智能变电站实用技术基础

第六节　智能用电基础知识

1.智能用电的发展目标是什么?

答:智能用电的发展目标是建设和完善智能双向互动服务平台和相关技术支持系统，实现与电力用户“电力流、信息流、业务流”的双向互动，全面提升国家电网公司双向互动用电服务能力。构建智能用电服务体系，实现营销管理的现代化运行和营销业务的智能化应用;全面开展双向互动用电服务，实现电网与用户的双向互动，提升用户服务质量，满足用户多元化需求;推动智能用电领域技术创新，带动相关产业发展;推动终端用户用能模式的转变，提升用电效率，提高电能在终端能源消费中的比重。

2.智能用电主要涉及哪些技术领域?

答:(1)双向互动服务技术领域。包括智能用电体系架构、信息模型、用户需求分析及响应、互动业务流程与运作模式等互动营销运行与支撑技术;包括互动平台、终端设备及系统研发。

(2)用电信息采集技术领域。包括数据加密、安全认证、信息安全传输、信息交互等数据采集技术，先进传感、谐波计量、安全防护、低功耗等智能电能表技术;包括采集终端、智能电能表等设备及系统研发。

(3)智能用能服务技术领域。包括现场和远程能效诊断、能效测量(含装置)等智能需求侧管理技术，用户侧分布式电源及储能入网监控系统技术，电能利用效率模拟分析、能效评估、用能评测等用电能效提升技术;包括交互设备及系统研发。

(4)电动汽车充放电技术领域。包括电动汽车与电网间能量转换控制、电动汽车和充电设施与电网间通信、双向计量计费、柔性充电控制、充电网络运行对配电网运行影响等电动汽车充放电关键技术;包括充放电设备及系统研发。

(5)智能量测技术领域。包括智能用电设备及系统测试标准体系和功能规范、测试理论与技术条件、标准检定装置及系统研发等计量传溯源测试技术，高级计量、智能控制、远程编程及诊断等智能量测技术;包括量测设备及系统研发。

3.国家电网公司在智能用电方面已开展了哪些工作?

答:国家电网公司在智能用电技术领域已开展了大量的研究和实践，部分研究应用已达到国际先进水平，主要体现在以下方面:

(1)关键技术和标准研究。开展了用电信息采集系统、智能电能表、电动汽车充电设备与设施、电力光纤到户等关键技术研究等;制定了用电信息采集(含智能电能表)技术领域的38项企业标准，电动汽车充放电技术领域的16项企业标准。

(2)关键设备研制。目前已研制了智能电能表、大容量充电机、光纤复合低压电缆、用户智能交互终端等智能用电关键设备。

(3)需求侧管理实践。不断推进机制创新，运用经济价格杠杆，合理配置需方资源;依托行政手段和电力负荷管理系统，实现有序用电工作的预案编制和可靠实施;建设展示厅和专业网站，开展需求侧管理的互动交流与宣传。

(4)电网与用户互动服务。初步建立了用户服务网站和呼叫中心，开展了网上营业厅等新型互动服务模式的探索。

(5)营销自动化系统建设。建立了涵盖电力营销所有业务和服务节点的营销业务应用系统，大用户负荷管理系统和低压集中抄表系统已大量应用。

4.用电信息采集系统主要有哪些采集方式?

答:(1)自动采集。按采集任务设定的时间间隔自动采集终端数据，自动采集时间、间隔、内容、对象可设定。当定时自动数据采集失败时，主站应有自动及人工补采功能，保证数据的完整性。

(2)随机召测。根据实际需要随时人工召测数据。如出现事件告警时，随即召测与事件相关的重要数据，供事件分析使用。

(3)主动上报。在全双工通道和数据交换网络通道的数据传输中，允许终端启动数据传输过程(简称为主动上报)，将重要事件立即上报主站，以及按定时发送任务设置将数据定时上报主站。主站应支持主动上报数据的采集和处理。

5.用电信息采集系统主要有哪些通信方式?

答:用电信息采集系统的主要通信方式有光纤专网通信、GPRS/CDMA无线公网通信、230 MHz无线专网通信、电力线载波通信、RS－485通信方式等。在用电信息采集系统中，通信信道可分为远程信道和本地信道:①远程通信信道用于完成主站系统和现场终端之间的数据传输通信。光纤专网，GPRS/CDMA、3G等无线公网，230 MHz无线专网，中压电力线载波等通信方式适用于远程通信信道。②本地信道用于现场终端到表计的通信连接，高压用户一般采用RS－485通信方式连接专用变压器采集终端和计量表计;低压用户可采用低压电力线载波、微功率无线网络、RS－485通信方式连接集中抄表终端和计量表计。

6.实施费控管理的方式有哪几种?

