着国内外智能用电技术的迅猛发展，智能用电面临着许多新的要求，这就对电力企业的技术创新与工作人员的专业性有了更高的要求。

参考文献：

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[2]魏盛万兴，常凯，孙军平，等.智能用电中自动需求响应的特征及研究框架，电力系统自动化，2013，37（23）.

[3]孙国强，李逸驰，卫志农，杨永标，臧海祥，卞栋.智能用电互动体系构架探讨[J].电力系统自动化.2015（17）.

（作者单位：国网葫芦岛供电公司）