用戶側智能配電與智能用電係統的應用及未來

hth下载地址 陳聰

摘要：隨著科技的發展，電力係統正逐步向智能化、數字化、互聯網化邁進。智能配電與(yu) 智能用電是電力產(chan) 業(ye) 發展的重要方向，將為(wei) 傳(chuan) 統電力係統帶來革命性的變革。本文將對智能配電和智能用電的概念、特點、關(guan) 鍵技術及應用進行詳細介紹。

一、智能配電概述

1.1概念：智能配電是在現有配電係統的基礎上，通過引入的信息通信技術（ICT）、物聯網技術和大數據技術，實現配電係統的實時監控、優(you) 化控製和自動運行，從(cong) 而提高配電係統的運行效率、安全性和可靠性。

1.2特點：智能配電具有以下特點：（1）自動化程度高；（2）係統安全性強；（3）係統可靠性高；（4）數據傳(chuan) 輸及處理能力強；（5）支持分布式能源接入。

1.3關(guan) 鍵技術：智能配電的關(guan) 鍵技術包括：（1）的信息通信技術；（2）物聯網技術；（3）大數據技術；（4）分布式控製係統技術；（5）智能電網技術。

二、智能用電概述

2.1概念：智能用電是指在用戶側(ce) 通過智能終端、自動化係統等設備實現用電信息的實時監測、分析和調度，提高用電效率、節能減排，從(cong) 而實現經濟、環保和可持續發展的目標。

2.2特點：智能用電具有以下特點：（1）實時監測和調度；（2）用電效率高；（3）節能減排；（4）用戶參與(yu) 度高；（5）支持新能源消納和儲(chu) 能技術。

2.3關(guan) 鍵技術：智能用電的關(guan) 鍵技術包括：（1）智能終端技術；（2）自動化係統技術；（3）能源管理係統技術；（4）需求響應技術；（5）電力電子技術。

三、智能配電與(yu) 智能用電的應用

3.1電力市場：智能配電與(yu) 智能用電技術的應用有助於(yu) 形成新型電力市場，實現電力市場的公平競爭(zheng) ，提高電力市場的運行效率。

3.2可再生能源接入：通過智能配電與(yu) 智能用電技術，可再生能源（如太陽能、風能等）可以接入電網，提高電力係統的清潔能源比例，降低對環境的影響。

3.3微電網與(yu) 分布式能源：智能配電與(yu) 智能用電技術為(wei) 微電網和分布式能源的發展提供了技術支持，可以提高其接入和運行效率，促進能源的局部消納，降低能源傳(chuan) 輸損失。

3.4需求側(ce) 管理：通過智能用電技術，用戶可以實現用電需求的實時監控和調度，優(you) 化用電結構，降低用電成本，提高用電效率。

3.5智能家居與(yu) 建築：智能用電技術在智能家居與(yu) 建築領域的應用，可以實現對家庭和建築物的用電設備的遠程控製、定時控製、智能調度等功能，提高生活品質和節能減排。

3.6電動汽車充電基礎設施：智能配電與(yu) 智能用電技術在電動汽車充電基礎設施建設中發揮重要作用，可以實現充電樁的智能調度、優(you) 化充電策略，提高充電效率，減少電網負荷。

1 智能配電與(yu) 智能用電的意義(yi)

電網的發、輸、配電智能化程度比較高，國網和南網每年在自動化、信息化領域百億(yi) 級別的投資，大幅度提升了電網智能化水平。相對來說，用戶側(ce) 的配電和用電智能化水平就比較低了。傳(chuan) 統電網用戶側(ce) 隻是電力的消耗者，智能化程度對電網影響不大，但是隨著雙碳政策的落實和新能源的高速發展，新型電力係統中新能源發電的占比越來越大，用戶側(ce) 不光是消耗能源，越來越多的用戶也參與(yu) 新能源發電，用戶側(ce) 和電網的互動越來越頻繁和深入。新能源是不穩定的能源，用戶側(ce) 需要配置儲(chu) 能或者配合電網需求響應來促進新能源的消納，保障電網安全穩定運行。這種情況下用戶側(ce) 的智能配電和智能用電建設就顯得尤為(wei) 重要，這也將是新型電力係統發展的重要方向。

AcrelEMS企業(ye) 微電網能效管理平台實現用戶側(ce) 智能配電和智能用電管理，結合物聯網、大數據技術，可實現企業(ye) 微電網中低壓電力監控、能耗統計、電能質量分析及治理、照明控製、主要負荷監控、充電樁運營管理、光伏發電監控、儲(chu) 能管理等功能，提高企業(ye) 配電和用電智能化，滿足企業(ye) 用電可靠、安全、節約、有序用電要求。

圖1 AcrelEMS企業(ye) 微電網能效管理平台網絡結構

2 智能配電應用

AcrelEMS企業(ye) 微電網能效管理平台通過配置微機保護裝置、智能儀(yi) 表、電能質量監測和治理裝置、儲(chu) 能係統等，實現用戶側(ce) 配電係統的實時監控、優(you) 化控製和自動運行，從(cong) 而提高配電係統的運行效率、安全性和可靠性。