答:(1)主站实施费控。根据用户的缴费信息和定时采集的用户电能表数据，计算剩余电费，当剩余电费等于或低于报警门限值时，通过采集系统主站或其他方式发催费告警通知，通知用户及时缴费。当剩余电费等于或低于跳闸门限值时，通过采集系统主站下发跳闸控制命令，切断供电。用户缴费成功后，可通过主站发送允许合闸命令，允许合闸。

(2)采集终端实施费控。根据用户的缴费信息，主站将电能量费率时段、费率和费控参数(包括购电单号、预付电费值、报警和跳闸门限值等参数)下发终端并进行存储。当需要对用户进行控制时，向终端下发费控投入命令，终端定时采集用户电能表数据，计算剩余电费，终端根据报警和跳闸门限值分别执行告警和跳闸。用户缴费成功后，可通过主站发送允许合闸命令，允许合闸。

(3)电能表实施费控。根据用户缴费信息，主站将电能量费率时段、费率和费控参数(包括购电单号、预付电费值、报警和跳闸门限值等参数)下发电能表并进行存储。当需要对用户进行控制时，向电能表下发费控投入命令，电能表实时计算剩余电费，电能表根据报警和跳闸门限值分别执行告警和跳闸。用户缴费成功后，可通过主站发送允许合闸命令，允许合闸。

7.智能电能表与传统电能表相比有哪些新功能?

答:智能电能表由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成，具有电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能。与传统电能表相比，智能电能表除了基本计量功能外，还具备以下功能:

(1)有功电能和无功电能双向计量，支持分布式能源用户的接入。

(2)具备阶梯电价、预付费及远程通断电功能，支持智能需求侧管理。

(3)可以实时监测电网运行状态、电能质量和环境参量，支持智能用电用能服务。

(4)具备异常用电状况在线监测、诊断、报警及智能化处理功能，满足计量装置故障处理和在线监测的需求。

(5)配备专用安全加密模块，保障电能表信息安全储存、运算和传输。

8.用电信息采集终端有哪几种类型?(www.xing528.com)

答:用电信息采集终端是对各信息采集点用电信息进行采集，从而实现数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令的设备，简称采集终端。用电信息采集终端按应用场所分类，可分为专用变压器采集终端、集中抄表终端、分布式能源监控终端等类型。

(1)专用变压器采集终端。专用变压器采集终端是对专用变压器用户用电信息进行采集的设备，可以实现电能表数据的采集、电能计量设备工况和供电电能质量监测，以及客户用电负荷和电能量的监控，并对采集数据进行管理和双向传输。

(2)集中抄表终端。集中抄表终端是对低压用户用电信息进行采集的设备，包括集中器、采集器。集中器是指收集各采集器或电能表的数据，并进行处理储存，同时能和主站或手持设备进行数据交换的设备。采集器是用于采集多个或单个电能表的电能信息，并可与集中器交换数据的设备。

(3)分布式能源监控终端。分布式能源监控终端是对接入公用电网的用户侧分布式能源系统进行监测与控制的设备，可以实现对双向电能计量设备的信息采集、电能质量监测，并可接受主站命令对分布式能源系统接入公用电网进行控制。

9.智能需求侧管理的内涵是什么?

答:传统的电力需求侧管理是指通过采取技术、经济、行政等措施，引导电力用户改变用电方式，提高终端用电效率，优化资源配置，改善和保护环境，实现电力服务成本最小所进行的用电管理活动，如节电技术改造、有序用电、负荷管理、需求响应、余能回收等。智能电力需求侧管理在传统电力需求侧管理的基础上被赋予了新的内涵，主要包括自动需求响应技术、智能有序用电、远程能效监测与能效诊断、能效电厂等。

(1)自动需求响应技术。需求响应是指电力用户通过调整用电方式，转移部分高峰用电负荷至低谷时段，以此响应电网企业的电价调整或激励措施等信息。而自动需求响应是建立在集成的高速双向通信网络的基础上，通过应用先进的传感和决策支持技术，采用先进的设备和控制方法，实现用户与电网企业的实时互动及用电设备负荷的自动调整，以确保电网电力平衡。

(2)智能有序用电。智能有序用电主要包括实现有序用电方案的辅助编制及优化，有序用电指标和指令的自动下达，有序用电措施的自动通知、执行、报警、反馈;建立分区、分片、分线、分用户的分级分层实时监控的有序用电执行体系;实现有序用电效果自动统计评价，确保有序用电措施迅速执行到位，保障电网安全稳定运行。

(3)远程能效监测与能效诊断。远程能效监测与能效诊断是指通过现代化的传感和通信技术，实现对重点耗能用户主要用电设备的用电数据实时采集、运行状态监测和远程能效诊断。

(4)能效电厂。能效电厂(EPP)是一种“虚拟电厂”，指通过把各种节电项目、合理用电项目打包，实施一揽子的节电改造工程，从而使所有项目累计实现的节电量达到与新建或扩建实质电厂相同的效应。

10.电动汽车充电对电网将产生哪些影响?

