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[摘 要]文章对智能用电下的高速通信、分布式电源、智能电表、智能采集、交互终端、需方响应等新技术进行了探讨，并展望了未来更多先进技术在智能用电中的应用。
[关键词]智能用电；新技术应用；发展与展望
中图分类号：TD255 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0390-01
前言：随着能源危机的出现和环保的要求，智能用电已经越来越被各国政府所重视。各国都在积极开展智能用电的研究工作。中国也开展了智能用电的研究工作，同时在一些研究领域处于世界领先水平。智能用电是中国坚强智能电网的重要组成部分。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。
一、智能用电新技术
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。
1、高速通信技术
高速实时通信技术是支撑智能电网的关键技术，对于智能用电也不例外。其主要特征如下：1）骨干、大容量光纤通信网络到台区和到有条件的小区和居民家中，满足用电数据采集和交互信息传输。2）基于广域同步时钟（如IEEE 1588）对时功能，确保重要节点负荷、功率等采集量在同一时间断面上。3）抗干扰能力强的无线通信技术和无线组网技术，应用包括Zigbee在内的微功率无线通信方式。4）公网通信（包括3G在内的新一代公网通信方式），基于语音、数据、视频的传输。5）在条件不具备的地区，可考虑电力线载波作为补偿。
6）信息安全加密。
2、分布式电源技术
分布式电源是指直接布置在配电网或分布在负荷附近的发电设施，一般容量在數千瓦至 50MW之间。分布式发电装置根据使用技术的不同，可分为热电冷联产发电、内燃机组发电、燃气轮机发电、小型水力发电、风力发电、光伏发电、燃料电池等。分布式发电可以增加电网的稳定性，降低系统网损，改善电网电压分布和负荷功率因数，延缓系统的更新速度，以及增加电网可靠性和经济性等，具有独特的优势，成为了电力工业的重要发展方向。以应用复杂智能优化算法、建立多目标函数进行计算为主，而从实际电网规划工作的角度出发，在考虑分布式电源准入容量和接入位置问题时，往往缺少一些实际运行数据，同时又需要能够根据电网的结构特点和负荷分布等，快速判断分布式电源准入容量，给出最优布置的决策建议。
3、智能电表技术
安装在用户侧智能电表是对传统电能表的全面技术变革，应满足自动抄表，自动测量管理的功能。其主要特征如下：1）智能电能表应满足分布式电源双向供电模式下，双向独立计量；2）具备动态浮动电价的快速响应，快速切换、电价实时结算等功能；3）具备用于存储双向计量电度独立的存储区间，可对月度电能数据，当日整点数据及有特定要求的数据进行快速冻结；4）用电异常事件记录功能；对双向的需量数据进行计算，最大需量数据的统计和保存；负荷曲线数据的保存和检索；5）具备抄收和存储智能燃气表，智能水表的功能，具备自动管理、自动抄收气表和水表的功能；具备对居民家居参数的采集，实现对智能家居电器的有序，合理化和最经济用电管理；6）就计量误差进行自我修复，自我矫正，确保计量精度在表计生命周期能满足计量精度要求；7）可对自身硬件运行状况进行自诊断，自评估和自修复。
4、智能采集技术
智能采集终端对大用户专变、公变和低压居民用户用电信息进行自动采集。实现用户侧电能量、负荷数据采集，用电设备数据采集及在线诊断，支持实时数据的远传。其主要特征如下：1）实时采集电力用户侧电能量信息，并计算出实时负荷、整点电量、月累计电量、已购电费（电量）、剩余电费（电量）等用电数据以及计量工况。2）根据主站设置的超限定值，对采集的用电信息进行统计、分析，判断数据是否超限，并根据统计结果生成相应的事件记录。3）根据主站设置，终端定时冻结日、月、抄表日用户负荷数据，以及终端设备运行工况生成用电负荷曲线。4）根据主站下发的控制定值，实时监测用户用电情况，自动执行本地功率闭环控制、本地电量闭环控制，并能够执行主站遥控、保电/剔除、催费告警、控制解除等控制命令，引导用户合理有序用电。4）进行变压器、开关、电源分配箱等设备数据的采集，进行在线设备故障诊断和分析，提高设备使用的安全性。5）采集更多的电网实时运行数据（电压、电流、功率等），从而掌握更加详细的用户负荷情况，加强需求侧管理，为电网规划和扩容提供决策支持数据。6）采集终端间支持快速通信，可装置级在线分析用电异常情况。7）电能质量的实时监测和预警，必要时提供无功补偿和谐波治理方案。8）支持装置级的线损和变损分析，统计和曲线的存储。
4、交互终端技术
