智能用电网络（共8篇）
智能用电网络 篇1
0 引言
2009至2012年间, 国家电网公司在全国范围内组织下属22家省网公司开展PFTTH (Power Fiber to the Home, 电力光纤到户) 试点工程建设。据文献[1]报道, 截至2012年8月, 各试点单位已建成25.2万户, 有11 412户实现了商业化运营, 为后续发展奠定了基础。至此, 国网宣布结束以PFTTH为基础的智能用电小区试点项目投资建设, 已“转入全面商业运营阶段”[1]。
绵阳电业局近几年完成了两期有关电力智能小区的试点工程和项目试验研究[2]。实践证明, 国网试点工程较为全面地展示了智能用电小区各种功能, 取得了一些成功经验, 起到了智能用电的前期宣传和引领示范作用[3,4]。但是, 在智能小区关键技术、网络与功能体系以及营运模式上还存在不足, 以至于无法继续投资推广和扩大建设。
本文回顾前期试点工程的特点和成绩, 分析研究试点项目存在的不足和主要问题, 并探讨未来智能用电小区网络与功能体系的构成和预期特点, 以便最终探索和寻找到适合中国小区和家庭智能用电实际需求, 符合智能电网用户侧网络技术发展方向, 能以较低成本完成智能小区网络与功能体系构建的技术解决方案。
1 PFTTH试点工程回顾
国网试点工程的最大特色是具有PFTTH小区电力光纤网络平台, 能实现“三网融合”宽带综合业务[4]。它采用光纤复合低压电缆OPLC (Optical Fiber Composite Low-voltage Cable) , 并包括PFTTH和PFTTM (Power Fiber to the Meter box, 电力光纤到电表) 两张光网络, 所承载的服务基本实现和涉及国网智能小区功能规范的全部核心功能和许多拓展功能[5,6]。但是总的来说, 试点工程的主要核心功能还比较初级, 智能程度较为简单, 表现多为方便舒适, 还缺乏智能交互用电及电网峰谷负荷调节的完整系统功能。
1.1 最成功的核心功能———PFTTM电力光纤直接抄表
试点工程使用的PFTTM电力光纤直接抄表, 是最具特色的标志性功能, 也是试点工程最成功的智能用电核心功能。其优点在于:
(1) 创新利用中国特色的OPLC电力光缆, 实现一步到位的宽带用电信息采集传输, 是一种能满足未来高级智能用电小区功能升级的可行方案。
(2) 采用基于PFTTM网络的电力EPON (无源光网络) 专用终端直接抄表的创新解决方案, 取消了传统小区采集器和集中器及汇聚网络, 形成扁平化的简单网络层次结构, 提高了用电数据采集的实时性和可靠性。
(3) PFTTM创建了小区OPLC电力光纤专用网络, 是所有智能用电功能的共享基础平台, 具有主业核心价值和拓展增值应用深远意义。其它相关联的小区配电自动化系统、HomeGrid家庭网络及能源管理系统、小区分布式电源、自动缴费机和电动汽车充电桩等系统, 都可以通过PFTTM光纤骨干网传输汇聚和交互信息, 甚至还可以扩展用于小区公众物联网通信。
(4) PFTTM网络成本较低、施工简单、资源共享、颇具功能扩展价值, 对于构建智能用电小区专用网络体系, 具有成本性能优势。
当然, PFTTH试点工程只是构建了基本框架, 还存在一些限制和不足, 例如OPLC电力光纤主要适用于新建小区, 至配变的远程电力光纤及上级智能用电管控中心未能同步开发构建和配合试验。
1.2 最需要改进的核心功能———需求响应削峰填谷智能节电
需求响应的根本目的, 是在用户侧实现削峰填谷, 以提高电能的总体使用效率, 从而减少发电投资, 增加总的运营收益。
试点工程使用的智能用电技术及关键应用功能还比较初级, 主要展示了家电操作使用的方便性和舒适性, 缺少完整的智能用电需求响应系统和削峰填谷的高级应用软件。其智能家居管理服务停留在早期智能水平, 家电也还没有智能化, 只能远距离开关控制, 无法实施智能需求响应自动调控运行。
当然, 目前我国住宅小区配用电网还不具备相关条件, 智能用电需求响应还处于“行为响应”阶段, 与启动较早的欧州智能需求响应、家电自动调控技术[7]存在较大差距;而且, 这种差距不仅仅表现在功能建设上, 还表现在高层管控操作上———缺乏引导研究、早期规划, 缺乏组织产业链利益相关方合作开发。所以, 今后智能用电小区最需要改进的核心功能是需求响应智能节电。
1.3 最欠缺的核心功能———小区分布式电源与储能
试点工程的分布式能源往往是风光互补路灯之类, 缺少针对小区和家庭的分布式电源与储能系统的研究试验和示范工程。
近几年, 我国在分布式发电与储能及微网研究方面也完成了一些项目研究和示范工程, 主要体现在试验研究无电人口用电及孤岛微网等示范工程方面[8]。而欧美国家早就把DG/CHP (分布式发电/热电联产) 以及可再生能源技术, 作为智能电网用户侧的主要和首先发展方向, 近几年部分居民、工业、商业用户已安装发电和储能设施实现自发自用。
我国智能小区分布式电源及储能现状, 对比欧美实施基层分布式电源的战略重视程度, 有较大差距, 所以试点工程最欠缺的核心功能是真正实用化的小区、学校、商业等大用户以及高端家庭的分布式绿色能源与储能。
1.4 最需要普及的用电服务———家庭基本用电信息查询功能
试点工程小区自助缴费终端的建设, 提高了用户服务等级和质量;但是, 双向互动信息交互平台包括平板电脑+PFTTH+IPTV机顶盒等专用系统, 结构复杂整体价格高, 不可能在一般家庭推广。另外, 现在小区都是把家庭电表移出室外装在地下室或楼道电表箱中, 不能在家里直接查询用电信息, 以至发生突然断电, 导致用户投诉增加。因此, 必须开发一种简单、方便、低成本、可普及的家庭用电信息查询终端 (国外叫IHD, 室内显示终端) , 以解决最低标准的家庭用电信息查询服务。与外国情况不同, 我国还必须同时解决将用电信息从楼道或地下室的电表箱传到家庭中的互动传输问题。
1.5 主要问题———缺乏实施智能互动需求响应关键核心功能的技术、产品和完整系统;解决当前小区
用电信息采集基础网络的可靠性、实时性问题
(1) 试点工程的主要问题是缺乏可实用的先进智能互动需求响应完整系统, 因而缺乏智能节电的实际效果。用户侧网络的“智能互动, 需求响应”是未来智能小区功能体系中最关键的核心功能, 因此需要加强资金和人力投入, 推进智能用电关键核心功能的相关技术、产品和完整系统的研发进程。
针对需求响应技术和智能家电研发, 国家电网已经组织国内电力、家电、标准、IT、互联网、通信运营商等相关单位合作, 努力为实施智能用电产业链跨界融合、开放式研发创造条件。
(2) 小区网络体系中, 最基本的是小区用电数据采集网络, 它是智能电网用户侧所有核心功能的基础数据网络。但现实问题是小区用电信息采集网络还普遍采用窄带传输模式, 其双向可靠性、实时性和一次抄读成功率都不能满足当前全自动集抄的要求。所以, 需要首先解决小区用电信息采集网络的大面积改造升级问题, 以最终构建真正能适应智能互动需求响应要求的小区AMI智能抄表基础网络体系。
下面将研究这个当前最现实的网络体系问题, 并探讨未来智能小区用电数据采集网络的构成种类和特点, 提出解决小区网络与功能体系这一基本问题的试验解决方案。
