智能电网助推绿色用电服务新技术

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1、智能电网，助推绿色用电服务新技术摘要：通过对国内外开展智能用电的研究与实践，分析了 国内用电服务技术存在的问题和差距。并结合中国智能电 网的发展计划，分别从用电业务体系、量测控制、信息通 信、客户服务体系、需方响应、检验检测等技术进行了探讨，展望了未来更多先进技术在智能用电中的应用。关键：智能电网；智能用电；智能电表；交互终端；需方响应坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化是智能电网的重要特征。建设智能电网不仅仅是传统电网和特定系统的升级和改造，而且需要实现需方响应，系统和用户的双向 互动。因此需要先进的传感通信技术、高级量测技术、分析和辅助决策技术、可视化技术等作为保证。智能用电是中国坚强智能电

2、网的重要组成部分。智能 用电和电力用户关系最为紧密，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。1、国内外已经开展的研究和实践1.1 国外研究现状目前，世界发达国家基于发展新能源、节能减排、提 高电网运营效率、改善供电服务质量等需要，陆续开展了 智能用电服务的研究和实践，并取得了阶段性成效。（1）明确了智能用电服务发展目标。 2006 年，欧盟 理事会发布了能源绿皮书欧洲可持续的、竞争的和安全 的电能策略，提出了智能用电服务的目标：1）以客户为 中心，提供高附加值的电力服务，满足灵活的能源需求；2） 将分布发电和可再

3、生能源集成到电网中，进行本地能源管 理，减少浪费和排放；3）通过自动电表管理系统，实现当 地用电需求调整和负荷控制；4）通过开发和使用新产品、 新服务，实现对需求自由化的响应。2009 年，美国发布了 智能电网建设发展评价指标体系，提出智能电网的 6 个特 性：（1）基于充分信息的客户参与；（2）能够容纳所有的 发电和储能装置；（3）允许新产品、新服务和新市场的引 入；（4）根据客户需求提供不同的电能质量；（5）优化资 产利用效率和电网运行效率；（6）电网运行更具柔性，能 够应对各类扰动袭击和自然灾害。（2）拟定了智能用电服务实施计划。 2008 年，法国 电力公司拟更换 2700 万只普通电

4、表为智能电表，使客户能 自动跟踪自身用电情况，并能进行远程控制。2009 年，美 国发布复苏计划尺度报告，包括为 4000 万美国家庭安 装智能电表，实现远程管理及读表等功能；地中海岛国 马耳他公布了和 IBM 达成的建立一个“智能公用系统” 的协议，计划更换 2 万只普通电表为互动式电表，实现电 厂实时监控用电，并制定不同的电价奖励节电客户。根据 英国政府披露的计划，到 2020 年，每个英国家庭都将安装 智能电表，实现远程抄表和动态控制用电设备，并将客户 利用风力或太阳能所发的电卖给电网。（3）开展了系列负荷响应控制实践。 2001 年，意大 利的电力公司改造和安装 3000 万台智能电表

5、，建立起了智 能化计量网络。2008 年，美国科罗拉多州的波尔得市宣布 成为全美第一个智能电网城市，主要通过为全部家庭安装 智能电表，使客户可以获得电价信息，自动调整用电时间， 并可优先使用风电和太阳能等清洁能源；变电站则可采集 每户的用电信息，并且在问题发生时重新配备电力。截止 2008 年，法国超过 1000 万客户可以通过网站、邮件、电 话、专门的电子接收装置，获得最大关键峰荷电价信息， 实时调整用电方式。（4）开展了分布式能源接入等实践。目前，丹麦正在 博恩霍尔姆岛试验用汽车电池解决间歇风电问题，通过汽 车电网（Vehicle-to-grid, V2G ）技术，允许建设更多的 风力涡轮

6、机，而且不让电网崩溃。法国电力公司（EDF ）高 度重视并承担了电动汽车充电技术研究、标准制定及基础 设施建设工作,为电动汽车提供便利的能源供应服务。如波 尔多市电动汽车 200 多辆，但公共充电站却超过 250 个。 美国、澳大利亚、加拿大、日本、英国、德国等近20 个发 达国家已经开展绿电机制项目，美国绿色电力占总用电量 2%左右，荷兰有 20%的家庭使用绿色电力。1.2 国内研究现状国内开展智能用电服务的体系研究虽然较晚，但国网 公司在智能用电服务相关技术领域已展开了大量的研究和 实践，一些研究应用已达到了国际先进水平。（1）建成了系列自动化、信息化系统。公司负荷管理 和低压集中抄表系统