智能交互终端为电力企业和电力用户之间的交互提供了友好、可视的交互平台，是电力企业提供人性化管理，联接客户的桥梁。基于网络化、人机交互，融合业务与功能的原则，凭借用电信息采集系统的网络平台，直接向用户显示用电信息、用电方式、告警信息以及电价政策等相关内容。对于居民用户，将用电信息采集系统通信网络向用户家庭延伸，可在家中安装用电显示终端，终端采用TFT液晶屏显示，可以直接连接到家庭电气线路上，以采集器或者电能表为网关，通过电力载波通道，自动监测自家的电能表，提供实时用电信息，也可以接收用户用电信息采集系统下发的各类信息。用户还可以通过简单操作，主动查询历史用电记录、历史交费记录、历史数据统计图形等其他信息服务。居民及大专变用户可及时获得用电量、电价、预付电费、剩余电费等信息。
5、需方响应技术
需方响应技术通过电力用户接收电力企业发布用电信息，及时响应用电负荷变化的措施，以达到削峰填谷，减少负荷波动的目的。其主要特征如下：通过用户改变自己的用电方式主动参与市场竞争，获得相应的经济利益，而不象以前那样被动地按所定价格行事。电力企业基于负荷特征召唤用户接入或退出分布式电源，制定有客户参与需方响应的补偿结算机制。用户可得到连续即时的计量信息，负荷信息。用户可得到获得连续即时的电价信息。对参与市场的用户提供实时电价，并实现同实时电价相结合的自动负荷控制。编制和发布有序用电方案，远程监视电能质量与实施电压控制，快速的系统故障定位和响应，能量损耗的检测。为系统调度、规划和运行提供精确的系统负荷信息，在新一代的智能设备和高级服务之间实现信息共享。
二、智能用电未来技术展望
未来的智能电表将实现模块化，使电表更换更加方便，并安全可靠；电表功能多样化。通过多功能控制器可实现智能控制，如可在电费便宜时段控制洗衣机和空调的开启；可实现用户计算机控制，可控制电表的一些功能，对家中电器进行管理。
用户侧储能技术也是智能用电发展的重要内容。通过召唤用户在电力负荷低谷时段存储电能，在负荷高峰时释放电能，有效调节电力负荷的波动，提高负荷利用率。用户的储能设备包括超级储能电池，超级储能线圈等。智能用电中同步测量技术也可能会大量应用。通过应用同步测量技术，可以更好地分析、监测、控制微电网的稳定问题，接入大电网的扰动问题，防止事故的蔓延。电力线高速通信也是对未来智能电网影响深远的关键技术。传统的电力线载波由于通信速率低，抗干扰能力差，因此极大的制约了系统的发展。相信未来的电力线通信技术一定能够找到新的调制解调方式，实现高速、可靠通信。
三、结束语
综上所述，智能电网发展的趋势不可逆转，新技术的研究和应用必将为智能电网建设注入强劲的动力。紧跟先进技术的发展脚步，积极进行科学创新，中国的坚强智能电网一定能够实现跨越式发展。
[关键词]智能用电；新技术应用；发展与展望
中图分类号：TD255 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0390-01
前言：随着能源危机的出现和环保的要求，智能用电已经越来越被各国政府所重视。各国都在积极开展智能用电的研究工作。中国也开展了智能用电的研究工作，同时在一些研究领域处于世界领先水平。智能用电是中国坚强智能电网的重要组成部分。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。
一、智能用电新技术
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。
1、高速通信技术
高速实时通信技术是支撑智能电网的关键技术，对于智能用电也不例外。其主要特征如下：1）骨干、大容量光纤通信网络到台区和到有条件的小区和居民家中，满足用电数据采集和交互信息传输。2）基于广域同步时钟（如IEEE 1588）对时功能，确保重要节点负荷、功率等采集量在同一时间断面上。3）抗干扰能力强的无线通信技术和无线组网技术，应用包括Zigbee在内的微功率无线通信方式。4）公网通信（包括3G在内的新一代公网通信方式），基于语音、数据、视频的传输。5）在条件不具备的地区，可考虑电力线载波作为补偿。
6）信息安全加密。
2、分布式电源技术
分布式电源是指直接布置在配电网或分布在负荷附近的发电设施，一般容量在數千瓦至 50MW之间。分布式发电装置根据使用技术的不同，可分为热电冷联产发电、内燃机组发电、燃气轮机发电、小型水力发电、风力发电、光伏发电、燃料电池等。分布式发电可以增加电网的稳定性，降低系统网损，改善电网电压分布和负荷功率因数，延缓系统的更新速度，以及增加电网可靠性和经济性等，具有独特的优势，成为了电力工业的重要发展方向。以应用复杂智能优化算法、建立多目标函数进行计算为主，而从实际电网规划工作的角度出发，在考虑分布式电源准入容量和接入位置问题时，往往缺少一些实际运行数据，同时又需要能够根据电网的结构特点和负荷分布等，快速判断分布式电源准入容量，给出最优布置的决策建议。
3、智能电表技术