2 智能用电小区网络体系的构成特点、结构模式与宽带升级解决方案探讨
2.1 未来智能用电小区网络体系的构成特点
未来的智能用电小区网络体系应该涵盖小区用电信息采集网络、自动缴费与双向信息互动服务网络、配用电自动化通信与控制网络、智能家电需求响应家庭网络、小区及家庭智能用电与能效管理网络、分布式电源与储能网络、电动汽车充电网络等, 还包括它们与上级管理专网、运营商公众互联网和小区物业管理网的接口和通道。
上述结构表明, 未来的小区智能用电网络体系由多个相互关联的复杂交互式功能子网构成, 是一种高级智能用电信息通信互动控制管理网络, 同时连接和控制海量的智能家电、智能终端和智能电器。其设备投资、技术复杂程度、网络功能的先进性以及市场利润, 都将超越任何运营商的小区网络体系。因为智能电网本身就是一个电力能源的互联网和物联网, 其覆盖面积、互动性、泛在性决定了它的巨大规模和市场, 也决定了它的利润和价值。
2.2 智能用电小区网络结构模式分析与研究
未来的智能用电小区网络体系, 因地区环境、建筑档次、用户需求以及经济及文化水平的不同, 不会采用统一的结构模式, 会出现多种不同技术特点、适应能力、功能等级、构建规模和系统成本的智能用电小区网络体系和结构模式, 以便根据小区具体情况完成功能体系中不同功能的配置选择应用。
按总体结构分类, 未来智能用电小区网络体系主要有以下几种结构模式:
(1) “公网+专网”宽带网络体系, 如“3G/4G无线宽带公网+本地宽带电力载波专网”、“3G/4G无线宽带公网+本地电力光纤到电表专网”、“光纤宽带有线公网+本地宽带电力载波专网”。
(2) “全公网”宽带网络体系, 即远程和本地都采用“有/无线宽带公网”, 包括选择多家运营商的3G/4G无线和光纤/广电有线宽带公网。
(3) “全专网”宽带网络体系, 即远程和本地都采用“宽带电力专网”, 如“配网电力光纤到小区+本地电力光纤到电表 (PFTTM) ”、“配网电力光纤到小区+本地宽带电力线到电表”, 或者“中压宽带电力线到小区+本地宽带电力线到电表”。
目前, 大部分“公网+专网”都采用“窄带电力载波/无线专网+GPRS窄带无线公网”结构模式。实际应用证明, 这种传统窄带网络的可靠性和实时性都不能满足当前小区配用电网全自动抄表性能要求, 若要配合未来智能用电需求响应功能, 就必须进行性能改造或宽带升级。
关于“全公网”宽带模式, 近几年国内正在进行探索试验, 虽然技术、合作及运营模式还不太成熟, 但试用性能可以满足现阶段需求响应要求。例如四川供电局组织的广电网络合作改造试验, 其中绵阳局在2012年利用广电CATV宽带通道改造了1万户抄表网络, 实现了一次抄读成功率100%的用电数据采集 (实测99.9%, 主要是新设备故障率的影响) , 并全面实现用电信息采集、远程电价下发、双向信息互动、购电金额写入等功能。
至于“全专网”模式, 则包括规划中的远程和本地都采用电力光纤的设想。例如, 试点工程的PFTTM是本地光纤抄表网络, 若能同步建设变电站到小区配变的配网远程电力复合光缆, 就能最终实现“全专网”光纤直接抄表。
总之, 今后网络体系的建设, 除了深入研究和试验改进高端“全专网”体系外, 还应着重推广和普及低成本的“公网+专网”融合互补模式的宽带网络升级, 以及多个运营商“全公网”宽带模式的网络试验和试点应用, 以便开放式利用运营商宽带网络, 来改造升级小区信息采集网络, 以满足当前小区自动集抄的基本需求。
3“PFTTM+BPLC”智能小区网络与功能体系融合解决方案的研究与试验
2014年绵阳电业局“智能小区网络与营运体系研究”项目, 完成了“PFTTM+BPLC” (电力光纤到电表+宽带电力线通信) 的新型智能小区基础网络体系研究和试验, 并展示了一个“电力光纤+宽带电力线”的智能小区网络与功能体系综合演示系统。其主要网络与功能体系结构如图1所示, 图2为实际的演示系统平台照片。
该“电力光纤+宽带电力线”系统灵活利用小区电力管线资源, 以最具电力特色的电力光纤和无处不在的电力线, 解决小区多种功能网络的低成本免布线构建和统一建设覆盖, 以及部分智能用电小区核心功能与拓展功能的融合互补。其网络与功能系统包括:
(1) PFTTM光纤直接抄表AMI系统。
(2) 实现相关网络与功能融合的自来水和天然气“电力光纤+宽带电力线”综合智能抄表系统, 以及三表信息统一管理平台。
(3) 利用现有家庭对讲终端作为双向互动信息查询终端, 实现与小区楼宇对讲系统硬件接口、软件融合互动, 构建低成本的三表家庭信息互动查询系统。
(4) 利用基于BPLC技术的宽带任意线网桥和电力猫, 灵活利用家庭现有电力线、电话线和同轴线组网, 完成运营商三网融合家庭宽带联网全覆盖, 并与自来水、天然气的电力线抄表网桥共存工作。
上述运营商宽带接入三线联网家庭覆盖, 已在绵阳北川试点工程样板房中完成试验运行与测试。其中通过与运营商合作, 采用了绵阳电力试点工程入户光纤加上绵阳电信的宽带接入网楼道光纤, 最终完成了上述三网融合光纤入户和家庭宽带网络联网试验和测试。
4 结束语
PFTTH试点工程最成功的核心功能是PFTTM电力光纤直接抄表, 用PFTTM可创建小区OPLC电力光纤专用网络, 是所有智能用电功能的共享基础平台, 具有主业核心价值和拓展增值应用深远意义。
PFTTH试点工程在功能体系方面的主要问题是:缺乏先进的智能互动需求响应核心功能和实用系统。在网络体系方面还需要完成当前小区用电信息采集网络的宽带升级, 以解决智能用电网络体系的可靠性和实时性问题。
“PFTTM+BPLC”智能小区网络体系解决方案, 具有“电力光纤+宽带电力线”的构成特点, 以及光电线路融合互补的性能优势, 比较容易实现智能用电核心功能与小区公共服务拓展功能的融合互补。其总体成本较低, 施工较为简单, 资源共享, 颇具功能扩展价值, 是一种值得探索和研究的未来智能用电小区网络与功能体系解决方案。
参考文献
[1]杨笑.国家电网全面启动电力光纤到户已形成三大商业运营模式[OL].C114中国通信网, 2012-08-08
[2]四川省电力公司.2011年电力光纤到户工程建设方案汇报[R].2011-07
[3]王嵘.电力光纤到户支持智能电网综合应用[N].国家电网报, 2012-09-04
[4]王志, 齐立强.电力光纤到户为“三网融合”提供支撑[N].国家电网报, 2012-02-27
[5]刘建明, 王继业, 范鹏展, 等.电力光纤到户在智能电网中的应用[J].电力系统通信, 2011, 32 (227) :1~5
[6]Q/GDW/Z 620—2011智能小区功能规范[S]
[7]黄逊青.欧洲智能电网:实现家电与智能电网互动[OL].慧聪家电网, 2011-07-19
[8]张静, 岳芬, 俞振华, 等.2013年储能政策和产业盘点-分布式发电及微网领域渐热[N].中国能源报, 2014-01-24
智能用电网络 篇2