7、已覆盖客户 900 多万户，其中：专变 客户 63.7万户，覆盖率超过 50%；其余为部分工商业客户 和居民客户的试点建设。在 11个网省公司上线运行了横向 涵盖电力营销所有业务和服务节点,纵向贯通从公司总部、 网省公司、地市公司、基层单位到电力客户的营销业务应 用系统。建成营销分析与辅助决策系统，实现报表自动生 成、指标监管等功能（2）开展了用电服务关键技术的研究。公司营销部牵 头组织启动电力用户用电信息采集系统建设研究。推动并 牵头修订了电能信息采集与管理系统、多功能电能 表和多功能电能表通信协议等电力行业标准，发布 了 12 个智能电表的公司企业标准，统一了 11 类静止式电 能表的型式

8、、功能及技术规范。正在开展数字化变电站计 量溯源项目研究。正在开展电动汽车充放电系统相互影 响、电能计量等相关问题的研究。开展了电动汽车充电站 设计与接入、钠硫和液流电池储能等技术研究。在北京、 沈阳等地建立了智能用电小区的智能家居应用试点。（3）试点实施了系列负荷响应措施。2004 年以来，电 力供应紧张的网省公司，依托行政手段和电力负荷管理系 统，开展各级有序用电预案科学编制和可靠实施。北京公 司促成政府出台尖峰电价、蓄热蓄冷电价、可中断负荷电 价等激励措施，通过经济手段引导客户避峰。上海公司试 行了绿色电力认购机制，支持新能源产业的发展。公司积 极推广电动汽车、热泵和蓄能技术等电能替代技

9、术，提高 了电能在终端能源消费的比重，目前已达 20.2%。（4）推出了若干互动式服务举措。2008 年 10 月，公 司提出了适用于不同客户群体的抄表及电费收缴模式，制 定了抄表及电费收缴工作标准和自助服务终端建设规范， 开展了电费联名卡可行性研究。开展供电客户服务标准化 体系研究，规范了 6个服务渠道、16个服务项目、35个客 户服务流程，确定了 30条客户服务质量标准。公司系统大 部分网省（直辖市）公司分别建立了 95598 客户服务网站 和呼叫中心，为客户提供专业化互动服务。2、国内存在的问题和差距我国在用电服务技术整体发展上与国外先进水平和我 国建设坚强的智能电网的要求相比，还存在一

10、定差距，一 些问题也有待深入研究、分析和积极应对。（1）在用电服务业务体系建设方面，各类系统与客户 之间的互动功能尚不充分，系统功能需进一步开发和整合 相关专业信息系统尚未全面实现数据共享，还不能完全适 应智能化用电服务的要求。未建立一体化营销自动化系统 的运维组织机构和常态资金保障。（2）在用电服务技术装备方面，原有的大客户负荷管 理和低压集中抄表系统建设标准化程度偏低，技术方案和 功能实现存在较大差异，电能表及采集终端型式多样、智 能化水平不高。同时，海量信息传输技术和安全保障技术 有待取得重大突破和实用化检验。（3）在信息通信方面，尽管我国的智能用电通信技术 研究具有一定的技术优势，但在

11、支撑用电服务体系运行的 通信网络和信息网络建设方面，面向用户侧的通信网络资 源不足，需要进一步加强多种通信技术手段的研究，解决 相关技术瓶颈。（4）在客户服务体系方面，缺乏对客户个性化、差异 化服务需求的响应，服务内容的深度和广度有待进一步拓 展，互动手段有待丰富。现有的管理标准、业务标准和技 术标准部分多基于传统营销模式，难以适应智能化用电快 速发展对用电服务模式带来的新变化。（5）在需求侧管理方面，由于政府配套政策不完善， 专项资金投入不足，影响了实施进度。在用能系统能效评 测、仿真技术和装备研发及系统建设应用方面，与国外还 有一定的差距。光伏并网发电系统技术规范及标准体系不 完善，缺少相

