關于智能用電技術的思考

摘 要：隨著社會的發(fā)展和大功率用電設備的廣泛使用，電力資源浪費與環(huán)境污染的問題變得越來越突出。對智能用電技術進行探討，促進電力資源的合理分配，緩解資源短缺和環(huán)境污染等問題。

關鍵詞：智能用電；智能終端；智能電器

電能的廣泛應用使人類社會發(fā)生了巨大的變革，使人們的生活變得豐富多彩。隨著社會的發(fā)展和科學技術的進步，電力資源已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚囊徊糠?，電能已滲透到社會生產(chǎn)和生活的每一個角落。居民在家庭里使用的電視、空調(diào)、冰箱洗衣機、電飯煲和照明用的電燈等家用電器設備正常工作時都離不開電。

隨著社會的發(fā)展和家庭經(jīng)濟條件的改善，家庭中大功率用電設備越來越多，加上人們的節(jié)電意識淡薄，很多電能都得不到充分的利用。當人們在不斷消耗電力能源并享受生活的同時，電能浪費與環(huán)境污染的問題變得越來越突出。在我們這樣一個以火力發(fā)電為主的國家，如果電能的需求大幅增加，必然造成環(huán)境污染的加劇。如何節(jié)約用電顯得尤為重要，這要求我們在用電系統(tǒng)中充分采用智能用電技術，做到智能節(jié)電，使單位用電發(fā)揮最大效益。

1 智能電網(wǎng)技術

智能電網(wǎng)技術是采用數(shù)字化信息網(wǎng)絡將電能開發(fā)、轉換、輸電、配電與供電等環(huán)節(jié)串在一起，實現(xiàn)高效、環(huán)保、節(jié)能、可靠和穩(wěn)定的現(xiàn)代化電網(wǎng)建設技術，它主要包括發(fā)電、輸電、變電、配電及用電等環(huán)節(jié)。如智能變電站技術、智能饋線自動化技術、智能配電終端、智能調(diào)度技術和智能用電技術等。

智能用電技術是智能電網(wǎng)技術的重要組成部分，是最能體現(xiàn)智能電網(wǎng)電能、業(yè)務和信息雙向互動的環(huán)節(jié)，也是電網(wǎng)實現(xiàn)營銷現(xiàn)代化的基礎。國外許多供電部門都將智能用電技術擺在了非常重要的地位。用電系統(tǒng)的智能化已經(jīng)成為我國電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，它將譜寫電網(wǎng)建設的新篇章，具有重要的現(xiàn)實意義。

（1）具有強大的資源優(yōu)化配置的功能。智能電網(wǎng)可以實現(xiàn)水電、煤電、核電與大規(guī)模可再生能源的跨區(qū)域、遠距離、大容量、低損耗、高效率輸送，提升電能在區(qū)域間交換的能力。如形成強交、強直的特高壓輸電網(wǎng)絡。

（2）具有更高的安全穩(wěn)定性。電網(wǎng)各級防線之間緊密協(xié)調(diào)，可以大幅提升電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性和供電系統(tǒng)的可靠性，能有效應對突發(fā)性事件，減少停電損失。

（3）能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的高度智能化。智能調(diào)度技術能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)智能的在線分析、預警和決策，以及對各種電氣設備的調(diào)控、交直流混合電網(wǎng)的精益化控制等功能。

（4）能夠?qū)﹄娋W(wǎng)實現(xiàn)信息化管理和電能的高效利用。通過智能電網(wǎng)調(diào)度和需求管理技術，實現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)的信息化管理、生產(chǎn)運行維護和調(diào)度等功能，可以全面實現(xiàn)電網(wǎng)管理的信息化，并提高電網(wǎng)資產(chǎn)的利用率。

（5）可促進清潔能源的發(fā)展。智能電網(wǎng)技術還可以對風電等清潔能源的發(fā)電機組進行功率預測、動態(tài)建模、有功無功控制和快速調(diào)節(jié)。大幅提高了電力企業(yè)對清潔能源進行并網(wǎng)運行的控制能力，為更加經(jīng)濟、高效、可靠的利用清潔能源提供了保障。

2 智能用電信息管理系統(tǒng)

智能用電信息管理系統(tǒng)是能夠采集、處理、分析和存儲電能的計量值，并能與其它系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)信息交換的計算機管理系統(tǒng)。通常包括智能用電管理主站系統(tǒng)與子站系統(tǒng)，兩者之間能夠進行數(shù)據(jù)的傳遞和交換。

2.1 智能用電管理主站系統(tǒng)

