我国智能电网用电服务标准现状及趋势研究1

◆郭 政 崔继峰 / 文

我国智能电网用电服务标准现状及趋势研究1

◆郭 政 崔继峰 / 文

在发展清洁能源、应对气候变化、保障能源安全的迫切需求下，智能电网已成为当前世界电网发展的新趋势，而智能电网的建设是一项长期的、复杂的系统工程，它涵盖政府、装备和服务供应商、科研机构等多个方面。其中，标准化是支撑智能电网建设的重要手段，标准化可以有效规范智能电网的规划设计、建设运行、设备制造、服务提供等，促进创新技术的产业化和商业化，提高智能用电服务的感知和质量。

一、智能电网内涵

智能电网（Smart Grid）是运用信息技术实现电力供求平衡自动控制的第二代供电网。主要利用能够进行双向传递信息的智能电表，即时掌握用户电力消费、分布式电源的发电情况等信息。电力公司也可以通过智能电表及远程监测、服务平台控制空调运转等实现节能。智能电网的发展为加强太阳能和风力等开发利用以及保持电力的稳定供应创造了可能。

当前发达国家对智能电网的界定是基于各国的电网发展实际状况及特征，寻求与网络、信息等现代技术的有机结合而实现电网智能化，新技术的应用继续保持电网的原有形态，遵循电力系统的运行规律，并对电网运行性能进行深度优化和提高。从技术发展和应用的角度来看，开展智能电网研究和应用的相关国家、研究机构、专家对智能电网的共识是：智能电网是将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合，并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。

我国提出了“坚强智能电网”的概念，其内涵为“以物理电网为基础将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网”。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。我国智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础，但其出发点及其现代技术与物理电网相融合的特征符合世界智能电网发展的总体趋势。

二、智能电网用电服务内容

随着我国工业经济的发展及城镇化的进程，网络信息技术深入应用，新型清洁能源不断开发，而节能减排、电力可靠、服务便捷等针对电网服务的需求和期望持续产生并有机融合。

2.1 智能用电服务的现实要求

全球资源和环境问题的日益突出推动了新能源和可再生能源的利用，特别是推动需求侧太阳能、风能、生物能、冷热电三联供等分布式能源发电，减少了对传统能源的依赖，是未来能源技术以及我国能源战略的发展方向。由于具有数量多、范围广、容量小、随机性、间歇性等特点，分布式电源的大规模应用将给电网安全稳定运行和用电服务带来很大影响。

我国的可持续发展战略及国家能源战略要求加强节能减排，提高能源利用效率。充分利用风能、太阳能等而建设的储能装置将迅速发展，数量众多的电动汽车、充电桩及其他储能装置的充放电应用将对配电网设备容量配置、电网负荷产生较大影响。与世界先进水平相比，我国用电效率较低，各环节的电能浪费现象较为严重。智能用电服务面临的新任务就是利用经济、技术等手段，系统提高电能制造、传输及用电效率，优化电能消费方式，提升用户侧用电服务感知。

用户侧服务需求升级。随着网络信息技术的深入发展，物联网的建设、智能家电及其他智能设备的创新、分布式发电及储能设备的发展等新兴应用对电网企业的服务理念、服务模式、服务内容和服务质量不断提出新的更高要求，不仅要求电力成本更低、更加安全可靠，还希望享受更加个性化、多样化、便捷化、互动化的服务，包括实时详细了解自身电力消费情况、缴费结算、信息查询、故障报修、业扩报装、电动汽车充放电预约服务、电能上网等。

2.2 智能用电服务的基本内容

在智能电网的用户侧，依托坚强电网和现代管理理念，利用高级量测、高效控制、高速通信、快速储能等技术，实现市场响应迅速、计量公正准确、数据采集实时、收费方式多样、服务高效便捷，构建电网与客户能量流、信息流、业务流实时互动的新型用电及服务的关系。

智能用电服务能够为生产生活提供互动多样的用电服务。一是根据电力用户的个性化、差异化服务需求，实现能量流、信息流和业务流的双向交互；二是支持需求侧管理、智能小区和智能楼宇建设，及时响应用户自由用电需求，指导用户科学用电，提高终端能源使用效率；三是为用户提供及时准确的电价信息、负荷信息和最佳用能方案与策略等；四是根据国内外智能电网的建设与发展目标，智能用电环节还将实现分布式电源的智能化管理、电动汽车及储能的智能化管理、智能用能服务和能效诊断、智能量测及控制，以及促进电网企业开展优质服务的智能营销业务管理与决策等诸多令人期待的、不断完善的服务内容。

