基于智能电网构架下电力需求侧管理技术变革

基于智能电网构架下电力需求侧管理技术变革
摘要：电力需求侧管理从20世纪70年代以来已经逐渐成为发达国家电力行业
规范管理模式，我国目前处在发展时期。

国家电网"建设坚强的智能电网"工作针
对需求侧管理制定"全覆盖、全采集、全预付费"的总体目标，这是智能电网建设
的重点环节，其推行对智能电网建设的目标起着举足轻重的作用，建设与发展必
须与智能电网的长远规划保持高度一致。

本文分析了传统需求侧管理的特点及局
限性，以及为配合智能电网建设工作的开展，基于智能电网构架下电力需求侧管
理所需的技术变革。

关键词：需求侧管理；信息监控；智能电网
电力需求侧管理从20世纪70 年代以来已经逐渐成为发达国家电力行业一种规范化的管
理模式，并取得重大成效。

我国20世纪90年代初期开始推行需求侧管理，目前需求侧管理
在我国还处在发展时期。

国家电网“建设坚强的智能电网”工作正在有序展开，针对需求侧管
理制定了“全覆盖、全采集、全预付费”的总体目标。

电力需求侧管理作为智能电网建设的重要组成部分之一，也是智能电网建设的重点环节，其推行对智能电网建设的目标起着举足轻重的作用，未来的建设与发展必须与智能电网的长
远规划保持高度一致。

本文分析了传统需求侧管理的特点及局限性，以及为配合智能电网建设工作的开展，基
于智能电网构架下电力需求侧管理所需的技术变革。

1 智能电网简介
智能电网（Smart Grid）是当今世界电力系统发展变革的最新动向，并被认为是21世纪
电力系统的重大科技创新和发展趋势。

欧美等发达国家从2001年开始就成立专门的组织或
机构投入巨大的精力力图尽早取得突破。

中国、日本、澳大利亚等国家也纷纷跟进。

2009 年10月，美国总统奥巴马批准了80亿美元的智能电网投资基金，以促进美国智能电网的建设。

2010 年初国家电网陆续开展了两批智能电网的试点项目，并明确表示，针对智能电网建设预
计累计投资达 4 万亿（2020 年之前）。

中国智能电网开始步入规划建设阶段，宣布了智能电
网时代的到来。

智能电网是一系列有关技术的总称，其本质是能源替代和兼容利用，智能电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点。

可以解决精确供能、电力需求侧管理、电网自由接入、多电源互动以及分散储能等问题，它不仅服务于大电网，而且服务于我们的电力终端用户。

智能电网将最大程度的消除或抑制大面积停电故障，提高了电网运行效率和可靠性，将
为用户节省电费并减少污染的排放。

2 电力需求侧管理现状
需求侧管理（Demand Side Management）源于能源消费居世界首位的美国。

需求侧管理
比综合资源规划起步要早5年，它是在早期节电和负荷管理的基础上发展起来的，起始时间
可以追溯到20世纪70年代中期，20世纪80年代初期开始逐步充实和完善，今天已经被大
多数人所接受。

电力需求侧管理可以取得经济、社会与环境的多重效益，实现政府、用电客
户与电力企业的三方共赢。

不仅是缓解电力供需矛盾的必要手段，更是提高能源利用效率、
实现节能降耗目标、促进经济社会可持续发展的战略性选择。

传统的电力需求侧管理以一定的管理、经济、技术等措施，将客户的电力需求从电网负
荷高峰期削减、转移或增加在电网低谷期的用电，实现“移峰填谷”的作用，以达到改变电力
需求在时序上的分布，减少日或季节性的电网峰荷，提高系统运行的可靠性和经济性。

目前全国已有的电力需求侧管理，大多依靠分散建设的低压客户集中抄表系统、变电站
远抄系统、用电现场服务管理系统等，在一定程度上提高了抄表的自动化、现代化水平。

这
些系统的建设与应用，在特定历史条件下为缓解电力供求紧张状况、实现有序用电、保证电
网安全、确保重要负荷用电方面发挥了重大作用。

但是，由于系统分散，设置分属不同部门
管理，各系统之间很难实现真正的数据共享，难以实现从购电侧、供电侧到售电侧电能量信
息的一体化的实时采集与在线监控，无法正常开展负荷预测、市场分析等应用工作，无法实
现真正的全网线损统计。

传统的电力需求侧管理，实现方式还处在政策性管理阶段，以行政手段为主实施电力需
求侧管理是我国在特定历史阶段的产物，行政手段虽然具有见效较快的特点，但与用电客户
需求、市场机制常常存在冲突，可持续性较差。