智能用電管理主站系統(tǒng)通常置于區(qū)級電力公司的調(diào)度中心，負責對某個片區(qū)的用電量信息進行管理。它收集、存儲并智能分析來自用戶的實時用電信息，為智能電網(wǎng)營銷系統(tǒng)的實施提供技術保障，在一定程度上可實現(xiàn)電網(wǎng)負荷的預測與平峰填谷的調(diào)節(jié)。

2.2 智能用電管理子站系統(tǒng)

智能用電管理子站系統(tǒng)通常置于小區(qū)或者轄區(qū)所屬的變電所，負責對轄區(qū)內(nèi)的用電量信息進行管理。它監(jiān)視轄區(qū)的實時用電信息，完成轄區(qū)內(nèi)的收費、設備維護、用戶需求的響應或用戶的投訴等日常業(yè)務。

電網(wǎng)公司通過智能用電信息管理系統(tǒng)，可以有效的進行負荷預測，并在一定程度上實施平峰填谷的調(diào)節(jié)。將構建的用電設備模型和歷史數(shù)據(jù)與實時用電數(shù)據(jù)進行對比分析，可提高線路故障定位與預警的能力，提高了供電的效率與質(zhì)量，有效的降低了供電成本。

3 智能用電終端與智能電器

用戶與電網(wǎng)之間通過智能用電終端進行信息的交互。如隨時查看分類的用電設備以及它們的用電量，利用遠程控制技術對用電設備進行自動化調(diào)節(jié)和控制，可獲取自己所需要的由電網(wǎng)推薦給用戶的最佳用電方案等。

3.1 智能用電終端

智能用電終端是室內(nèi)用電設備的集中管理器。它通過無線網(wǎng)絡對家里的智能用電設備進行監(jiān)控，不僅能滿足用戶在線監(jiān)控和任務設定的功能，還可以根據(jù)用戶的需求對來自電網(wǎng)的信息進行綜合分析與判斷，完成對用電設備的綜合管理。

智能電器能夠與智能用電終端之間通過無線傳輸方式進行數(shù)據(jù)交換，提供具體的用電量信息，并執(zhí)行智能用電終端發(fā)出的指令，以控制和調(diào)整用電設備的運行。智能電器及插座技術能夠?qū)崿F(xiàn)服務、信息和資源的高度共享，為用戶提供更加安全、舒適、方便的智能化信息服務。

3.2 智能電器

隨著智能用電技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的家用電器正被智能電器逐步代替。智能電器技術集信息、控制、網(wǎng)絡和計算機技術為一體，能夠為用戶提供有效、便捷、舒適的家居生活，還能與智能用電終端之間進行信息交換，優(yōu)化了對家用電器的智能化管理。

智能家用電器不僅能夠接受電力企業(yè)和智能用電終端發(fā)來的信息，還能對電器設備的用電量信息進行分析和實時顯示。通過與電力企業(yè)之間的數(shù)據(jù)交換，能達到智能化用電管理的目的。因此，智能電器技術既可以使家電設備高度的信息化，又具有高效節(jié)能的作用。

3.3 智能插座

家用電器設備的待機能耗是一個容易被忽視的問題。根據(jù)有關部門調(diào)查顯示，我國城市每個家庭的平均待機能耗約為15～30W，浪費極大。智能插座技術的出現(xiàn)，可以對家庭用電實現(xiàn)智能化控制，適應智能電網(wǎng)技術的需求，更好的建設資源節(jié)約型社會。

與普通插座相比，智能插座集信息、通信、網(wǎng)絡和電子技術于一體。通常由電源、監(jiān)測與控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)與顯示系統(tǒng)五部分組成。它可以監(jiān)測和顯示電源的電壓、電流、頻率及工作環(huán)境的溫度，能與普通的工作狀態(tài)進行切換，能自動實現(xiàn)功率的分配與負載準入、過流或過壓保護，并能實現(xiàn)家庭信息的采集與監(jiān)控。

采用智能插座技術后，可以利用無線電遙控方式來設定不同的家庭情景模式。例如，自動調(diào)節(jié)室內(nèi)燈光亮暗、電視機能夠自動打開或關閉等。家中所有電器設備的電源開關都能夠得到智能化控制。

4 結束語

隨著居民生活水平的提高和條件的改善，智能用電系統(tǒng)的使用范圍越來越廣泛。智能用電系統(tǒng)促進了電力資源的合理分配，可以緩解資源短缺和環(huán)境污染等問題，對我國可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保事業(yè)具有重要意義。

參考文獻

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作者簡介：李哲熙（1991-），男，湖南郴州人，主要研究方向為電氣工程及其自動化。