智能用電發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢分析

何春花 國網(wǎng)南平供電公司

引言：隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)資源的需求也在日益增加。輸配電、信息化和數(shù)字化等現(xiàn)代技術(shù)的升級(jí)，為我國智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。然而，我國智能電網(wǎng)仍然處在初級(jí)階段，如何安全、可靠地將其應(yīng)用到現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)和居民生活領(lǐng)域中還需要進(jìn)行一個(gè)長期地探討。

1 智能電網(wǎng)概述

智能電網(wǎng)是新興的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)概念，到目前為止，各國不同機(jī)構(gòu)對(duì)智能電網(wǎng)給與了各種不同的定義。例如，美國電科院（EPRI）認(rèn)為智能電網(wǎng)是由多個(gè)自動(dòng)化的輸電和配電系統(tǒng)構(gòu)成以協(xié)調(diào)、有效和可靠的方式運(yùn)作。其擁有三大特點(diǎn)，一是電力市場和企業(yè)的需求能過快速的響應(yīng)；二是實(shí)現(xiàn)安全可靠靈活的信息流是運(yùn)用了現(xiàn)代通信技術(shù)，為用戶提供可靠、經(jīng)濟(jì)的電力服務(wù)；三是具有快速診斷、消除故障的自愈功能。歐洲技術(shù)論壇對(duì)智能電網(wǎng)的定義是，智能電網(wǎng)是集創(chuàng)新工具和技術(shù)、產(chǎn)品與服務(wù)于一體，利用高級(jí)感應(yīng)、通信和控制技術(shù)，為客服的終端裝置及設(shè)備提供發(fā)電、輸電和配電一條龍服務(wù)，它實(shí)現(xiàn)了與客戶的雙向交換，從而提供更多信息選擇、更大的能量輸出、更高的需要參與率及能源效率。

在我國對(duì)智能電網(wǎng)有所認(rèn)識(shí)的是國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)。國家電網(wǎng)認(rèn)為應(yīng)以特高壓為骨干的，且具有信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化等特點(diǎn)的，同時(shí)各級(jí)電網(wǎng)之間可以相互協(xié)調(diào)發(fā)展的為統(tǒng)一智能電網(wǎng)。而南方電網(wǎng)認(rèn)為當(dāng)前智能電網(wǎng)的定義還處在不斷探索完善的過程中，但可以肯定的是，這個(gè)概念涵蓋了提高電網(wǎng)科技含量，提高能源綜合利用效率，提高點(diǎn)味甘供電可靠性，促進(jìn)節(jié)能減排，促進(jìn)新能源的利用，促進(jìn)資源優(yōu)化配置等內(nèi)容，是一項(xiàng)社會(huì)聯(lián)動(dòng)的系統(tǒng)工程，最終實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)效益和社會(huì)效益最大化。因此，我們認(rèn)為，智能電網(wǎng)是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、控制方法、傳感測量技術(shù)以及決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用從而來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效的目標(biāo)。

2 智能用電關(guān)鍵技術(shù)

2.1 智能電表技術(shù)

智能電表是一種集多功能、遠(yuǎn)程傳輸、數(shù)據(jù)分析為一體的電能表，能根據(jù)預(yù)先設(shè)定時(shí)間間隔來測量和儲(chǔ)存多種計(jì)量值。同時(shí)，智能電表具有雙向通信的特點(diǎn)，與數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)信息交流、支持分時(shí)電價(jià)或?qū)崟r(shí)電價(jià)的需求側(cè)管理。智能電表作為電力公司與用戶側(cè)進(jìn)行相互通信的樞紐，使得用戶可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶側(cè)負(fù)荷的用電信息及查詢電價(jià)信息。綜上，智能電表主要擁有雙向計(jì)量和雙向通信的功能。從我國關(guān)于智能電表的應(yīng)用實(shí)踐來看，目前在用戶側(cè)使用的智能電表中，最普遍采用的功能是計(jì)量數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集、雙向計(jì)量、自動(dòng)化傳輸和自動(dòng)化控制，而其他高級(jí)功能如遠(yuǎn)程接通與開斷、支持實(shí)時(shí)電價(jià)、階梯電價(jià)和分時(shí)電價(jià)等多種電價(jià)模式，當(dāng)前已安裝于智能電表中，但暫時(shí)還不能實(shí)現(xiàn)。

2.2 通信技術(shù)

