浅谈刍议智能用电技术

屈媛媛

(国网陕西省电力公司电力科学研究院,陕西西安 710000)

浅谈刍议智能用电技术

屈媛媛

(国网陕西省电力公司电力科学研究院,陕西西安 710000)

通过介绍当前具有代表意义的智能双向表计技术、智能电器及插座技术、智能用电终端技术、智能用电信息管理系统技术及互动式用电技术,分析了各项用电技术的特点及在智能电网中所承担的重要功能。这些技术在当前的智能用电技术中得到广泛的应用,可以预期智能用电技术将在未来得到极大的丰富与发展,在我国也逐渐得到广泛的应用,表现出很好的技术效果。

智能用电 智能表计 智能电器 智能插座

By introducing this intelligent two-way metering technology, smart appliances and socket technology, intelligent power terminal technology,intelligent power management information system technology and interactive technology has significant representatives of the electricity, the electricity technology analyzes features and important functions in the smart grid undertaken. The technology has been in the current smart power technology in a wide range of applications, you can expect smart power technology will greatly enrich and develop in the future, in our country have gradually been widely used,showing good technical results.

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智能用电技术是智能电网技术环节的终端部分，作为最能够体现智能电网“电力流、业务流、信息流”双向互动的环节，它也是电网企业实现营销现代化的重要基础。我们通过研究可以发现在很多国家这也是非常重要的第一步。我们将针对之前的总结从智能用电技术的典型代表出发，对智能双向表计、智能电器及插座、智能用电终端、智能用电信息管理系统及互动式用电技术进行介绍。

1 智能双向表计技术

1.1 电能表计读表技术的发展历程及存在的问题

传统的电能表计以单向统计用户电能量的使用情况为主要目的，该技术的发展，经历了人工抄表、远程自动抄表等阶段。

(1)人工抄表；人工抄表的特点:现场抄表；数据手工录入；单一电价，针对于人力资源越来越贵的今天其缺点日益凸显。缺点:需要进行入户操作，难度大；抄表率低、周期长、资金回收速度慢；用户增多时，管理人员和操作人员也要相应增多，导致管理费用过高；抄表工作难以适应企业管理信息化的要求；单一电价模式难以实现资源的优化配置。这就是我们需要实现其自动化的关键因素。

(2)远程自动抄表；远程自动抄表在人工抄表的基础上有了一次质的飞跃，其特点是:远方抄表；故障及告警；企业计量数据管理；分时电价，这都是我们现代的技术调价下的要求。国内受技术水平的限制，远程自动抄表技术起步较晚。这几年随着国家康居工程的推广和智能化小区的发展，出现了多种不同的自动抄表方式。主要有:利用全球移动通信系统(global system formobile communication，GSM)短消息技术实现的自动抄表方式；基于modem、电话网和单片机的远程抄表系统；利用电力线的载波和扩频技术实现的远程抄表以及磁卡收费方式等。当前自动抄表技术的不足之处在于:无法完全满足智能电网的用电技术对智能双向表计的需求；智能家居内无法接入户内网及实现对智能家电的监控；无法实现智能电网技术的需求侧响应需要；无法实现主站端对用户远程负荷的控制。

1.2 智能双向表计及其功能

智能用电技术中最基础的产品就是智能双向表计。智能双向表计作为用户自动化智能终端，是指具有开放式双向通信功能的智能电表，它是一种可编程的电表，其基本功能除用于记录电能量外，还可以实现以下功能:

(1)能根据预先设定的时间间隔来测量和储存多种计量值(如电能量、有功功率、无功功率、电压等)。(2)能够接入智能用电信息管理系统和数据中心，进行数据与信息的交换。(3)具有双向通信功能，能够支持电表的即时读取(可随时读取和验证用户的用电信息)、远程接通和开断、装置干扰和窃电检测、电压越界检测，也支持分时电价或实时电价和需求侧管理。(4)在检测到失去供电时，电表能发回断电报警信息(一般利用内置电容器的蓄电来实现)，这给故障检测和响应提供了很大的方便。(5)能够作为电力公司与用户户内网络进行通信的网关，使用户可以实时地查看其用电信息和从电力公司接收电价信号。当系统处于紧急状态或需求侧响应并得到用户许可时，电表可以中继电力公司对用户户内电器的负荷控制命令。