对消费者的具体用电情况进行收集、测量、分析以及储存，能够有效实现信息采集、实时通信、数据综合分析、需求响应以及双向计量。高级量测体系技术是智能营销基础技术、能源分布式接入以及用户双向互动的基础保障和重要技术支持。量测数据管理系统、通信网络以及智能电表是目前我国智能电网高级量测体系技术的主要组成部分。
二、智能电网技术在用电营销中的应用
（一）智能化抄表
随着我国智能电网技术的不断发展，智能化抄表不断应用于我国电力营销中，有效提高了我国用电营销效率。远程抄表和抄表设备智能化是目前我国电力营销中智能化抄表的主要体现。远程抄表即是利用智能电表上的后台控制系统和数据采集模块，采用低压配电线、通信网络、现场总线以及串口数据传输等通讯技术，远程自动抄录、统计用户智能电表用电表数据，同时进行自动计费。对于一些未能实施远程抄表的地区，抄表人员可以携带准确可靠、便于操作的智能化抄表设备进行实地抄表，及时掌握用户的用电信息。
（二）智能化自动配电系统
智能化自动配电系统即是综合运用微机控制技术、电力网络技术以及通讯网络技术，构建用电营销智能化系统，提升用电营销效率。目前，我国用电营销中的智能化自动配电系统具有覆盖范围广、供电可靠性高以及监控实时性强的优势，同时为远程抄表提供了信息交流基础。目前，我国智能化自动配电系统在功能方面不断完善，已能够兼容GPRS通讯网络，同时也有效实现了用电营业管理信息系统与自动抄表系统之间资源共享，有效提升了我国用电营销管理水平。
（三）营配信息通信一体化平台
营配信息通信一体化平台即是在拓扑关系、基础资源、客户资料模型以及电网设施的基础上，采用先进现代化信息传输技术，构建用户停屈媛媛国网陕西省电力公司电力科学研究院陕西西安710000电管理、供电稳定性管理、报装业扩辅助以及线损管理和电网CIS一体化的信息服务平台。主、辅、补充相结合的信道组合是目前我国营配信息通信一体化平台的主要传输通道，该传输线路以光纤为主要通道，宽带无线网络为辅助通道，并在传输过程中采用公共信息网络进行有效补充。目前，我国营配信息通信一体化平台了公共有效确保用户用电信息传输的正确性、完整性以及及时性，同时也便于电力企业对电力营销的实时监控和维护，推动了我国电力营销的不断发展。
（四）智能交互仪表
智能交互仪表即是利用网络将采集到的有价值的客户用电信息自行向电力相关部门传递的设备。智能交互仪表为双向交流沟通渠道，电力相关部门能够实时、准确地跟踪和监控电力传输和营销，对于电力运输及储存过程中出现的耗损情况和环节能够及时发现，同时采取相关解决措施，有效避免电网出现盗电现象。
三、结束语
智能用电网络 篇3
关键词：用电信息采集系统,无线网络智能通,智能电网,信号盲区
引言
随着计算机及通信技术的发展, 电力行业正逐步向信息化、智能化方向发展, 智能电网是电力行业发展的必经之路。用户用电信息实时采集是构建未来智能电网的关键;传统人工抄表方式已无法满足电力系统发展的要求, 用户用电信息采集系统的全覆盖是实现电力系统信息化的基础。目前国网XX供电公司 (以下简称XX) 已经实现用电信息采集建设的全覆盖。但是由于受到运营商网络的限制, 一些采集终端的安装位置没有运营商的网络信号, 导致用电信息采集系统不能正常工作。例如, 在高层地下室由于存在公网运营商信号盲区, 用电信息采集系统无法采集用户的用电信息。此时, 还需进行人工干预, 造成人力、物力、财力的浪费。由于存在信号盲区, 当前用电信息采集系统的信息采集成功率还比较低, 仅为70%左右, 因而迫切需要研发出能解决信号问题的新设备。
近年来, 研究者们不断将一些用于解决信号问题的新设备用于用电采集系统中, 但在应用中存在数据采集不稳定、对无线公网造成影响、支持距离短 (10~20米) 等问题。文章针对用电信息采集系统的应用问题研发出了一种新设备无线网络智能通, 该设备天线与主机最远支持距离高达100米, 具有运行稳定、数据采集准确可靠、对网络无干扰等优点, 能显著提高信息采集成功率。
1 无线网络智能通的原理
无线网络智能通采用了移动通信领域的无线中继原理, 在这个基础上针对现有网络的问题, 结合专利技术, 做到既能快速、高效、低成本的解决运营商网络信号弱覆盖、无覆盖、覆盖不稳定的问题, 又能不影响运营商的网络, 性能远远超越目前传统通信领域的放大器水平, 图1为该设备的电路原理图。
如图1所示, 该设备主要是通过低噪声放大器 (LNA) 、声表面滤波器 (SAW) 、高线性放大器 (HPA) 、数字处理单元对运营商的无线网络信号进行滤波和放大, 实现增加信号覆盖范围的功能。同时该设备采用了数字ALC电路设计, 实现了增益的动态自动调节, 保证了系统的稳定性、可靠性和灵活性。
2 无线网络智能通的优点
无线网络智能通具有以下优点:
(1) 通过上下行增益自动联动功能, 实现无线网络智能通对上行底噪干扰的处理。传统放大器主要针对大面积的无线覆盖, 发射功率较大, 多在0.5W-20W。定位不同对基站的干扰也不同。如发射功率10W (40d Bm) 的放大器, 接收天线的点平一般需要-50d B到-80d Bm, 发射功率越大, 它的上下行增益也要很大才能达到覆盖要求。由于增益过大就会容易产生自激, 并且由于上下行增益的扩大, 底噪也会相应放大, 通过天线发送到基站端的底噪会比较大, 对基站产生干扰。
一台10W的放大器就会比基站的噪底高出2d B, 这大大限制了放大器的使用。如果多台放大器则影响更大。
无线网络智能通的目标区域都是无线覆盖的盲区, 也就是距离基站路损大, 隔离大的区域, 下行覆盖的都是封闭空间, 不会泄漏到外部, 谈不上对其他基站的干扰。无线网络智能通的上行信号向公共空间发射, 但在放大有用信号的同时也放大了噪声。但可以通过信号处理使无线网络智能通到达基站的噪底很小。
一台无线网络智能通就会比基站的噪底低出28d B, 使用500台无线网络智能通不过提高基站的噪底3d B, 完全在基站的承受范围之内。可实现比较分散的信号盲区覆盖。
(2) 通过数字ALC技术 (增益自动控制技术) 、隔离度检测技术保证系统不会工作在自激状态。如果天线隔离度不满足系统的安装要求, 通过隔离度检测技术检测到天线隔离度不够, 那么设备的指示灯会亮, 提示系统工作在隔离度不够的状态。通过数字ALC技术自动调节系统增益, 控制设备降低增益, 直到隔离度检测模块检测到, 不产生放大自激为止, 这样通过被动的降低增益可以有效地保护设备及网络的安全性。其中数字ALC技术可以实现高动态范围的增益控制。
(3) 上行关断定时重启功能。当数字ALC调节系统增益减小到最低增益, 但天线隔离度仍不够, 系统仍然处于自激状态, 会自动关闭末级功放, 原则是牺牲覆盖范围来保证此无线网络智能通不会出现自激现象, 不会对整个网络造成不好的影响。
(4) 基于模拟域和数字域相结合的反相抵消技术, 可以将自身发射天线引起的反馈干扰反相并消除, 从而有效提高无线网络智能通系统隔离度。如上所述, 放大器系统存在严重的耦合干扰, 传统做法是尽可能地加大施主天线和覆盖天线之间的空间间距, 并通过其他方法如增加障碍物等做法来保持两天线之间足够的隔离度。而这些看似简单的方法往往会引发施工中的难度, 即给放大器选址增加了很大的难度, 尤其是对于密集城区, 本已拥挤的环境中更难找到合适的安装场地;同时, 单从外观方面考虑, 两天线拉的较远会影响建筑物的美观, 引发建筑商的抵触。为了解决上述问题, 自适应干扰抵消技术应运而生。基于最小均方误差 (LMS) 算法的自适应干扰抵消技术原理。