通信網(wǎng)絡(luò)是電力公司、用戶側(cè)和負(fù)荷之間信息交互的樞紐。因此，通信網(wǎng)絡(luò)必須具有開放式雙向通信標(biāo)準(zhǔn)。隨著越來越多的用戶實(shí)現(xiàn)智能用電，電力通信網(wǎng)絡(luò)具有系統(tǒng)規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)。所包含的用戶側(cè)負(fù)荷和信息不僅數(shù)量多且過于分散，傳統(tǒng)相對(duì)單一的通信方式已不能滿足用戶側(cè)對(duì)傳輸能力和可靠性的需求。因此，需要采用以光纖通信為主，電力載波、電力線寬帶、無線通信等多種通信方式互為補(bǔ)充的網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)，以滿足電力信息采集、供用電服務(wù)和相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的交互等多種通信需求。

3 智能用電研究現(xiàn)狀

2008 年，國家電網(wǎng)公司啟動(dòng)了用戶側(cè)用電信息采集系統(tǒng)的研究與實(shí)踐，在公司系統(tǒng)范圍內(nèi)統(tǒng)一了智能電能表和用電信息采集系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范，針對(duì)智能電能表的12項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和用電信息采集終端的24項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成了共識(shí)，為用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)提供支撐和保障的同時(shí)，穩(wěn)步推進(jìn)智能電網(wǎng)工作的發(fā)展。2009年6月，國家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目《智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系研究》正式立項(xiàng)，由中國電科院、國內(nèi)重點(diǎn)高校及科研機(jī)構(gòu)展開研究，將智能用電劃分為雙向互動(dòng)服務(wù)、智能用電小區(qū)、客戶側(cè)分布式能源等方向，對(duì)相關(guān)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行梳理分析。2011年，國家智能電網(wǎng)示范工程取得重大突破，建成電動(dòng)汽車充換電站243座、交流充電樁13283臺(tái)，安裝智能電能表5162萬只，并完成上海世博園和天津中新生態(tài)城兩個(gè)智能電網(wǎng)綜合示范工程，為居民智能用電提供了技術(shù)支撐。“十三五”期間，全國居民用戶側(cè)基本實(shí)現(xiàn)智能電表的全面覆蓋，越來越多用戶安裝了智能電表和用電管理系統(tǒng)，市場額每年達(dá)到150億元左右。2017年，國網(wǎng)分布式光伏云網(wǎng)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)全覆蓋、全業(yè)務(wù)、全流程融合，實(shí)現(xiàn)了信息發(fā)布、在線交易、智能管理和大數(shù)據(jù)分析等5大板塊16項(xiàng)功能，滿足了多元化服務(wù)需求。

4 智能用電技術(shù)的創(chuàng)新

4.1 創(chuàng)新的必要性

隨著智能用電技術(shù)的科學(xué)化，使用戶側(cè)用電方式必須進(jìn)行改革才能適應(yīng)發(fā)展。智能用電一方面加強(qiáng)了用戶側(cè)和電網(wǎng)側(cè)的聯(lián)系，另一方面也是用戶感受和體驗(yàn)智能電網(wǎng)建設(shè)成果的重要途徑。同時(shí)，智能用電技術(shù)融入創(chuàng)新型國家建設(shè)戰(zhàn)略，以現(xiàn)代智能電網(wǎng)“推進(jìn)綠色發(fā)展”，支撐我國清潔、低碳、安全、高效的能源體系構(gòu)建，提升了用戶側(cè)綜合能源服務(wù)質(zhì)量。

4.2 創(chuàng)新之路

（1）智能用電技術(shù)是通信技術(shù)、智能電表和交互終端等多學(xué)科的交叉融合，各個(gè)學(xué)科相輔相成，相互支撐。國家應(yīng)該根據(jù)新時(shí)代智能用電的發(fā)展現(xiàn)狀，完善智能用電技術(shù)發(fā)展的相關(guān)政策，集合人力、物力、財(cái)力促進(jìn)跨學(xué)科、多領(lǐng)域、科學(xué)化的協(xié)同創(chuàng)新研究，關(guān)注用戶側(cè)智能用電服務(wù)需求，不斷完善智能用電技術(shù)發(fā)展體系。（2）科研人員應(yīng)該時(shí)刻關(guān)注智能用電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，積極探索智能用電的技術(shù)特點(diǎn)和內(nèi)涵，關(guān)注國外發(fā)達(dá)國家最新技術(shù)研究進(jìn)展，結(jié)合我國國情進(jìn)行發(fā)展創(chuàng)新，研制符合我國社會(huì)發(fā)展的智能用電技術(shù)，并付諸于實(shí)踐。

結(jié)語：總之，智能用電對(duì)于促進(jìn)節(jié)能減排、能源清潔化發(fā)展有著極為重要的意義。為了發(fā)展智能用電，因此，要引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合我國智能用電技術(shù)發(fā)展情況，推動(dòng)我國智能用電的發(fā)展。