智能电网服务将深入变革电力用户的消费习惯，促进电网企业依托智能用电互动服务平台，不断延伸服务领域，提升电力服务的附加值和让渡价值，实现多方共赢。

三、智能电网用电服务标准

智能电网建设的复杂性、系统性要求建立一个系统、完善、开放的智能电网技术标准体系。智能电网服务内容的创新及用户消费习惯的变革，促进电网服务的内外部环境发生显著变化，进一步推动智能电网用户侧电力服务标准化需求的产生。

3.1 智能电网技术标准体系

美国主要由IEEE负责制定一套智能电网的标准和互通原则（IEEEP2030），包括电力工程、信息技术、互通协议等三个方面的标准和原则。另外，国际电工委员会（IEC）、美国国家标准与技术研究院NIST等也在发挥重要作用。我国国网公司制定发布了《智能电网技术标准体系规划》，由8个专业分支、26个技术领域、92个标准系列及若干个具体标准组成，用于指导国家电网公司坚强智能电网企业标准的编制，为中国构建完善的智能电网标准体系奠定了坚实基础。目前，国网公司正努力实现“基本建成坚强智能电网技术标准体系”的第二阶段目标，重点推进优势领域智能电网标准国际化，在“十三五”将深入优化完善坚强智能电网技术标准体系，提升我国坚强智能电网标准的国际水平。

3.2 智能用电服务标准状况

目前，国内外多个组织针对智能用电标准化开展深入的研究，取得了一定的成果。从国外来看，IEC(国际电工委员会)制定发布了用户系统与电网的系统接口、抄表费率和负荷控制、家庭网络资源管理系列等标准。IEEE标准协会正式发布了《IEEE P2030 能源技术和信息技术与电力系统（EPS）、最终应用及负荷的智能电网互操作性指南》，涉及电力交通基础设施导则、储能系统接入电力系统的互操作导则、储能系统和设备的应用试验过程标准、智能能源规范导则、电力需求响应效益评价导则等智能用电标准。OASIS（结构化信息标准促进组织）、ZigBee联盟等国际组织也在智能用电标准化工作方面开展了大量工作。

从国内来看，国网公司坚强智能电网技术标准体系中，智能用电环节目前有5个专业领域，主要是双向互动服务、用电信息采集、用能服务、电动汽车充放电、用电检测，涉及15个标准系列。截至目前，已编制的企业标准89项、行业标准32项、国家标准8项，与IEC、IEEE合作制定国际标准2项。目前，国标委已批准成立全国智能电网用户接口标委会，智能用电服务类是标委会体系业务类型之一。

1）双向互动服务。建设双向互动服务平台能更好地满足用户用电智能化、多样化的服务需求，提高供电应急处置能力。本技术领域包括双向互动服务平台的建设、运行管理，双向互动服务终端设备及系统等3个标准系列。

2）用电信息采集。用电信息采集系统为智能用电服务提供可靠的基础数据支撑。本技术领域包括用电信息采集系统的建设、运行管理、用电信息采集终端设备及系统等3个标准系列。

3）智能用能服务。智能用能服务是对用户的用能情况进行实时监测，并根据用户的用能需求和能源供给情况，实现有序用电管理和能效管理智能化。本技术领域包括智能楼宇/小区的建设、运行管理、设备及系统等3个标准系列。

4）电动汽车充放电。电动汽车充放电设施可实现电动汽车与电网的双向能量转换，是坚强智能电网的重要组成部分。本技术领域包括电动汽车充放电设施的建设、运行管理、设备及系统3个标准系列。

5）智能用电检测。建设手段完备、功能齐全的智能用电检测系统，可进一步完善智能用电检测体系，保证计量装置和用电装置的安全可靠运行。本技术领域包括智能用电检测系统的建设、运行管理、设备等3个标准系列。

国网公司提出了需要优先制定的40项智能电网技术标准，其中在智能用电领域优先制定标准包括7项（见表1）。国家电网已针对这些智能用电服务内容，研究出台相应的企业标准；但从国家层面来看，有关智能用电服务内容的标准文件较为缺乏，国家电网为发展智能电网及用电服务而制定的企业标准尚没有形成国家标准。

