智能用电终端技术研究与探讨

智能用电终端技术研究与探讨

关键字：智能用电技术研究

摘要：论文首先对智能电网及智能用电相关技术做了简要分析，指出现有用电终端所存在的问题和不足之处，提出利用智能用电终端技术解决现有终端的技术缺陷问题；其次，提出了智能终端的定义，将其按功能及应用范畴进行了分类，并对智能用电终端在智能电网中的作用及意义做了详细的阐述分析；再次，从实际应用的角度出发，对智能终端进行了需求分析并设计了智能用电终端的功能；最后，对智能用电终端技术的发展趋势进行了展望。

关键词：智能用电，终端，智能电网

0 引言

随着智能电网技术的发展以及越来越多的业界专家和研究机构对智能电网研究的高度关注及高投入，建设智能电网，增强电网运行的可靠性，提高供电服务质量已被众多国家和地区提上议程或纳入发展计划。我国智能电网的研究起步较晚甚至刚刚起步，虽然国家电网公司组织开展的大电网安全关键技术研究、数字化电网关键技术研究、电力电子关键技术、特高压同步电网安全稳定运行关键技术研究等相关研究实践及“SG186”工程、电力通信建设、用户用电信息采集系统等都为建设我国智能电网奠定了坚实的基础，我国在电能计量装置的研究应用方面一定程度上也体现了智能化，但是全面推进智能电网建设依然存在传统的设备无法满足智能电网自动化及智能化需求的问题。一方面，现有的电能表只能记录家庭用户所消耗的电能，电能表本身也不具备网络功能，由于缺乏互动手段，不能够实时接收电网实时电价等信息，根据预定策略控制相应电器设备投切等，无法实现信息查询、网络购电、节电管理等功能。另一方面，现有的用电采集终端具备基本的数据采集、处理、存储和控制功能，用户只能通过显示器按照固定的格式读取终端的用电信息，客户只能被动接收电网公司的信息，而无法主动参与移峰或让峰等用电活动。

未来的智能终端不仅具备现有设备的功能，还将实现与客户、客户智能家居设备的信息交互，满足需求侧管理、用电信息查询、网络购电、家居节电管理等增值性服务的需求。

1智能用电终端综述

1.1智能终端定义

智能电表与智能交互终端是应用于用户侧的智能电子装置，具有电能计量、远方控制、双向通信、远程抄表、事件报警、用电信息及参数显示、电能质量监测、用户侧分布式电源监控等功能。智能终端透过传感器与其他店里设备相连接，形成紧密完整的用电网络，并对信息加以整合分析，合理配置电力资源，实现市场响应迅速、计量公正准确、数据实时采集、收费方式多样、服务高效便捷，构建智能电网与电力用户电力流、信息流、业务流实时互动的新型供用电关系从而达到降低用户用电成本、提升可靠性、提高用电效率的目的。

1.2智能终端设备分类

智能用电终端按照功能及应用场合不同，可以分为：用电信息采集终端、智能交互终端、智能家居交互终端、能源接入终端及汽车充放电接入终端五大类。

1）用电信息采集终端

用电信息采集终端主要负责对用户的用电信息进行实时采集、处理和监控，实现电力用户的全覆盖和用电信息的全采集，全面支持费控管理，是智能电网用电环节的重要基础和用户用电信息的重要来源，为“SG186”信息系统提供及时、完整、准确地基础数据，为智能用电服务技术支持平台提供基础用电信息数据。

用电信息采集终端主要包括：专变采集终端、抄表集中器、抄表采集器、电能表，该类终端能实现的功能主要包括：数据采集、数据管理、终端管理、档案管理、控制、自动抄表、任务执行、费控管理、有序用电管理、用电情况统计分析、异常用电分析、电能质量数据统计分析、运行维护管理、权限和密码管理等。

2）智能交互终端

智能交互终端实现小区、楼宇用电信息管理、能效管理、实时负荷和异常用电分析、自动抄表和社区增值服务。其中，自动抄表可以实现水、电、气抄表集中自动采集，用电分时计价，监测用电负荷，监视

