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1、 智能用电管理系统研究武建玲雷君杰 摘要：经济快速发展伴随着能源的巨大消耗，在环境恶化和能源危机的双重压迫下，电力行业面临着巨大的挑战。如何建设一个更加安全、可靠、环保、低碳经济的电力系统，实现用电管理的智能化、信息化已经成为当下电力企业发展研究的一大课题。本文主要对居民智能用电管理系统提出了几点思考。关键字：智能用电；管理系统；研究按照国家电网公司的发展规划，2009年、2010年为智能电网的“规划试点阶段”，主要工作是制定规划和相关标准。2011年至2015年，则是智能电网计划的“全面建设阶段”，这一阶段的投资金额接近2万亿元。国家电网公司计划在2015年前，智能电表覆盖率达到80%，20
2、20年实现全面覆盖。由此可见，智能用电管理已经成为当下电力企业发展的一大核心重点。智能用电是坚强智能电网的重要组成部分，是建设坚强智能电网的着力点和落脚点。智能用电建设的好坏直接关系到电网的能源使用效率、经济运行和有序用电，对电网建设、节能环保、电能质量管理产生深远的影响。笔者结合实际经验，对智能用电管理系统提出了几点思考。1智能用电管理系统设计关键技术1.1智能测量和控制技术传统的表计功能单一，不能提供更多的用电信息，用户对需求侧管理被动且盲目，无法体现电能使用者的自主作用。智能电网下的信息交互主体是大量电力用户及其自购的智能设备，由于用户端的设备众多，而智能用电管理要做到精细化，就必须建立
3、覆盖企业变配电站、主要用电设备、分布式能源的智能测控体系，其中关键的设备是具有计量和控制、通信功能的智能表计、采集终端等，满足用电信息在线监测、故障报警、历史查询、负荷控制、设备节电管理等需求。1.2物联网技术物联网技术是实现用电智能化、自动化、互动化的基础。物联网处于智能用电管理末端，用来监测、收集终端信息，在此基础上构建可以全面感知用电设备运行状态的信息监控网络，并将采集到的数据信息通过科学合理的分析、计算和处理，最终实现用电信息的采集分析、远程抄表、错峰用电等智能化管理。具体来说，采用物联网技术后，通信终端可以将智能电能表、变压器温度和母排(或电缆头)温度的测温仪等多种智能测控设备数据上
4、送，由控制中心对异常数据进行筛查及识别，并将结果下送至网络交互终端，实现运维人员的GPS定位、配电房设备的二维码自动识别等，从而提高了设备检修、自动诊断和安全运行水平，保障用电的安全性、可靠性。1.3实时通信技术通信技术是联系用户用电终端与系统主站及各子系统，传递系统信息流、业务流的技术基础。智能电网的发展为供电侧和用户侧的双向互动需求提供了技术条件，它对通信网络提出了很高的要求，其特点是互联互通、高速、实时。当前广泛采用的远程通信技术包括以太网、公网GSM,3G等技术；就地组网方式有485和无线Zigbee、电力载波等技术。其中Zigbee作为一种微功率无线通信方式具有抗干扰能力强、自组网、
5、网络自愈等众多优点，近年来发展迅速。2对居民智能用电管理系统的几点思考2.1对居民用电情况进行智能化采集居民智能用电管理系统可根据不同业务对采集数据的需求，实现用电信息“全覆盖、全采集”，并保证所采集数据的完整性和准确性。对居民用电情况进行智能化采集包括居民用户用电数据采集，其中，居民用户用电数据采集包括：电量、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、需量、频率、开关状态等；在居民入户处安装智能电能表，智能电能表根据交流采样和功率积分的结果，产生这些数据量，并转变成电力载波信号，将载波信号经过电力线传输到采集终端；采集终端收集到载波信号后，进行分析和存储，并将数据转变为RS485信号，通过R