(5) 前置放大电路:采用前置天线放大电路, 不仅能提高系统的灵敏度, 还可以增加系统的稳定性和覆盖距离。
3 结束语
关于智能用电技术的思考 篇4
随着社会的发展和家庭经济条件的改善, 家庭中大功率用电设备越来越多, 加上人们的节电意识淡薄, 很多电能都得不到充分的利用。当人们在不断消耗电力能源并享受生活的同时, 电能浪费与环境污染的问题变得越来越突出。在我们这样一个以火力发电为主的国家, 如果电能的需求大幅增加, 必然造成环境污染的加剧。如何节约用电显得尤为重要, 这要求我们在用电系统中充分采用智能用电技术, 做到智能节电, 使单位用电发挥最大效益。
1 智能电网技术
智能电网技术是采用数字化信息网络将电能开发、转换、输电、配电与供电等环节串在一起, 实现高效、环保、节能、可靠和稳定的现代化电网建设技术, 它主要包括发电、输电、变电、配电及用电等环节。如智能变电站技术、智能馈线自动化技术、智能配电终端、智能调度技术和智能用电技术等。
智能用电技术是智能电网技术的重要组成部分, 是最能体现智能电网电能、业务和信息双向互动的环节, 也是电网实现营销现代化的基础。国外许多供电部门都将智能用电技术摆在了非常重要的地位。用电系统的智能化已经成为我国电网发展的必然趋势, 它将谱写电网建设的新篇章, 具有重要的现实意义。
(1) 具有强大的资源优化配置的功能。智能电网可以实现水电、煤电、核电与大规模可再生能源的跨区域、远距离、大容量、低损耗、高效率输送, 提升电能在区域间交换的能力。如形成强交、强直的特高压输电网络。
(2) 具有更高的安全稳定性。电网各级防线之间紧密协调, 可以大幅提升电网的安全稳定性和供电系统的可靠性, 能有效应对突发性事件, 减少停电损失。
(3) 能够实现电网调度的高度智能化。智能调度技术能够实现电网智能的在线分析、预警和决策, 以及对各种电气设备的调控、交直流混合电网的精益化控制等功能。
(4) 能够对电网实现信息化管理和电能的高效利用。通过智能电网调度和需求管理技术, 实现电网数据的信息化管理、生产运行维护和调度等功能, 可以全面实现电网管理的信息化, 并提高电网资产的利用率。
(5) 可促进清洁能源的发展。智能电网技术还可以对风电等清洁能源的发电机组进行功率预测、动态建模、有功无功控制和快速调节。大幅提高了电力企业对清洁能源进行并网运行的控制能力, 为更加经济、高效、可靠的利用清洁能源提供了保障。
2 智能用电信息管理系统
智能用电信息管理系统是能够采集、处理、分析和存储电能的计量值, 并能与其它系统进行数据信息交换的计算机管理系统。通常包括智能用电管理主站系统与子站系统, 两者之间能够进行数据的传递和交换。
2.1 智能用电管理主站系统
智能用电管理主站系统通常置于区级电力公司的调度中心, 负责对某个片区的用电量信息进行管理。它收集、存储并智能分析来自用户的实时用电信息, 为智能电网营销系统的实施提供技术保障, 在一定程度上可实现电网负荷的预测与平峰填谷的调节。
2.2 智能用电管理子站系统
智能用电管理子站系统通常置于小区或者辖区所属的变电所, 负责对辖区内的用电量信息进行管理。它监视辖区的实时用电信息, 完成辖区内的收费、设备维护、用户需求的响应或用户的投诉等日常业务。
电网公司通过智能用电信息管理系统, 可以有效的进行负荷预测, 并在一定程度上实施平峰填谷的调节。将构建的用电设备模型和历史数据与实时用电数据进行对比分析, 可提高线路故障定位与预警的能力, 提高了供电的效率与质量, 有效的降低了供电成本。
3 智能用电终端与智能电器
用户与电网之间通过智能用电终端进行信息的交互。如随时查看分类的用电设备以及它们的用电量, 利用远程控制技术对用电设备进行自动化调节和控制, 可获取自己所需要的由电网推荐给用户的最佳用电方案等。
3.1 智能用电终端
智能用电终端是室内用电设备的集中管理器。它通过无线网络对家里的智能用电设备进行监控, 不仅能满足用户在线监控和任务设定的功能, 还可以根据用户的需求对来自电网的信息进行综合分析与判断, 完成对用电设备的综合管理。
智能电器能够与智能用电终端之间通过无线传输方式进行数据交换, 提供具体的用电量信息, 并执行智能用电终端发出的指令, 以控制和调整用电设备的运行。智能电器及插座技术能够实现服务、信息和资源的高度共享, 为用户提供更加安全、舒适、方便的智能化信息服务。
3.2 智能电器
随着智能用电技术的发展, 传统的家用电器正被智能电器逐步代替。智能电器技术集信息、控制、网络和计算机技术为一体, 能够为用户提供有效、便捷、舒适的家居生活, 还能与智能用电终端之间进行信息交换, 优化了对家用电器的智能化管理。
智能家用电器不仅能够接受电力企业和智能用电终端发来的信息, 还能对电器设备的用电量信息进行分析和实时显示。通过与电力企业之间的数据交换, 能达到智能化用电管理的目的。因此, 智能电器技术既可以使家电设备高度的信息化, 又具有高效节能的作用。
3.3 智能插座
家用电器设备的待机能耗是一个容易被忽视的问题。根据有关部门调查显示, 我国城市每个家庭的平均待机能耗约为15~30W, 浪费极大。智能插座技术的出现, 可以对家庭用电实现智能化控制, 适应智能电网技术的需求, 更好的建设资源节约型社会。
与普通插座相比, 智能插座集信息、通信、网络和电子技术于一体。通常由电源、监测与控制系统、通信系统与显示系统五部分组成。它可以监测和显示电源的电压、电流、频率及工作环境的温度, 能与普通的工作状态进行切换, 能自动实现功率的分配与负载准入、过流或过压保护, 并能实现家庭信息的采集与监控。
采用智能插座技术后, 可以利用无线电遥控方式来设定不同的家庭情景模式。例如, 自动调节室内灯光亮暗、电视机能够自动打开或关闭等。家中所有电器设备的电源开关都能够得到智能化控制。
4 结束语
随着居民生活水平的提高和条件的改善, 智能用电系统的使用范围越来越广泛。智能用电系统促进了电力资源的合理分配, 可以缓解资源短缺和环境污染等问题, 对我国可持续发展的环保事业具有重要意义。
摘要：随着社会的发展和大功率用电设备的广泛使用, 电力资源浪费与环境污染的问题变得越来越突出。对智能用电技术进行探讨, 促进电力资源的合理分配, 缓解资源短缺和环境污染等问题。
关键词：智能用电,智能终端,智能电器
参考文献
[1]陈辉, 余南华, 陈炯聪, 探讨智能用电技术的应用[J].广东电力, 2011, 1:82-86.[1]陈辉, 余南华, 陈炯聪, 探讨智能用电技术的应用[J].广东电力, 2011, 1:82-86.
[2]温铁钝, 孙键国, 张天宏.无线遥控智能插座的设计[J].测控技术, 2003, 22 (10) :53-55.[2]温铁钝, 孙键国, 张天宏.无线遥控智能插座的设计[J].测控技术, 2003, 22 (10) :53-55.