目前的电力需求侧管理，已无法满足供电公司快速响应市场变化的需要，在一定程度上
阻碍了电力营销服务管理工作向更高层次和水平迈进的步伐。

3 适应于智能电网建设需求的电力需求侧管理
随着智能电网建设的逐步推进，对电力需求侧管理提出了更高的要求。

把握智能电网建
设的动向，配合智能电网规范有序的建设，成为电力需求侧管理必须明确的重点任务。

智能
电网下的需求侧管理将面临以下的技术变革：全网建设，全网管理（全覆盖、全采集、全预
付费）。

单纯的变电站采集系统、负荷控制系统、配备监测系统、居民集抄系统，这样的信息“孤岛”式的建设模式，已经无法满足智能电网下对信息和数据的需求。

未来的电力用户信息采集必然要达到“全网”的覆盖程度。

全网数据统一时间，全网数据无障碍共享，全网用户信息无
障碍检索。

只有这些功能可靠实现，才能保证智能电网的实时电价、才能保证智能电网的用
户互动，才能保证智能电网的坚强。

3.1 坚强
坚强，是国网建设智能电网的重要特征。

智能电网从硬件上来划分可以划分为两个网络：输配电网络、集成通信网络。

输配电网络相当于是人的心血管网络，集成通信网络则相当于
是人的神经网络。

集成通信网络为输配电网络提供信息性的支持，为输配电网络应对各种变
故提供决策的数据依据。

数据的准确性，直接影响整个电网的可靠性。

建立通讯相关标准，是集成通信网络的建设根本，但统一标准后的大型通讯网络，其安
全性将是不得不考虑的一个问题。

与供电网络紧密集成的通讯网络，一旦被非法利用，带来
的后果可能就是灾难性的。

而电力需求侧管理的通信网络恰恰是最复杂、最暴露、最脆弱的
一部分。

如何保障电力需求侧管理通信网络的可靠性是智能电网建设的难题，也是电力需求
侧管理建设的难题。

电力需求侧管理将肩负起全网每个用户的信息采集任务，只有电力需求侧管理系统数据
通讯的准确性和可靠性坚强了，才能保证整个智能电网的坚强。

3.2 电网与用户的互动
智能电网下的需求侧管理，已经不再是简单的用电管理。

未来的智能电网实行的将是实
时电价体系，将更为全面合理的分时电价政策，不再是简单的尖、峰、平、谷四时段电价，
电价将根据电网的负荷状况实时调整，并及时将当前电价告知电力用户，使用户根据自己的
需要，结合实际的电价，选择自己的用电方式，实现用户主动调节负荷，移峰填谷。

智能电网下的需求侧管理，体现出更多的将是从管理向服务的转变。

它将是电网与用户
沟通的基本平台，同时它还将为用户提供更多的服务内容，如通过需求侧管理平台，主动发
现和发掘用电客户的节能需求，为客户开展节能诊断服务等。

3.3 优质电能的保障
智能电网下用户信息采集，将不再是单一的用户电量数据，其数据范围将进一步扩大，
电能质量的信息、用电损耗的信息都将被采集。

大量信息的采集与分析，将为电网的运行提
供可靠的技术依据。

通过对数据的实时监测与分析，智能电网下的需求侧管理，可以及时发现和预测设备故障，变故障后抢修为故障前预测，保障供电的可靠性。

还可以通过监测及时发现并定位用电
污染源，还电网以清净。

3.4 活跃市场
智能电网下的需求侧管理的工作手段将从以行政手段为主向以经济、技术手段为主转变。

建立需求侧管理的长效机制，尊重客户的需求，尊重市场的规律，更多地采用经济、技术手段，使用电客户通过需求侧管理得到实惠、享受方便，从而引导和激励客户自觉主动参与到
需求侧管理工作中来。

3.5 优化资产、高效运行
智能电网的建设对资产的管理提出了更高的要求，大量的资产管理需要需求侧管理来完成，不仅仅是用户设备的老化、设备的更换等资产的管理，将有更多的流程性的管理，及资
产利用率、资产利用额度的实时分析。

从更高的应用层次来看，包括电能本身，也是需求侧管理的对象。

通过需求侧的数据分析，可以得出电网负荷的分布状况，当负荷过剩时应该避免高成本发电资源的使用，节省不必要的高价电力费用。

3.6 分布式能源管理
分布式能源是智能电网的重要特征，它不仅兼容大的、集中的发电厂，还兼容不断增加的分布式能源（DER），如风力、太阳能、燃料电池，甚至是居民用户的小型发电设备，发达国家预计到2020年分布式能源将占到总能源的33％。

未来的分布式能源将会更加的多样化，它们中很大一部分将成为电网的用电者，同时也是电网的供电者。

对这些特殊“用户”的管理，将是智能电网下的需求侧管理的重要任务。

4 总结
当前智能电网建设才刚刚开始，各国均按照自身的需求而建设，没有公认的模式。

电网智能化需要全面、动态的整合用户侧资源，只有在把握智能电网建设方向的基础上，坚持创新理念实行必要的技术变革，电力需求侧管理才能与时俱进，才能更好的对电力这种特殊商品进行全面的管理，同时为智能电网的建设起到足够的促进作用。

参考文献：
[1]曾鸣.电力营销服务与电价体系［M］.北京：中国电力出版社，2007.
[2]许晓慧.智能电网导论［M］.北京：中国电力出版社，2009.
[3]王蓓蓓，李扬，高赐威.智能电网框架下的需求侧管理展望与思考［J］.电力系统自动化，2009，（20）.
作者简介：
赵鹏飞（1976.3-），男，内蒙古桌资县人，东北电力大学学士，工程师，。