2.1 電力監控

對企業(ye) 高低壓變配電係統的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無功補償(chang) 櫃及電纜等配電相關(guan) 設備的電氣參數、運行狀態、接點溫度進行實時監測和控製，監測企業(ye) 微電網主要回路的電能質量並進行治理，對故障及時處理並發出告警信息，提高企業(ye) 供電可靠性。

圖2 電力監控功能

2.2光伏發電監控

監測企業(ye) 分布式光伏電站運行情況，包括逆變器運行數據、光伏發電效率分析、發電量及收益統計以及光伏發電功率控製。

圖3 光伏發電監控

2.3儲(chu) 能管理

監測儲(chu) 能係統（EMS）、電池管理係統(BMS)和儲(chu) 能變流器(PCS)運行模式、控製策略，監測電池電流、溫度、SOC/SOH，檢測係統絕緣狀況，並根據企業(ye) 峰穀特點和電價(jia) 波動以及上級平台指令設置儲(chu) 能係統的充放電策略，控製儲(chu) 能係統充放電，實現削峰填穀，降低企業(ye) 用電成本。  

圖4 儲(chu) 能係統監控

2.4電能質量監測和治理

在新型的電力係統中由於(yu) 整流、變頻、開關(guan) 電源等設備大量使用，會(hui) 產(chan) 生大量的諧波，諧波汙染嚴(yan) 重可能導致電容器無法正常工作、電纜異常發熱、損壞電子設備。通過配置電能質量監測裝置和電能質量治理裝置可以有效濾除配電係統中的諧波，改善電能質量，提高功率因數，保障配電係統安全運行。

圖5 電能質量監測和治理

2.5智能配電設備選型

要實現配電係統的智能化管理，除了係統外還需要各種監測和控製設備，具體(ti) 包括高低壓配電綜合保護和監測產(chan) 品、電能質量在線監測裝置、電能質量治理、交直流智能儀(yi) 表、測溫裝置等等，見表1。

表1 企業(ye) 智能配電部分硬件設備

3 智能用電應用

AcrelEMS企業(ye) 微電網能效管理平台統計企業(ye) 的能耗數據，幫助企業(ye) 製定節能降耗計劃，並通過平台執行優(you) 化控製來降低企業(ye) 碳排放，包括照明控製、空調控製、電機保護控製、充電樁運營管理、需求響應等等，讓企業(ye) 有序、智慧用電。

3.1 能耗分析

采集企業(ye) 電、水、燃氣等能源消耗，進行分類分項能耗統計，計算單位麵積或單位產(chan) 品的能耗數據以及趨勢，對標主要用能設備能效進行能效診斷，計算企業(ye) 碳排放，為(wei) 企業(ye) 製定碳達峰、碳中和路線提供數據支持。

圖6 能耗分析功能

3.2 照明控製

智能照明控製功能可以根據企業(ye) 情況實現定時控製、光照感應控製、場景控製、調光控製等，並結合紅外傳(chuan) 感器、超聲波傳(chuan) 感器，實現人來燈亮、人走燈滅，並可以根據係統的控製策略實現集中控製，為(wei) 企業(ye) 節約照明用電。

圖7 照明控製功能

3.3 充電樁運營管理 

監測企業(ye) 充電樁的運行狀態，提供充電樁收費管理和狀態監測功能，並根據企業(ye) 負荷率變化調節充電樁功率，使企業(ye) 微電網安全平穩運行。

圖8 充電樁管理

3.4 需求管理

根據企業(ye) 負荷波動數據，再結合上級平台的調度指令，決(jue) 定以何種方式參與(yu) 電網需求響應，平台可通過給儲(chu) 能係統下發控製策略，調整充發電時間。平台在需求響應時間段調整可控負荷功率，停止給可中斷負荷供電，並且可以根據企業(ye) 可控負荷數據製定需求響應控製策略，實現一鍵響應。

圖9 AcrelEMS企業(ye) 微電網能效管理平台需求響應示意圖

3.5  智能用電設備選型

hth下载地址智能用電設備包括各類智能電表、物聯網電表、照明控製傳(chuan) 感器、新能源充電樁、電氣消防類解決(jue) 方案等，可以為(wei) 企業(ye) 智能用電提供一站式服務能力，設備選型見表2。

 表2 企業(ye) 智能用電部分硬件設備

4 結束語

智能配電與(yu) 智能用電是電力產(chan) 業(ye) 發展的重要方向，其核心在於(yu) 通過的信息通信技術、物聯網技術和大數據技術，實現企業(ye) 供配電係統的實時監控、優(you) 化控製和自動運行。智能配電與(yu) 智能用電的發展將帶來電力市場、可再生能源接入、微電網與(yu) 分布式能源、需求側(ce) 管理、智能家居與(yu) 建築以及電動汽車充電基礎設施等方麵的變革，為(wei) 電力產(chan) 業(ye) 的可持續發展提供強有力的支持。在未來，智能配電與(yu) 智能用電將成為(wei) 電力係統的重要組成部分，促進電力產(chan) 業(ye) 邁向新的發展階段。