智能用电信息采集系统研究 篇5
智能用电信息采集系统技术是一种新技术, 在我国还没有全部实现。该系统能实现电能计量数据的自动采集、传输与处理, 并能将其应用到电能供用与管理系统中, 为自动抄表、短信平台、自动查询、智能互动、个性服务等提供了强大的技术支撑, 是实现智能用电的基础。智能用电信息釆集系统的优势非常明显, 可以解决人工采集数据过程遇到的许多困难, 采集数据的效率与质量都很高, 不容易出错, 可解放大批人工采集的劳动力, 并推进电能计量管理技术向现代化进程迈向一大步。
2 智能用电信息采集系统的组成
2.1 采集用户及数据分类
随着通讯、微处理器和制造工艺等的迅猛发展, 系统的功能配置、结构形式和性能指标等在不断发展和完善。用电信息采集系统构架主要由集中器、采集器、主站前置机、智能电表等组成。用电信息采集系统的采集对象包括:第一, 大型/ 中型专用变压器电力用户, 用电容量在100k VA及以上/100k VA以下的专用变压器电力用户;第二, 三相/ 单相一般工商业电力用户, 包括低电压等级的商业、小容量、工作等用电性质的非居民三相/ 单相用电;第三, 居民电力用户;第四, 公用配变考核计量点, 考核公共设施供电变压器上的内部量测点。
由于用电信息采集系统的采集对象不同, 则出现了不同电力用户类型, 会产生不同的电力需求, 可能是用来生产, 也可能用来家用, 不同需求的用电量截然不同。而智能用电信息采集系统要实现不同需求电力用户与公用配变考核计量点用电信息的全面采集。通过需求分析, 按照电力用户电力需求的业务, 可以将用电信息系统采集的数据划分为六种类型, 包括电能数据、交流数据、运行状态数据、电能质量越限统计数据、事件发生记录数据、其他数据, 等等。
2.2 主站
主站是整个系统的管理中心, 管理全系统的数据创术、数据处理和数据应用及系统运行和系统安全, 并管理与其他系统的数据交换。主站需要全面整合原有关口电能量采集、大用户负荷管理、低压集中抄表、配变监测等系统业务应用, 为各省公司及地级公司采集电力数据提供强有力支撑。主站的接口能实现与外部系统用电数据的相互交换, 主站的总体架构分为四层, 现对其进行简要介绍。 (1) 表现层:直观面向使用用户且提供标准业务应用相关操作和信息界面显示功能, 并具有用于复杂逻辑操作的C/S模式和用于数据信息上传的B/S模式两种客户端。 (2) 业务层:包括数据采集子层、业务应用子层及对外接口三部分。通过多种类型通讯设备连接的采集子层, 将采集数据上传至处理数据及其他增值功能的业务应用子层, 该层是用电信息采集系统的核心部分。 (3) 支撑层:为业务层提供专业性技术支持, 通过信息、安全防范、通讯等模块实现该层自身的逻辑业务功能, 所以要求本层的通讯模块、安全模块以及信息模块应性能高效稳定, 以满足不同情况的需求。 (4) 数据层:通过建立大型数据库, 为采集到的数据进行储存、读取、计算等。
2.3 通信信道
智能用电信息采集系统通信信道连接主站、采集终端及电能表, 是信息交互的承载体。通过远程通信信道和本地通信信道两种通信信道完成电力数据的采集和传输。
远程通信是指采集终端和主站之间的数据通信。当前, 可供用电信息采集系统开展数据传输的远程通信资源主要有GPRS/CDMA无线公网、光纤专网、230MHz无线专网和中压电力线载波等。
本地通信是指采集终端和用户电能计量装置之间的数据通信, 在用电信息采集系统中主要是集中器和采集器、集中器和电能表、采集器和电能表之间的通信。当前, 用电信息采集系统使用本地通信方式, 主要有低压窄带电力线载波、低压宽带电力线载波、微功率无线和RS-485 等。
2.4 采集终端
釆集终端是对各信息釆集点的电能信息进行采集、数据管理、数据传输以及执行或转发主站下发的控制命令的设备, 按使用场合分为厂站采集、专用变压器采集、公用变压器采集、低压集中抄表 (集中器和采集器) 、分布式电源测控等终端类型。
2.5 智能电表
智能电能表是新一代智能型高科技电能计量产品, 是智能电网高级计量体系中的重要设备, 它将有助于在消费者和电力公司之间实现实时通信, 使人们能给予环境和价格的考虑, 最大限度地优化能源用量。根据建设智能电网的要求, 所有关口、计费用户都需要安装智能电能表。
智能电能表有电流釆样电路、电压分压电路和集成计量电路组成的电能计量单元;有微控制器、数据内存卡、掉电检测和时钟组成数据处理单元。由电源、高能电池组成供电系统;由LCD显示器、通信口、按钮、外卡接口、时钟输出辅助端子组成输入输出系统。
3 智能用电信息采集系统主要功能
一般智能用电信息采集系统需要具备一些基础性的功能, 主要体现在采集处理、抄表付费、电力管理与维护及数据的共享等方面。笔者现对其进行分析总结。
3.1 数据处理功能
一般来说, 用电智能化以信息的实时、定时与主动采集为基础, 可以通过时间的设定进行定期采集与上报, 采集的内容包括与电力运行相关的电力质量、负荷、工况和事件等, 另外需要对采集到的数据进行原始分析、分类储存与管理, 从而保证数据的完整性与正确性, 同时根据数据的常规情况实时监测, 及时发现数据异常, 同时发出警示, 在一定程度上提供完备的数据备份与恢复方案。
3.2 抄表与付费功能
用电智能化信息采集系统需要实现电表的自动抄表上报与预付费扣费与充值功能, 其可以实时监控用户的用电量, 获得准确的用电数据, 然后对用户进行必要的预付费管理, 当用户用电量不足时, 主动提醒客户续费, 而当预存电量为零时, 主动执行跳闸控制。
3.3 有电管理功能
在一些特殊的电力管理与安全生产中, 可事先编制用电的限电控制方案, 并输入系统, 系统会自动识别用户的用电情况与负荷情况, 根据用电方案的要求进行监督, 一旦发现一些非法或非程序用电现象, 则可以实现对用户开关的控制。
3.4 常规的运行维护功能
这些功能较多, 且主要是为了维护系统基本功能的实现:其一, 保证系统设备时钟的准确性;其二, 对系统操作员进行密码与权限管理;其三, 建立必要的系统与终端档案;其四, 对系统的正常运行进行实时监测, 生成运行报告;其五, 根据不同需求进行各种数据的组合输出。
4 结语
总之, 智能用电信息采集系统具有很强的优势, 具有先进的电能计量数据自动采集、传输和处理能力, 不仅可以建立电力用户与电力管理的实时互动, 建立新型的供用电关系, 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, 同时将用户的智能家居设备统筹到用电管理中来, 实现用户的多角度用电需求, 同时推出一些增值服务。我国已在大力加强此类系统的建设, 而在不久的将来, 将进一步推进智能用电系统的发展与实现。
摘要：本文详细介绍了智能用电信息采集系统子站、通信信道、采集终端、智能电表的基本概况, 以及用电信息采集系统对采集用户和数据的分类情况, 并分析了系统各个功能单元的主要功能, 希望智能用电信息采集系统能有更广泛的应用。
关键词：用电采集系统,智能,功能
参考文献
[1]周金飞.用电信息釆集系统[J].农村电气化, 2012, (9) :26.
智能用电小区及其关键技术研究 篇6
随着经济的不断发展和科技水平的不断提高,先进的通信、信息和控制技术渗入到生活的各个领域,同时改变了人们的生活理念,影响了生活习惯,提高了生活品质。同时,人们也开始追求智能化和信息化的居住环境,营造安全、舒适、高效和便捷的绿色住宅,在这种形势下,智能用电小区应运而生[1]。
智能住宅的概念在欧美等发达国家得到了广泛认同和发展。美国政府围绕智能电网建设,在创造高渗透性能源配送和充电网络条件的过程中发展安全、高效和可靠性强的保护和控制性技术,发展运作支持工具技术等[2]。
2006年法国、比利时、德国等欧盟国家选择1000户家庭住宅进行以住宅节能和减少碳排放为目标的实证研究[3,4]。在日本开展的智能家居研究项目中,主要实现家庭能源管理系统[5]。2008年荷兰阿姆斯特丹启动了智能用电小区相关建设工作,包括智能供用电、智能表计、电动汽车充电站、太阳能屋顶、LED路灯改造等17项试点工作[6]。
