智能用电技术在智慧城市中的应用分析

2024-05-09姚久刚

通信电源技术 2024年5期

姚久刚

（江苏曼淇威电气产品有限公司，江苏常州 213000）

0 引言

在科技领域，智能用电技术作为一项创新性应用，在智慧城市建设中展现出巨大的潜力和重要性。智慧城市旨在通过科技手段，提高城市运行效率、改善市民生活品质，并实现可持续发展的目标。该背景下，智能用电技术作为城市基础设施中的关键组成部分，其应用不仅在提升电力系统效能方面具有显著优势，而且对城市的整体运行产生深远而积极的影响。

1 智能用电技术分析

1.1 高速通信技术

在智慧城市建设中，高速通信技术是智能用电技术的重要支柱。该技术以其快速、高效的通信能力，奠定可靠而高效的数据传输基础，为智慧城市中的智能用电系统提供强大的支持[1]。

在无线通信技术和无线组网技术的支持下，电力系统能够建立大容量的通信网络，实现对各个居民电站的实时监测和控制。这种高速通信网络的建立，不仅有助于电力系统迅速获取用电数据，而且为实现信息交互提供良好的条件。通过智能化管理电力系统，城市可以更加精准地了解电力使用情况，为电力资源的优化配置提供科学依据。同时，高速通信技术为智慧城市中的电力系统提供均匀分布和灵活调度的可能性。在电力系统中广泛应用无线组网技术，可以远程监测和控制电力设备，使得城市电力系统能够更好地适应不同区域的用电需求。

1.2 绿色电力技术

智慧城市的建设中，需要智能化升级电力系统。该进程中，绿色电力技术作为可持续能源的代表，可以为智慧城市提供可再生能源。太阳能和风能等绿色能源在电力系统中得到广泛应用，通过智能用电技术的支持，能够更好地捕获和利用这些能源，不仅为城市提供更为清洁和环保的电力来源，而且为电力系统的可持续发展奠定基础[2]。通过分析太阳能电池板（见图1）的高效转换率和风力发电机的实际输出数据，可以清晰地看到绿色电力技术在提供清洁电力方面的潜力。同时，绿色电力技术的应用可以提高电力系统的能源效率。绿色电力技术与智能用电技术的结合可以实现对电力系统的精准管理。例如，通过智能电网建设，能够实时监测和调度太阳能和风能等绿色能源，这种高效调度机制不仅可以提高可再生能源的利用率，也可以减少能源浪费。相关研究显示，绿色电力技术与智能用电技术结合的电力系统在单位能源产出方面与传统系统相比，有显著提升。

图1 太阳能电池板

1.3 智能电能表技术

在智慧城市发展的过程中，智能电能表技术发挥着积极作用。随着科技的不断发展，智能电能表技术在应用中得到不断的优化和提升，具备多种功能，可以广泛应用于企业和城市的电力管理系统中。

智能电能表的自动化抄表和自动测量管理功能在智慧城市的电力管理中发挥着关键作用。智能电能表能够自动化监测电力消耗并抄表，避免传统手工抄表的烦琐和误差。同时，智能电能表可以提高电力数据的准确性和实时性，抄表误差显著降低，为电力系统的可靠性提供有力保障，也为城市电力管理提供可靠的数据支持。同时，智能电能表技术的广泛应用减少人工劳动量和抄表人员的负担，提高工作效率，从而降低企业经营的成本[3]。此外，可以利用智能电能表技术储存智能水表及智能燃气表的数据。将不同类型的智能表数据整合，能够全面了解城市不同能源的使用情况，从而制定更加科学地能源管理政策。这种数据的综合利用，不仅有助于实现能源的优化配置，还为城市规划和发展提供科学依据。

1.4 智能采集技术

在智慧城市的电力系统中，智能采集技术作为智能用电技术的一个重要分支，可以高效准确地采集用户用电信息，通过计算和分析采集到的数据，可得到电力负荷、用电量、剩余电量等重要信息，为用电信息的管理和分析提供有力支持，为电力系统的智能化管理奠定坚实基础。

智能采集技术在电力负荷监测方面发挥着重要作用。通过实时采集用户用电信息，系统能够准确把握城市电力负荷的变化趋势，这种实时监测使得城市能源管理者能够更迅速、更准确地响应电力负荷的变化，进而调整电力系统的运行策略，提高电力系统的运行效率和稳定性。同时，智能采集技术为用电管理提供有效支持。管理者根据采集的用电信息，深入了解不同区域和用户的用电特点，进而制定更科学、更精准的用电计划，这种个性化的用电管理能够更好地满足城市居民和企业的用电需求，提高用电的合理性和效益[4]。同时，通过智能采集技术，用户能够实时了解自己的用电情况，促使其更加理性地使用电力资源，实现节能减排的目标。

在城市可持续发展方面，智能采集技术发挥着不可替代的作用。通过深度分析用电信息，系统能够发现潜在的能效问题，进而提出相应的解决方案，这种数据驱动的智能优化，不仅提高电力系统的整体效率，而且有助于实现城市可持续发展目标。通过精准的用电管理，城市能够更好地利用清洁能源，减少对传统能源的依赖，推动智慧城市能源结构的升级。