12、应的检测和评估手段。(6) 在智能家居方面，并没有真正的走向普通家庭， 推广缓慢，还停留在较浅的层面上，用户个性化的真实需 求被掩盖，智能系统产品链中的社会化服务滞后也是造成 目前状况的一个重要原因。(7) 在分布式电源接入方面，包括分布式电源接入的 优化控制和分布式电源综合利用管理，以用电信息采集系 统所采集的分布式电源接入与监控设备有关数据为依托， 实现分布式电源的智能化管理，可为配网、调度相关系统 提供信息。实现客户侧分布式电源智能调配以及客户发电 信息分析处理；满足分布式电源的接入需求，实现终端客 户分布式电源的“即插即用”；满足分布式电源的电能质 量、供电可靠性和电力安全的要求；带动

13、分布式电源的快 速、有序、健康地发展。3、智能用电下的新技术智能用电技术涵盖了高速实时通信、智能电表、智能 采集、双向交互和需方响应等多方面的技术，是计算机应 用技术、现代通信技术、高级量测技术、控制理论和图形 可视化等学科交叉的技术集群。3.1 用电业务体系电费回收风险自动监控技术。研究精益化的电费核算 技术自动计算电费，实时监测帐户余额，自动生成客户交 费提示，自动进行风险等级评估，自动发布风险预警信息； 通过与社会信用的信息交互，动态评价客户综合信用等级。 智能分析决策技术。构建智能决策分析平台，对各类供用 电数据信息进行自动统计、归类、查询和分析，对各项营 销及用电服务指标进行自动比对

14、、分析和预测，自动生成 营销策略和指标，为经营管理提供决策依据，为国家电力 能源政策、节能减排政策调整提供全面、准确、多角度的 辅助决策信息。3.2 量测控制技术是为电力客户提供智能化高级计量服务与管理的专业 应用系统。通过高级量测、通信和控制等技术，以用电信 息采集子系统为数据支撑，满足各类客户（包括分布式电 源、储能装置、电动汽车等计量计费、信息交互、实时监 测、智能控制的要求。3.3信息通信技术远程通信网原则上应采用光纤通信方式为主，在不具 备条件的情况下，也可采用其它通信方式作为补充。技术 上宜采用IP技术体制，具备动态路由迂回能力和较高的生 存性，在满足有关信息安全要求前提下，可采用

15、IP虚拟专 网方式。远程通信网应具备较高的带宽和传输速率，能保 障大量数据通信的双向、及时、安全、可靠传输。 满足智 能用电服务体系对无线通信的要求。信息通信安全防护技 术。制定对应的安全防护规范，采用完善的边界防护、网 络防护、主机防护、应用防护等防护技术和措施，确保智 能用电服务体系的安全可靠。3.4 客户服务体系（1）电费双向自动结算技术。随着分布式电源的不断 介入以及充放电站的建设，需要在传统电费结算技术的基 础上进行扩展，在双向计量的基础上研究电费双向自动结 算技术，实现不同时段客户与电力供应商之间互供电量、 电费的自动结算，并自动生成帐单信息实时传输供用双方（2）多渠道自助服务和缴

16、费技术。研究包括网上营业 厅、实体营业厅、客户服务热线在内的多渠道自助服务技 术，解决多种形式自助缴费方式的关键技术问题，支撑预 付费控制功能，防范欠费风险，开展多形式用电信息定制 技术研究，全面体现互动特征。（3）智能业扩报装技术。实现多渠道的跨区域客户报 装受理，自动生成低压客户供电方案，辅助生成高压客户 供电方案。利用手持终端设备，建立业扩报装现场勘查、 工程验收等环节与营销支持系统的实时联络。（4）客户故障自动诊断与处理技术。实现对计量装置 的 24 小时在线监测，主动进行远程服务或现场检查，自动 判断故障范围和停电设备产权，及时告知客户故障情况， 提供自动寻找替代供电线路、启动自备应急电源等应急供 电服务。实时定位抢修车辆，优化抢修派工，提供快速抢 修服务。（5）在线安全用电技术。实时在线管理重要客户安全 用电情况，自动判别客户重要程度分级，依据客户供电方 式