近几年,我国智能住宅小区的发展很快,国家电网公司提出智能电网概念并积极开展智能小区相关的各类技术研究[7]。2009年6月,国家电网公司在北京、浙江开展以光纤和电力线宽带等通信技术构筑的网络为基础的示范展示工作。2010年在重庆、上海、河北等地开展了智能用电小区的试点工程建设,并取得一系列的成果[8]。
智能用电小区是适应分布式电源广泛应用、电动汽车充电装置发展、居民和小区物业对供电服务日趋多样的要求,以及现代控制技术应用和国家“三网融合”战略的实施而发展起来的现代化居住示范区。为居民和物业提供安全可靠、清洁环保和便捷高效的居住场所,集中展现智能用电成果,提高小区内能源利用效率[9]。
目前我国智能电网第一阶段建设已经完美收官,多个智能小区示范工程建设完成并投入运行,但智能用电小区还存在系统集成性低、互动性低、硬件环境复杂、管理混乱等诸多问题。本文从研究智能电网如何应用于居住区和探索智能用电小区建设目标的角度出发,将智能用电小区内所有系统集成到统一平台上,提出智能用电小区综合应用互动集成系统,详细阐述了智能用电小区的系统架构、通信网络建设及智能用电小区关键技术。
1 智能用电小区的内涵及建设目标
1.1 智能用电小区的内涵
智能用电是智能电网的重要组成部分,智能用电技术的快速发展,赋予了智能小区新的内涵,开展智能小区试点建设工作,是为了探索我国智能小区的发展方向和建设模式,应用和验证关键技术,展示智能电网研究成果,达到宣传智能用电先进理念、提升供电服务水平和促进智能小区有序发展的目的[10,11,12,13]。
1.2 智能用电小区的建设目标
智能用电小区实现对小区内电力应用及社区应用无盲点的监测和控制,实现实时和非实时信息的高度集成、共享与利用。智能用电小区充分展示国网公司在智能配电、清洁能源开发、智能用电、智能家居、用能综合利用及用能管理方面的能力、实力及效果让居民最终感受到智能电网带来的生活品质的提高,进而引导相关应用的规范、有序发展,深入推进智能配用电的研究、建设和发展。
1.2.1 实现电网与客户互动,提供多样化供电服务
统筹应用实施95598互动网站、用电信息采集系统、客户用能服务系统、分布式电源与储能管理系统、电动汽车充电管理系统、营销业务应用系统等,通过电脑、自助终端、智能交互终端、智能监控终端、电话、手机等互动渠道,为居民客户提供多样化供电服务。
1.2.2 实现能效智能化管理,提高终端用能效率
及时响应客户自由用电需求,为居民家庭、小区公共设施提供科学用电指导;客户可根据电网发布的实时电价信息和负荷信息,选择最佳用能方案,自主做出用电需求响应;加快高耗电产品淘汰和节电新产品、智能电器的推广应用,实现家用电器实时监测和运行智能控制;降低居住区整体能耗,提高终端用能效率和电能占终端能源消费的比重。
1.2.3 开展增值服务,探索电力光纤到户商业运营模式
采用光纤复合低压电缆等技术,构建小区通信信息网络,积极开展增值服务,拓宽营销服务市场,提升供电服务能力和水平;服务国家“三网融合”战略的实施,积极探索电力光纤到户的商业运营模式。
2 综合应用互动集成系统
智能用电小区综合应用互动集成系统是一套大型应用集成系统,将整个智能用电小区用到的系统集成到统一平台上。系统的集成解决了多套系统硬件环境复杂、管理混乱的问题,方便用户使用和管理者管理。
2.1 系统硬件结构
综合应用互动集成系统的硬件主要包括一个一台前置/SCADA服务器、一台数据服务器、一台WEB发布服务器、三台交换机、一台硬件防火墙和一台纵向安全认证装置。
综合应用互动集成系统硬件分布在二个安全区中:电力网安全区和公网区,两者之间通过一个防火墙进行安全隔离,系统硬件结构如图1所示。
2.2 系统软件结构
综合应用互动集成系统的软件由操作系统、服务应用平台和信息发布平台共三个层次组成。其中:操作系统包括Unix、Linux和Windows;服务应用平台主要负责数据采集和处理;服务应用平台包括基本的通用业务服务和具体业务处理两部分,信息发布平台采用B/S结构,实现人机接口界面,系统软件层次结构如图2所示。
3 智能用电小区通信网络
智能小区系统架构是在通信网络支撑下由各业务系统相互关联而构成的。小区网络建设分为电力专网和电力公网两种。电力专网为电力业务提供通信支撑网络,各信息采集点均实现了光纤接入,提供宽带通信网络。电力公网为小区用户实现智能家居、Internet、电话等业务提供通信网络平台,两种网络分别建立一套光纤网络,采用同缆不同芯的方式建设两套EPON系统,使两种业务实现物理隔离,保证数据传输安全、稳定。总体结构分为主站系统、变电站、小区配电室和业务接入点四层,如图3所示。
4 智能用电小区关键技术
智能电网条件下智能小区关键技术包括6种业务功能和1个综合管理系统,分别为综合应用互动集成系统、用电信息采集、小区配电自动化、分布式电源接入、电动汽车充电桩、智能家居、智能社区和综合应用互动集成系统。
4.1 小区配电自动化
智能配电是智能电网建设各类成果在用户端的集中体现,是联系电力用户和智能电网的枢纽,是智能电网优越性的最终体现环节,应实现的功能如下:
(1) 小区配电系统运行监控 实现小区配电系统及公共用电设施的遥信、遥测、遥控等,实现运行监控信息的图形化管理和状态自动报警功能。
(2) 故障自动检测与隔离 小区配电自动化系统对配电系统的故障进行自动诊断和自动隔离,以减少故障停电范围,恢复非故障段供电。及时告知小区用户故障信息,并协调各部门进行故障处理。
4.2 分布式电源
小区分布式电源是小区微电网的重要组成部分,分布式电源的可靠接入是配电网系统的有益补充。小区微电网是小区各种分布式电源、储能单元、负荷监控以及保护装置组成的集合体,应实现的功能如下:
(1) 小区分布式能源系统运行监控 实现小区光伏发电、储能的遥信、遥测、遥控等,实现运行监控信息的图形化管理和状态自动报警功能。
(2) 分布式能源系统运行模式控制 微电网从并网模式切换到独立运行模式,以及微电网从独立运行模式重新切换回并网模式;并网设置上限模式,储能削峰填谷模式之间的切换,各种运行模式下定值和计划值的修改。
(3) 小区分布式能源系统运行统计 统计分布式能源的小时、日、月和年度发电量,各种累计发电量,各种运行统计,储能转换效率,储能充放电计量统计。
4.3 电动汽车充电桩
根据智能用电小区的建设需求并结合国网公司“统一标准、统一规范、统一标识、优化分布、安全可靠、适度超前”的电动汽车充电设施的建设原则,实现充电桩监控信息的集中传输,完成信息与综合应用互动集成系统下电动汽车充电桩管理子系统的互联,应实现的功能如下:
(1) 充电桩控制调节功能 系统向充电桩下发控制命令,遥控充电机起停、校时、紧急停机、远方设定充电参数等,系统可以按照预定策略选择定时、定额等方式对电动汽车充电进行控制管理。
(2) 充电数据采集功能 采集充电桩工作状态、故障信号、功率、电压、电流等。
(3) 图形化操作界面 系统可以显示充电数据实时(以及历史)曲线图、棒图、系统运行工况图(包括充电机运行状态、通道状态)、实时数据表格等不同种类的画面。
4.4 智能家居交互
智能家居以住宅为平台,利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术和无线技术,提供友好的智能家居远程管理界面将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起。智能用能服务系统是智能电网用电能效提升的关键,应实现的功能如下:
(1) 提供智能家居用能信息的查询 支持以日、月、年和时间段的查询方式,查询的用能信息结果以曲线图、棒图、饼图和表格数据的形式展现。
(2) 提供用能分析结果查询 通过用能分析界面可以查询智能家居的用能比例、用能同比、分时用能、阶梯用能和用能评测。
(3) 根据智能家居的用能情况 综合阶梯峰谷电价、小区气象环境、分布式电源接入、家居待机能耗、用户用电习惯等因素,提供用能建议和用能策略;实现能耗远程分析,让能源管理不再受地域和时间的限制。
5 结束语
本文在明确智能用电小区建设目标的基础上提出了智能用电小区的综合应用互动集成系统架构、通信网络结构和关键技术。研究成果已经有了实际应用的实例,为智能用电小区建设提供了重要参考,目前综合应用互动集成系统用于智能用电小区试点工程建设,在今后的研究中还需要对系统进一步优化,一方面提升系统性能,另一方面加强智能用电服务系统与小区智能系统集成,实现互联互通、业务协调和信息共享。