1.5 交互终端技术

在智慧城市的电力系统中，交互终端技术作为智能用电技术的重要组成部分，扮演着至关重要的角色。

一是交互终端技术在智慧城市中发挥着重要作用。通过人机交互工程，用户可以更好地与电力系统进行信息交流。统一的网络管理平台不仅能够显示用户的基本信息，还可以传达电价政策等重要内容，这种信息透明度有助于用户了解用电情况，为其提供更多的选择和控制权，推动智慧城市建设的进程。

二是交互终端技术为用户提供便捷的用电服务。通过使用交互终端，用户可以轻松地查询用电记录、了解电价政策，并完成缴费等操作。这种用户友好的界面设计和操作方式，使得用户能够更加方便地管理自己的用电，实现用电的个性化和定制化。同时，电力企业可以通过这一技术更加直观地了解用户的用电行为，为其提供更加精准的服务。

三是交互终端技术在业务融合方面发挥积极作用。将不同业务融合统一的平台中，用户可以在同一个终端上完成各种用电相关的操作，避免烦琐的跨平台操作，这种业务融合不仅提高用户的使用便捷性，而且降低电力企业的运营成本，从而提高整体运行效率。值得注意的是，交互终端技术在商业和公共领域也得到广泛推广应用。例如，在商业建筑中，商户通过交互终端技术能够更好地掌握用电状况，提高用电效率；在公共场所，用户可以通过终端查询电力政策、能源消耗等信息，强化对能源的理解和管理。

2 智能用电技术在智慧城市中的应用

2.1 电动汽车充电网建设

在智慧城市建设中，电动汽车充电网络的应用旨在为电动汽车用户提供便捷、高效的充电服务。通过智能用电技术的创新应用，电动汽车充电网络在充电设施建设、数据处理和云计算技术应用等方面取得显著进展，为城市交通运输系统的可持续发展提供新的机遇。

在电动汽车充电服务网络建设中，充电设施公共服务的智能化实现用户需求的个性化匹配，能够提供定制化服务，满足用户的充电需求。例如，在充电高峰期可以通过智能调度系统实现充电设备的合理分配，确保每个用户都能够享受便捷的电动汽车充电服务。同时，电动汽车充电网络的智能化建设借助云计算技术实现高效率的数据处理。将充电平台中的数据采集、分析及存储等模块与云计算技术相结合，使得充电网络能够在大数据环境下高效运作，不仅为充电设备的运行提供及时的数据支持，而且为城市电力系统的整体运行提供可靠的决策依据[1]。在实际应用中，智能用电技术的创新还体现在人工智能技术手段的引入，如专家决策、泛在接入融合技术、海量存储技术以及分布式资源虚拟化技术等。这些技术进一步优化电动汽车充电功能，满足用户的实际需求。例如，通过泛在接入融合技术，加强充电网络的信息互通能力，提升城市基础网络的互联互通能力。

电动汽车充电网络的建设对城市的基础网络互通能力、信息的处理和资源整合能力也产生积极影响。借助交互终端技术，城市车载终端实现了车-车、车-网、车-站的信息互通，进一步提升城市基础网络的互联互通水平。这种信息互通不仅促进城市内部网络的协同工作，而且使得电动汽车充电网络能够更好地与电网互动，从而实现更为便捷的充电服务。

2.2 智能家居建设

在智慧城市的电力系统中，智能用电技术在智能家居建设方面发挥重要作用。智能家居建设以智能家居样板房为基础，开展智能家居应用推广示范，旨在为居民提供先进的家庭能耗管理服务。智能家居建设如下。

一是智能用电技术通过实现中央控制和远程控制，为智能家居提供高效的管理手段。中央控制系统能够集成各类智能设备，实现一站式管理，用户可以通过智能终端实时监控和控制家居设备。用户通过远程控制和互联网技术，能够在任何时间、任何地点远程控制家居设备，提高生活的便捷性。这种中央控制和远程控制的结合，充分展现智能用电技术在智能家居中的先进性和实用性。

二是智能用电技术在环境感知方面的应用使得智能家居更加智能和人性化。通过传感器和智能设备的联动，系统可以实时感知室内外环境的温度、湿度、光照等信息，从而智能调控空调、照明等设备，创造一个更为舒适的生活环境。此外，智能家居系统可以学习用户的习惯，通过大数据分析为用户提供个性化的环境体验。

三是在视频监控和可视对讲方面，智能用电技术通过智能摄像头和对讲设备的应用，实现家居安全的全方位监控。用户可以通过智能终端随时查看家中的实时画面，保障家庭安全[6]。同时，可视对讲系统允许用户通过智能手机等智能终端与家中人员进行实时沟通，提高家庭成员之间的交流效率。

四是安防告警。通过智能安防系统，家居可以实时监测入侵、火灾、燃气泄漏等安全隐患，一旦发现异常情况，系统将自动发出告警，同时通知用户及时采取措施，这种智能化的安防系统不仅可以提高家庭安全性，也可以降低用户的安全风险。

五是用户通过设备智能化控制智能开关、灯光窗帘、智能用电等，可以更加便捷、高效地管理家庭能耗。智能开关面板如图2 所示，可以通过定时控制、感应开关等方式实现用电设备的智能化控制，提高用电效率。同时，实时监测智能用电系统,可以对家庭能耗提供详尽的用电信息，帮助用户分析能耗构成，引导用户自觉养成节能习惯。