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【智能电表】基于实时电价的智能用电系统

(国网内蒙古东部电力有限公司开鲁县供电分公司  内蒙古通辽市  028400)
        摘要:本文主要分析了实时电价条件下智能用电系统的构成部分,以期能够建设出全面满足用户需求的智能用电系统,促进我国电力行业的发展。
        关键词:实时电价;智能用电系统
        一、我国电价政策分析
        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,科学制定峰谷电价目时段划分策略,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。
        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。
        3.1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。


        3.2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。
        3.3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。
        3.4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。
        3.5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。
        3.6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

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