异常用电、预防故障和及时复电等功能；社区增值服务实现电力网、通讯网、有线电视网、互联网“四网合一”，可提供影视点播、信息公告、物业管理等服务。

3）智能家居交互终端

智能家居交互终端，是实现智能家居用电服务的终端。其功能主要包括：家庭能源管理、家庭安防、家庭缴费管理及智能家电控制等。其中，智能家电控制，可以视电网不同时段电价情况或客户自行需要，本地与远程控制家用电器，并自动跟踪电网电压，视电网电压情况，自动调整电压，促进科学合理用电。

4）能源接入终端

能源接入终端用于实现分布式能源接入。通过分布式能源接入终端，一方面可以实现分布式能源的“即插即用”、远程监视控制、双向计量和结算；另一方面，实现实时分析预测分布式电源发电情况，自动发布分布式电源运行状态信息。此外，将能源接入终端配合分散式储能装置，优化控制分布式电源接入系统，实现根据电网潮流变化情况及区域负荷平衡情况，自动接入和退出分布式电源；最大限度平抑间歇性发电对配电网的扰动。

5）汽车充放电接入终端

利用汽车充放电接入终端，对于城镇主要干道、商业区等大型电动汽车充放电站（类似目前加油站、加气站），优化制定充放电策略，合理控制充放电时间，实现快速充放电、整组电池更换以及双向计量、计费等功能，同时可考虑电池检测、电池维护等扩展功能，并满足客户自助充放电需求。

对于居民区、商厦、停车场和政府大楼等区域小型电动汽车充放电站，通过汽车充放电接入终端实现即插即用式、随时随地的便捷充放电。充电机可接收来自电力企业的电价等信息，自动避开高峰时间充电。

1.3 智能用电终端在智能电网作用

智能用电终端，作为售电侧和用户侧的主要交互平台，是电网信息发布、客户数据采集、信息上送的主要媒介，是社会公众感知电网智能化服务的关键所在。

智能用电终端集成了多个信息及功能模块，通过跨平台的数据/信息管理，实现更多、更高级的应用。比如：通过削峰填谷，通过有效转移负荷，合理分配电力资源，满足电网公司调节用电负荷曲线，而不是单纯增加基建投资；通过全网的无功/电压管理，降低线损；通过供需互动结合分时电价，引导客户消费，满足家庭用户节电，降低费用；通过增值服务将气象、分布式能源、小区信息发布、在线缴费等联系起来，提高服务质量，满足家庭用户网上查询水电气消费，并为网络支付提供数据；通过实时负荷预测，充分提高现有发电机组的平均小时利用率，而不是单纯增加新机组以满足无计划的峰值需求，达到合理规划节能减排的目的；提升电网自身的危机处理能力，使之具备故障预警，快速判断，自行恢复等“自愈”功能，保证电网安全稳定运行。因此，研究智能用电终端技术具有深刻的理论意义和重要的现实意义。

2 智能用电终端的需求分析

1）用电信息采集系统

与传统的仅能记录用户耗电量的终端（如：电能表、用电采集终端）不同，智能用电终端除了满足电能计量的要求，还能对智能家电、其他能源计量器具进行数据采集。此外，智能用电终端还能通过供需双方的交流互动实现信息查询、网络购电、节电管理等功能。

2）智能用电小区、智能用电楼宇；

智能用电小区、智能用电楼宇的实现，需要智能用电终端为其提供信息双向互动及需求侧管理支持。这里的信息双向互动，是指电网与家庭之间的双向信息交互需求。一方面，电网从家庭获取实时电量、最大功率、负荷种类、可转移负荷等用电信息，同时，电网从家庭获取购电信息、建议投诉、定制方案等的客户需求信息；另一方面，家庭需要从电网获取电费、电价、参与移峰的政策奖励以及可选的优化用电方案等信息。此外，利用智能用电终端实现智能发布电网实时信息、自动接收用户响应、自动撮合交易、最优决策、响应结果自动监测、自动结算，等功能。在能源使用高峰期，公用事业公司发送电子消息给消费者，提醒他们关闭非必要设备（或降低其用电量）以降低能耗，或者将提醒信息自动发送给设备，无需人为操作，真正实现小区、楼宇用电智能化。

3）智能家居用电服务系统；（电网友好型智能家居）

智能家居的概念在5，6年前引入中国，主要着眼点是构建一个系统使得人们能够更方便的对家用电器进行控制。其主要功能有：a) 可对白色家用电器和其他设备的控制、调节和监测，比如微波炉、洗衣机、