摘要：在分析智能小区研究现状的基础上,综合智能电网的先进技术,明确了智能用电小区的内涵与建设目标;提出了一种综合应用互动集成系统,整个系统是在通信网络支撑下由各业务系统相互关联而构成的;对智能用电小区信息流、业务流进行分析梳理,详细阐述了智能用电小区的通信网络、综合应用互动集成系统及配电自动化、分布式电源、电动汽车充电桩、智能家居等技术的功能要求。
基于实时电价的智能用电系统 篇7
我国当前的电价是受管制的, 所以电价并不能将电力供应和电力需求间的关系真实反映出来, 导致电力企业面对电力需求波动时不能及时给予有效的调节, 进而浪费大量的电力资源。
电价形成机制的理想化状态是:结合电力供需的实际情况, 参照电力供应中清洁能源所占比例, 电力企业实时制定电价机制并立刻发布电价, 全面满足电力用户的需求, 使电力负荷需求达到理想化状态。所以建设智能用电系统的首要任务就是放松电价管制。
然而在实际实施过程中, 理想化电价形成机制仍然存在较多的问题, 可操作性不强。即使将电价限制在某一特定区域内, 由于电价种类繁多, 颗粒化的电价会让电力用户产生响应疲惫, 响应效果会大打折扣。此外, 颗粒化电价会促使电价政策的发布, 而且通信数据量过于庞大, 进一步增加了智能用电系统的建设费用和运行费用。
目前, 我国大部分地区普遍采用峰谷电价日时段划分策略。电力企业结合负荷预测的具体情况, 科学制定峰谷电价日时段划分策略, 保证峰时段、平时段、谷时段时间长度相等。为了进一步扩大经济利益, 电力企业可制定针对性较强的划分策略, 这利于社会节能减排的实现。与此同时, 政府可以授权电力企业更多种类的分时电价, 这样能够更加细致地调节电力负荷需求。
二、智能用电系统的特点分析
在发布实时电价的基础上, 智能用电系统的基础是信息化, 手段是自动化, 高级应用是互动化, 最终目的则是高效使用能源。信息化具体表现在采集信息、预测负荷、制定电价策略等流程上;互动终端严格遵循用户设定的价格策略是自动化的重要表现;互动化则表现在用户针对用电负荷设置不同的价格策略上。其中, 智能用电系统的信息流, 具体可以参见图1。
三、基于实时电价的智能用电系统分析
智能电力系统的组成部分有主站系统、智能电表、本地信道、远程信道、智能开关、互动终端等。从运行经济性出发, 在居民用户智能用电系统中, 可以利用本例信道来集中和转发远程信道与智能电表间的通信;从发展角度出发, 智能家电将会逐步替代智能用电系统中的智能开关。
1.主站系统
主站系统具体分为四个子系统: (1) 用电信息采集子系统:电力企业借助该系统能够及时掌握用户用电信息, 为市场分析提供充足的数据和信息。此外, 采集和存储大量的用户用电信息, 为其他子系统的正常运行奠定了基础。 (2) 营销服务支持子系统:该系统能够为用户提供个性化、多样化、集成化的服务, 如用能咨询、节能分析等。电力企业借助该系统, 能够实现自动化办理营销业务, 如抄表管理、电量电费、电能计划、购电管理、线损管理、用电检查等。 (3) 负荷预测子系统:该系统能够借助智能挖掘、联机分析等技术, 采用多维分析的手段, 对营销数据中心存储的用户用电信息进行分析, 提高负荷预测的准确性, 有针对性地为企业制定电价策略。 (4) 电价策略制定和发布子系统:该系统结合发电信息、输送能力信息等, 利用预测的结果, 根据具体情况, 科学制定电价日时段策略, 并在第一时间将制定的策略发布给所有的电力用户。此外, 该系统还能向电力用户定期发布结算电量电费清单等相关信息。该系统采用的是排列组合的算法, 能够根据政府监管方案, 制定出多种电价日时段划分策略, 电力企业只须将负荷预测子系统预测的结果输入到该系统中, 该系统就能自动筛选出针对性最强的电价日时段划分策略。
其中, 采用电价日时段划分策略的优势有: (1) 虽然电力企业对电价的细化程度不够, 但是电价日时段划分策略是在海量数据基础上制定出来的, 这在一定程度上弥补了电力需求与电力供应间的偏差; (2) 智能用电强调实时性通信, 发布的电价日时段划分策略能够降低此项要求; (3) 电价日时段划分策略扩展性良好, 不仅能够满足用户的需求, 而且还能促进智能用电系统的发展, 提高了电力企业分阶段建设智能用电的可行性。
2.远程信道
远程信道分为上行信道和下行信道, 其中, 上行信道的作用是将智能电表、互动终端采集的用户用电信息传送给电力企业;下行信道则是将电力企业制定的电价日时段划分策略发布给用户。此外, 远程信道还能够根据设定的时间抄读、传送预设数据, 电力企业预先设置事件, 事件报警能够实时监测并主动上报。再者, 在增值服务方面, 远程信道能够为客户提供定制服务。
在建设智能用电系统中, 最大的难题就是配用电侧通信手段。全国各地经济发展存在较大的差异, 所以电力企业必须要灵活配置智能用电系统的远程信道。针对正在运行的线路, 电力企业必须要全面考量经济、技术等方面的问题, 对当前可用的技术进行评估, 加快建设速度;针对新建的配网线路, 电力企业应该考虑在建设配电线路的同时, 利用光纤复合相线技术建设远程信道。
3.智能电表
智能电表是智能用电系统的核心, 所以在设计智能电表功能时, 必须从中国国情出发, 充分考虑当前电测通信信道的具体情况。在设计智能电表过程中, 必须要考虑以下几个问题: (1) 通信信道的承受能力; (2) 能源分布式接入; (3) 与用户互动的便捷性。
其中, 智能电表的功能如下:
(1) 计量功能:当前我国电力用户广泛使用的电箱电能表能够计量正向有功电量;而三相电能表不仅能够计量正向有功电量, 还能计量正向有功、无功最大需量及正向无功电量等。为了灵活接入分布式电源, 智能电表还应该具备计量方向有功、无功电量, 反向有功、无功最大需量等功能。从现阶段实时电价出发, 智能用电系统的智能电表必须具备的功能为记录峰谷分时电能量。从长远利益出发, 智能电表还必须满足多费率分时电价的各项需求。
(2) 费率与时段功能:智能电表在智能用电系统主战的操作下, 划分和执行费率、时段。通过远程信道, 智能电表在A-1日接收到电价时段划分策略, 同时将接收到的策略发布给电力用户, 在A日0点正式执行这项策略。
(3) 控制功能:具体是指电力企业能够借助智能用电系统主站完成智能电表停电、送电操作。智能电表利用电平开关信号、输出脉冲对表外负荷开关、表内继电器进行控制, 达到远程控制的目的。电力企业利用远程控制功能能够对欠费用户进行停电操作。
(4) 预付费功能:若智能电表内剩余金额不高于系统预设报警金额, 智能电表就能借助互动终端提醒电力用户;若剩余金额低于透支门现金额, 智能电表就能对用户进行停电操作;若用户续费后, 智能电表就能恢复供电。
(5) 为了减少电费纠纷, 智能电表应该每隔15分钟对用户3个月内的计量信息进行存储, 此外还应该保存3个月内发布的电价日时段划分策略。
(6) 事件记录功能:智能电表应该将3个月内远程信道、本地信道接受的电价日时段划分策略的事件代码保存下来。
4.本地信道
智能用电的主要内容有互动营销和用户参与, 如果智能电表没有安装在用户日常活动范围内, 那么用户参与环节的效果就会受到影响, 所以设置本地信道, 保证在第一时间将用户关心的信息反馈给用户。
5.互动终端
互动终端能够借助本地信道、智能电表, 实现实时通信。用户可以借助互动终端将自己关心的信息传送给互动终端, 互动终端通过人机对话模块进行反馈。通过本地信道, 互动终端采用控制智能开关的方式达到智能用电的目的。
6.智能开关
目前, 智能开关能够满足用户对智能用电的需求。然而, 未来智能开关不仅是将开关与本地信道进行融合, 而是将开关与各种传感器融合在一起, 进一步优化用电和控制。
参考文献
[1]吴伟坡.基于实时电价的智能家庭能源优化控制[D].上海交通大学, 2013.
[2]曾勇.基于智能电网的实时电价研究[D].重庆大学, 2011.
[3]刘畅, 周渝慧, 许蔚, 等.基于智能电网高级计量体系的居室智能节电系统设计[J].电力需求侧管理, 2010, 12 (1) :45-48.
[4]阮冰洁.计及实时电价的家居混合供电系统能量优化调度方法[D].浙江大学, 2015.