6、S485总线将信号传输到集中器；集中器同时对多个采集终端的信号进行收集、分析和存储，并根据主站服务器的指令，将数据转变为GPRS或CDMA信号，通过无线方式发送到主站服务器。居民、物业管理、供电公司人员等，经过授权后，可通过互联网查看上述数据。2.2有序用电管理居民智能用电管理系统可根据历史用电记录和当前情况，自动编制及自动优化有序用电方案；通过网络自动下达用电指标和用电方案；通过网络进行远程控制，全面支持有序用电；对有序用电的措施，系统进行自动通知和执行，对异常用电情况自动反馈;系统可对有序用电的效果自动进行统计评价，确保有序用电措施迅速执行到位，保障电网安全稳定运行。具体如下：主站服务器在
7、数据库中记录各居民的用电性质、重要程度、用电高峰时段信息，并根据记录的信息进行分析计算生成有序用电方案，主站服务器将有序用电方案通过GPRS或CDMA无线网络下发到采集终端中，采集终端根据接收到的有序用电方案对智能电能表进行执行，对部分地区、部分用户进行轮流停电、限制用电量，减少停电、限电对用户的影响；同时，主站服务器将有序用电方案编制成手机短信格式，主站服务器通过短信平台将有序用电方案发送给相关的居民，以便用户提前做好停电、限电的准备。2.3在线电费核算居民智能用电管理系统可通过采集终端自动采集智能电能表电量，采集终端通过RS485接口将采集终端的电量数据传输到集中器中，集中器通过GPRS或
8、CDMA无线网络上送到主站服务器中，主站服务器的智能化采集模块将每个用户的电量存储在数据库中；同时，主站服务器的电费核算模块利用webservice接口，访问用电营销信息系统的数据库，得到本地区的实时电价；主站服务器利用每个用户的用电量和单位电价，计算出该用户的电费，并存储到数据库中。数据库的电费数据接入互联网，用户可利用电脑或手机接入互联网，验证用户名和密码后可实时查看自己的电费情况。2.4直接为居民用户供电的配电网进行线损分析居民智能用电管理系统的主站服务器可根据电量数据，计算每个配电网的线损。主站服务器将一个居民小区作为一个配电网，进行独立的线损分析。居民小区的入口处安装的总智能电能表的
9、电量，作为配电网的总供电量；该小区内所有居民的智能电能表的电量之和，为售电量；供电量和售电量之差，是线路上损失的电量，即线损。采集终端自动采集总智能电能表和各居民用户智能电能表的电量，采集终端通过RS485接口将采集终端的电量数据传输到集中器中，集中器通过GPRS或CDMA无线网络上送到主站服务器中，主站服务器计算出总供电量和售电量的差值即为配电网的线损。根据小区的电力容量、抄表人员、设备使用年限、住户数量等不同特性，进行分类统计和排序，并对每个类别统计平均线损。如果某小区的线损和平均值比较差别较大，主站服务器即将它视作线损异常，主站服务器生成清单供工作人员查询，以便工作人员及时发现线损异常现
10、象，查找线损原因。2.5对储能元件的接入和充放电进行管理居民智能用电管理系统设置有独立的电能管理模块。储能元件又称储能装置，是能够将电能转换成其他能源，并在需要时重新将其他能源转换成电能的设置。常见的储能装置有电池、电容等。通过电能管理模块，可以精确控制储能装置的充电和放电，也可精确计量装置的充电量和放电量。参考文献1李同智.灵活互动智能用电的技术内涵及发展方向J.电力系统自动化.2012(02)2冯庆东,何战勇.国内外智能用电发展分析比较J.电测与仪表.2012(02)3韩艳萍.搭建信访信息公共服务平台J.中国集体经济.2012(03)4金江军.中小企业信息化公共服务平台建设策略研究J.中国集体经济.2012(04)5田拥军,赵光强.基于ZigBee的智能用电管理系统设计J.中国仪器仪表.2011(04) -全文完-