欧美国家智能电网的用电服务侧重需求响应，开展的智能用电服务研究和实践主要集中在配电和用户侧。而我国智能电网的发展首要任务是满足电力负荷需求，保护环境，解决能源资源和用电中心严重不匹配的远距离输电问题，更侧重于输电、配电、变电的智能电网设施建设，而保证安全有效的供电及可靠稳定的电能质量，可再生能源的入网、智能电网需求侧管理的技术开发、培育成熟广泛的终端用户及服务一体化建设，提升用户层面上的互动性和服务整合能力等方面等尚处于研究和试点阶段。在此背景下，智能用电服务的标准建设尚没有被纳入当前亟需研究的智能电网核心标准范畴，我国智能电网发展阶段的目标和需求决定了智能用电服务标准发展将在一段时间内晚于指导我国智能电网建设的核心技术标准的研究进程。

四、把握智能用电服务标准发展趋势

从上文研究可以看出，我国在智能电网需求侧标准化领域的工作正处于发展的起步阶段，当前取得的成果尚不能搭建起完整、统一的智能用电服务标准体系，相关技术标准的研究还没有有力支持智能电网需求侧服务体系建设及标准的形成，相应的标准考核和认证体系也相对缺乏，这在很大程度上延迟了我国智能电网需求侧产业的迅速发展。随着我国智能电网技术研究及基础建设的推进和完善，智能用电服务及其标准体系的研究将成为实现连接智能电网与广大用户的首要任务。

1）各电力研究机构、行业协会及企业应重视智能电网用户侧在智能电网产业及衍生产业发展中的作用，加大智能用电服务的技术及服务研发和储备；根据国家智能电网的发展战略及借鉴国网公司智能电网技术标准体系的研究框架和思路，变革传统电网的服务理念，利用智能电网的建设成果创新实施智能电网环境下的用户侧服务，强调用户体验，不断补充编制、修订新的标准文件，细化、明确适用于智能电网需求侧发展的服务标准及服务提供标准等要求和规范，进而建立逻辑清晰、内容完善、相互支撑的智能电网需求侧服务标准体系。

2）产业的发展及企业技术和服务体系的完善将促进智能电网需求侧技术和服务的企业标准、行业标准上升为国家标准；在国家层面上从智能电网需求侧需求出发，以智能电网需求侧系统与设备为对象，形成完善的智能电网需求侧技术标准体系以及智能电网需求侧服务标准体系（包括用户服务体系、智能电网与智能家居的应用对接、信息通信安全等方面）。

表1 部分智能用电服务技术标准

3）开展智能用电服务标准化的国际化研究，把握国际智能电网发展趋势，积极参与国际智能电网技术标准建设工作，引进并消化吸收发达国家成熟的服务理念、方式及经验，逐步研发推广智能电网用电服务标准体系建设，推进我国智能电网需求侧技术标准体系以及智能电网需求侧服务标准体系的国际化，实现我国智能电网需求侧服务标准在内的技术标准体系与国际体系的接轨，并努力争取将中国智能电网需求侧关键标准推荐为国际标准。

五、结语

目前，我国智能电网建设已取得积极成效，产业投资、技术研发等各环节都呈现出快速发展的势头，未来将在推进智能电网的互动用电试点、提升智能电表的全国渗透率等方面开展相关工作。作为我国坚强智能电网的重要组成部分，智能用电与广大用户关系最紧密，智能电网需求侧服务需求的挖掘、服务内容的实施、服务资源的集聚等需要在规范、科学的标准体系下与用户保持良好的互动。因此，应充分结合我国国情及智能电网发展阶段，重视智能用电技术和服务标准的制定和完善，在传统电网运营和服务基础上，研究在智能电网环境下建立具有国际水平的智能电网需求侧服务的标准体系，促进我国智能电网不断拓展服务的深入和广度，持续满足用户电力消费的个性化、差异化服务需求。

（略）

（作者单位：上海质量管理科学研究院）

1本文“受‘十二五’国家科技支撑计划项目‘支撑认证认可的评价分析、检测验证与有效性保障技术研究与示范’（项目编号：2012BAK26B00）资助”。