创新智能用电集抄营业模式 篇8
1 精心组织建设, 统筹兼顾同步推进
(1) 把用电计量采集系统建设作为实现营抄智能化的技术基础, 统筹兼顾, 协调推进, 落实项目五大重点工作, 实现项目管理五大确保到位。
(1) 落实安装工艺规范, 确保项目质量到位;
(2) 落实现场施工稽查, 确保项目安全到位;
(3) 落实调度流程管理, 确保项目协调到位;
(4) 落实施工成本管理, 确保项目投入到位;
(5) 落实维护人员培训, 确保项目技能到位。
(2) 以用电信息采集系统项目建设为切入点, 实现用电抄核收智能化建设“六个同步”携手共进。
(1) 项目建设与电费储蓄代收同步。同步抓好电费社会化代收“金融卡社区”建设, 改造一个台区完成一个台区的社会化代收任务, 实现客户电费电子化结算;
(2) 项目建设与计量资产置换同步。同步开展供用电双方计量资产平等置换移交, 明晰新计量装置产权, 做好电能表资产置换确认工作, 在换表过程中注意旧表回退、止码复核、IC卡剩余电量核对、电能表资产转换确认等具体工作, 确保改造过程中无计量纠纷和投诉;
(3) 项目建设与协商签订合同同步。同步抓好供用电合同管理, 按照“改造一户, 完善一户”的原则, 将所有改造用户有计划地进行分期安排, 分户协商, 面对面签供用电合同, 尤其是把过去部分代签的合同全部实现当事人本人实签;
(4) 项目建设与分类电价清理同步。同步抓好电价清理和规范, 在集抄改造过程中现场核对客户用电性质及行业用电分类规范性一致性;定比定量真实性合理性;分时电价、基本电费及功率因数调整电费执行到位正确性准确性, 立即整改电价执行错误的客户, 杜绝电价执行错位现象;
(5) 项目建设与电能表计管理同步。同步抓好项目改造施工电能计量装置回退入库, 做到回退表计实物铭牌数字编码、管理台账、营销系统个体信息“三相符”;
(6) 项目建设与完善基础信息同步。同步抓好施工现场用电客户个性化信息清理, 按照营销基础信息“五统一”的要求, 改造一户核对一户的基础资料, 确保不发生串户现象;逐一清理台区零度户和虚户, 规范管理现场标志和封锁。
2 精确监控运行, 组织创新规范保障
(1) 创新管理组织。成立用电信息采集管理运行维护中心, 优化人员配置, 从单一人工抄表岗位向智能化营抄的异常处理、现场复核、电费催存、电价检查、应急服务等5个新岗位转岗, 发挥三大工作职能。
(2) 发挥数据服务功能。在用电信息采集系统实用化后, 及时成立用电信息服务专班, 负责计量表码、线损率、电费余额、实时功率等用电信息实时采集、综合, 形成漏抄用户、高损台区、异常客户、余额不足客户等清单的有效数据, 做到抄表比对、用电稽查、催存电费有的放矢。通过用电信息数据比对, 避免电量的不明流失。
(3) 发挥运行维护功能。运行维护人员每天按照漏抄清单、高损台区清单、异常用户清单, 及时办理工作票到现场核查、调试、消缺, 提高系统采集成功率, 降低线损率, 并及时反馈处理结果和传递新装、变更等工作单, 保证现场计量装置及通信完好, 现场信息与系统数据实时相符。
(4) 发挥应急服务功能。客户应急服务的智能化是95598客户服务中心服务功能的拓展和服务链条的延伸。客户时刻关注电费余额, 按余额不足清单催存电费是一项重要工作内容。作为客户服务的毛细血管, 和客户面对面亲密接触, 宣传电力法律法规、电价政策、安全用电常识等, 收集客户诉求, 代理客户办理报装、变更、银行代收结算电费等业务, 让客户享受足不出户的智能化服务。
(5) 创新采集技术。基于用电信息采集的智能化发展, 创新用电抄核收信息管理实用化技术, 突出拓展用电信息采集系统远程化遥信抄表的功能, 开发系统应用现场新软件, 具有3项信息管理功能:
(1) 智能化现场用电信息采集系统与SG186营销系统集成在线链接, 形成营销质量过程管理数据链, 实现公司相关员工根据授权, 在局域网每一台办公电脑都能实时开展网上智能化用电营业秩序监控管理;
(2) 实施局域网网上监控抄表营业质量, 实时掌握客户用电数据实况, 提高营销效能监察的效率;
(3) 在客户实现智能化电能计量的“用电信息采集系统”全覆盖, 相关人员在网上实时监控各个配电台区居民用电末端电压、用电秩序, 进行网上用电普查, 开展网上反窃电。同时, 改变过去人工集中复核电量电费方式, 实现电量、电费、电价信息数据局域网实时复核, 网上智能化监控用电营业秩序。
(6) 创新规章制度。着力推进工作制度服务于用电营抄智能化技术创新。根据用电信息采集系统实用化高级应用的需求, 系统化制定《集抄项目运行维护管理考核办法》、《用电信息采集抄核收工作流程》、《用电信息采集系统运行应急预案》、《用电信息采集系统抄核收岗位职责、指标分解及管理考核办法》, 实现用电智能化抄核收常态化、责任化、流程化、规范化运行。
3 精益实施管理, 系统应用挖潜提效
信息采集系统建设项目实现客户用电全费控目标, 创新构建“高效、规范、集约”的新型用电营抄管理模式, 实现在线营抄的抄表智能化、核算集成化、收费社会化, 实现客户、企业、社会用电信息互动“3个满意”。着力突出用电信息采集系统高级应用, 凸显常态实用化运行七大绩效。
(1) 系统链接, 实现提质增效。采集系统与营销SG186系统链接, 实时复核数据, 有效杜绝了人工抄表估抄、漏抄、代抄、错抄现象, 抄表实现“零误差”;网上稽查事例同比下降100%, 全面提升抄核收质量, 确保了项目改造台区进入SG186营销系统客户基础表计资料与采集系统现场信息的100%对应相符, 提升了营销质量管理客户现场端管理水平。
(2) 系统集成, 实现降损增效。据典型调查, 2011年8月, 湖北省应城市供电公司客服中心完成低压集抄建设73个台区, 改造单相表10266块。集抄台区累计线损率由集抄前的7.53%降为集抄后的4.71%, 线损率同比下降2.83个百分点, 少损电量18.65万千瓦时, 按分中心8月份低压台区均价计算, 增收10.23万元。
(3) 系统整合, 实现劳动增效。过去, 应城市供电公司客服中心的24名低压营抄员需3个工作日才能完成32507户低压客户的抄表。实现用电信息智能化采集后, 低压抄表员平均工作效率提高19.96%, 抄表人员从24人减少为6人。3名高压营抄员在2个工作日抄表才能人工完成387个专变用户抄表, 抄表质量不能达到100%。现在通过采集系统将数据与现场比对, 数据准确率达到100%, 抄表员减少为2名, 抄表时间由原来的2天减少为1天, 抄表效率提高了3倍。
(4) 系统复核, 实现流程增效。原来抄表员人工上机复核抄表数据, 日均复核户数900户。现在采用SG186系统与采集系统链接在线复核数据, 转变为自动复核数据信息共享, 减少了人工上机环节, 降低了营抄员的工作量, 保证了核算数据的准确无误。
(5) 系统结算, 实现安全增效。采集系统与营销SG186系统链接的营抄信息平台与各家金融机构的储蓄系统对接, 实现电费信息化网络结算安全回收。应城市供电公司客服中心同步推进社会化代收电费工作, 截至2011年10月, 应城市区15915个用电客户签约电费储蓄, 金融机构网络电子化结算电费额226.5万元, 成功率达85.7%。
(6) 系统应急, 实现服务增效。通过采集系统建设和实用化的深入, 优化一线抄、核、收工作人员配置, 转岗分流到维护和稽查岗位, 加强了现场抢修服务的力量, 企业社会效益明显提高。
(7) 系统集约, 实现管理增效。集抄系统在线运行优化了抄核收流程, 各个部门配合更加协调, 人员岗位配置更趋合理, 职能分工更为明确。系统的智能化在线监控, 网上稽查的方法多样化、定位精确化、效果精益化, 实现了客户用电异常的到户实时监控。系统在线信息检索, 实时准确有效掌握客户电量、电费、电价的实时信息, 凸显智能化抄核收的管理绩效。