2 智能电器及插座技术

智能电器及插座技术作为智能用电技术的一个子集，具备智能电网的优质友好与双向互动的特性，实现服务、信息和系统资源的高度共享，为用户提供一种更加安全、舒适、方便的智能化、信息化的生活空间。智能电器与智能插座能够通过无线通信技术，与智能用电终端进行数据交互，提供相关用电数据信息，并执行来自智能用电终端的指令以控制和调整用电设备的运行。

2.1 智能电器技术

智能电器是相对于传统家用电器而言的，它的出现与发展是与智能用电技术的发展步伐息息相关的。智能电器技术集信息技术、控制技术、网络技术、计算机技术为一体，旨在为用户提供更为有效、便捷、舒适的家居生活，同时还能够与智能用电终端实现信息的双向交互，优化家居生活的电源管理。智能家用电器具备如下功能:

(1)接受电力企业或者智能用电终端多种方式的智能化远程控制；(2)具备家电设备高效的节能技术，并可实现家电设备的高度信息化；(3)能够实时显示、分析电器设备用电信息，通过与电力企业的信息交互，获取分时电价的信息，从而实现智能化用电管理。

2.2 智能插座技术

在我国节能减排的大趋势下，家用电器设备的待机能耗已经成为一个不可忽视的问题。据中国节能认证中心调查，我国城市家庭的平均待机能耗相当于每个家庭每天昼夜都在亮着一盏15～30W的长明灯。智能插座技术的出现，可以在不对家居设备做太大技术变革的基础上实现智能化控制，以顺应智能电网技术发展的需要，更好地建设资源节约型社会。它能够通过设定不同的家庭情景模式，使灯光自动变明变暗，空气调节器、电视机能够自动关闭和打开，家中所有电器设备的电源开、合都能够得到智能化控制。

通常，智能插座在普通插座的基础上，结合智能电网用电技术的发展需要，整合信息、通信、网络、电子等技术后，增加了以下功能。

(1)智能插座电源的电压、电流、频率及工作环境温度的监测和显示；(2)智能工作状态与普通工作状态的功能切换；(3)智能实现数字功率的分配与负载准入；(4)智能实现过流、过压报警保护；(5)智能实现家庭信息的采集及监控；(6)具备网络监测功能。

智能插座装置常常由电源系统、监测系统、控制系统、通信系统和显示系统5部分组成。智能插座技术的常见控制方式:无线电波方式；红外线方式；声控方式等。其中，声控是最简单的方式，其次是红外线方式，均较无线电方式简单且制造成本低，这是其优势，但在功能和性能上都远远低于无线电遥控方式。

3 智能用电信息管理系统技术

智能用电信息管理系统是一个能够获取、处理、存储和分析测量与计量值的计算机管理系统，并具备与其他信息系统进行交互使用的功能。一般可分为智能用电管理主站系统及智能用电管理子站系统，它们之间通过集中器进行数据的传递。

3.1 智能用电管理主站系统

通过收集、储存并智能分析来自电网末端用户的实时用电信息，实现与各类电力用户的有效互动，为智能电网营销系统的分时与阶梯电价、全面预付费等灵活服务策略的实施提供技术基础，在一定程度上实现电网负荷预测和平峰填谷的调节功能。一般置放于区级电力公司的调度中心内，负责对整个区域进行用电信息管理。

3.2 智能用电管理子站系统

监视与浏览辖区实时用电信息，完成辖区日常业务的处理，包括收费、设备维护、电力公司政策执行、用户的投诉或需求响应等。一般置放于小区管理中心或者辖区所属的变电所内，负责对单个或多个小区进行用电信息管理。

4 结语

智能电网是对电网未来发展的一种愿景。智能用电技术作为智能电网技术的一个重要子集，承担着用户与电网企业双向互动、改善用电水平、实现资源最大利用等重要作用。我国在这方面的技术得到了迅猛的发展，智能用电面临着许多新的要求:广泛应用的分布式能源；快速发展的电动汽车及储能技术；日益提高的用户侧用电需求等。我们同多多年的研究选择了这样一个主题，选取了智能用电技术中具有典型性的智能双向表计技术、智能电器及插座技术、智能用电终端技术、智能用电信息管理系统技术及互动式用电技术五大部分为主体，对智能用电技术进行了全面的总结与阐述。

[1]刘振亚.智能电网知识读本[M].北京:中国电力出版社,2011.

[2]何光宇.智能电网基础[M].北京:中国电力出版社,2012.