答:随着电动汽车的推广普及，充电设施规模将不断扩大，其对电网将产生以下几个方面的影响:

(1)临时性快速充电对电网负荷的冲击。由于未来电动汽车规模化应用后电池容量较大，单车快速充电功率将达到数百千瓦以上等级，将对当地配电网产生极大的功率冲击。

(2)对电能质量的影响。由于电动汽车充电为变流操作，需要对电动汽车充电设备的谐波等技术指标进行严格控制。

(3)对电网规划的影响。智能充电操作在配电网侧能显著平抑电网负荷、频率波动，降低电网峰谷差，提高电网负荷率，降低电网备用发电容量需求，显著改变电网运行方式，因此，需要在电网规划中考虑相关影响。

(4)对电网交易模式的影响。随着分时电价的实施，电动汽车将采取不同的控制方式在不同时段从电网获取电能补给，因此电网与电动汽车交易模式将由简单变复杂，需要更加先进的电力市场来支撑。

11.智能家居的主要特征有哪些?

答:智能家居是应用先进的计算机技术、通信网络技术和传感技术，将与家居生活有关的各种设备和各类应用软件系统有机地结合到一起，既可以在家庭内部实现家居设备的自动控制、信息共享和通信，又可以与家庭外部网络进行信息交换，随时可实现家居设备的远程控制。智能家居的主要目标是为人们提供一个集服务、管理于一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。智能电网技术使智能家居的功能得到进一步拓展和丰富。

基于智能电网的智能家居主要特征有:

(1)实现用户与电网企业互动，获取用电信息和电价信息，进行用电缴费和用电方案设置等，指导科学合理用电，倡导家庭的节能环保意识。

(2)实现水表、电能表、燃气表等多表的自动抄表，支持远程缴费。

(3)通过电话、手机、互联网等方式实现家居的远程控制，及时发现用电异常，并能及时报警与处理。

(4)实现家庭安防功能，支持与社区主站的联网，为优质服务提供更加便捷的条件。

(5)实现与家居生活有关的便捷服务信息的互联互通。

12.智能家居是如何构成的?

答:通过构建家庭户内通信网络，实现家庭空调等智能家电的组网与互联;通过智能交互终端、智能插座、智能家电等，可以对家用电器用电信息自动采集、分析和管理，实现家电经济运行和节能控制，完成烟雾探测、燃气泄漏探测、防盗、紧急求助等家庭安全防护功能;通过电话、手机、互联网等通信方式实现家居的远程控制等服务;开展水表、燃气表等自动采集与信息管理工作:支持与物业管理中心的社区主站联网，实现家居安防授权和社区增值服务;实现可定制的家庭用电信息查询、设备远程控制、缴费、报装、用能服务指导等互动服务功能。

13.什么是智能小区?

答:智能电网技术的发展赋予了智能小区新的内涵。基于智能电网的智能小区是采用光纤复合低压电缆或电力线载波等先进技术，构建覆盖小区的通信网络，通过用电信息采集、双向互动服务、小区配电自动化、电动汽车有序充电、分布式电源运行控制、智能家居等技术，对用户供用电设备、分布式电源、公共用电设施等进行监测、分析、控制，提高能源的终端利用效率，为用户提供优质便捷的双向互动服务，并支持“三网融合”业务的开展，以及实现对小区安防设备和系统的协调控制。

14.智能小区是如何构成的?

答:智能小区总体构成包含用电信息采集、双向互动服务、小区配电自动化、用户侧分布式电源及储能、电动汽车有序充电、智能家居等多项新技术成果应用，综合了计算机技术、综合布线技术、通信技术、控制技术、测量技术等多学科技术领域，是一种多领域、多系统协调的集成应用。

15.智能小区有哪些功能?

答:基于智能电网的智能小区的功能主要包括核心服务和增值服务两部分。其中，核心服务主要包括用电信息采集、双向互动服务、分布式电源接入及储能、电动汽车有序充电、小区配电自动化等;增值服务主要包括智能家电控制、信息发布、视频点播、网络接入、“三网融合”、社区服务、家庭安防等。