安装在用户侧智能电表是对传统电能表的全面技术变革，应满足自动抄表，自动测量管理的功能。其主要特征如下：1）智能电能表应满足分布式电源双向供电模式下，双向独立计量；2）具备动态浮动电价的快速响应，快速切换、电价实时结算等功能；3）具备用于存储双向计量电度独立的存储区间，可对月度电能数据，当日整点数据及有特定要求的数据进行快速冻结；4）用电异常事件记录功能；对双向的需量数据进行计算，最大需量数据的统计和保存；负荷曲线数据的保存和检索；5）具备抄收和存储智能燃气表，智能水表的功能，具备自动管理、自动抄收气表和水表的功能；具备对居民家居参数的采集，实现对智能家居电器的有序，合理化和最经济用电管理；6）就计量误差进行自我修复，自我矫正，确保计量精度在表计生命周期能满足计量精度要求；7）可对自身硬件运行状况进行自诊断，自评估和自修复。
4、智能采集技术
智能采集终端对大用户专变、公变和低压居民用户用电信息进行自动采集。实现用户侧电能量、负荷数据采集，用电设备数据采集及在线诊断，支持实时数据的远传。其主要特征如下：1）实时采集电力用户侧电能量信息，并计算出实时负荷、整点电量、月累计电量、已购电费（电量）、剩余电费（电量）等用电数据以及计量工况。2）根据主站设置的超限定值，对采集的用电信息进行统计、分析，判断数据是否超限，并根据统计结果生成相应的事件记录。3）根据主站设置，终端定时冻结日、月、抄表日用户负荷数据，以及终端设备运行工况生成用电负荷曲线。4）根据主站下发的控制定值，实时监测用户用电情况，自动执行本地功率闭环控制、本地电量闭环控制，并能够执行主站遥控、保电/剔除、催费告警、控制解除等控制命令，引导用户合理有序用电。4）进行变压器、开关、电源分配箱等设备数据的采集，进行在线设备故障诊断和分析，提高设备使用的安全性。5）采集更多的电网实时运行数据（电压、电流、功率等），从而掌握更加详细的用户负荷情况，加强需求侧管理，为电网规划和扩容提供决策支持数据。6）采集终端间支持快速通信，可装置级在线分析用电异常情况。7）电能质量的实时监测和预警，必要时提供无功补偿和谐波治理方案。8）支持装置级的线损和变损分析，统计和曲线的存储。
4、交互终端技术
智能交互终端为电力企业和电力用户之间的交互提供了友好、可视的交互平台，是电力企业提供人性化管理，联接客户的桥梁。基于网络化、人机交互，融合业务与功能的原则，凭借用电信息采集系统的网络平台，直接向用户显示用电信息、用电方式、告警信息以及电价政策等相关内容。对于居民用户，将用电信息采集系统通信网络向用户家庭延伸，可在家中安装用电显示终端，终端采用TFT液晶屏显示，可以直接连接到家庭电气线路上，以采集器或者电能表为网关，通过电力载波通道，自动监测自家的电能表，提供实时用电信息，也可以接收用户用电信息采集系统下发的各类信息。用户还可以通过简单操作，主动查询历史用电记录、历史交费记录、历史数据统计图形等其他信息服务。居民及大专变用户可及时获得用电量、电价、预付电费、剩余电费等信息。
5、需方响应技术
需方响应技术通过电力用户接收电力企业发布用电信息，及时响应用电负荷变化的措施，以达到削峰填谷，减少负荷波动的目的。其主要特征如下：通过用户改变自己的用电方式主动参与市场竞争，获得相应的经济利益，而不象以前那样被动地按所定价格行事。电力企业基于负荷特征召唤用户接入或退出分布式电源，制定有客户参与需方响应的补偿结算机制。用户可得到连续即时的计量信息，负荷信息。用户可得到获得连续即时的电价信息。对参与市场的用户提供实时电价，并实现同实时电价相结合的自动负荷控制。编制和发布有序用电方案，远程监视电能质量与实施电压控制，快速的系统故障定位和响应，能量损耗的检测。为系统调度、规划和运行提供精确的系统负荷信息，在新一代的智能设备和高级服务之间实现信息共享。
二、智能用电未来技术展望
未来的智能电表将实现模块化，使电表更换更加方便，并安全可靠；电表功能多样化。通过多功能控制器可实现智能控制，如可在电费便宜时段控制洗衣机和空调的开启；可实现用户计算机控制，可控制电表的一些功能，对家中电器进行管理。
用户侧储能技术也是智能用电发展的重要内容。通过召唤用户在电力负荷低谷时段存储电能，在负荷高峰时释放电能，有效调节电力负荷的波动，提高负荷利用率。用户的储能设备包括超级储能电池，超级储能线圈等。智能用电中同步测量技术也可能会大量应用。通过应用同步测量技术，可以更好地分析、监测、控制微电网的稳定问题，接入大电网的扰动问题，防止事故的蔓延。电力线高速通信也是对未来智能电网影响深远的关键技术。传统的电力线载波由于通信速率低，抗干扰能力差，因此极大的制约了系统的发展。相信未来的电力线通信技术一定能够找到新的调制解调方式，实现高速、可靠通信。
三、结束语
综上所述，智能电网发展的趋势不可逆转，新技术的研究和应用必将为智能电网建设注入强劲的动力。紧跟先进技术的发展脚步，积极进行科学创新，中国的坚强智能电网一定能够实现跨越式发展。