安科瑞 繆凱倫

摘要：隨著科技的發(fā)展,，電力系統(tǒng)正逐步向智能化,、數(shù)字化,、互聯(lián)網(wǎng)化邁進(jìn),。智能配電與智能用電是電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向，將為傳統(tǒng)電力系統(tǒng)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(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)介紹,。

一,、智能配電概述

1.1概念：智能配電是在現(xiàn)有配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過引入*信息通信技術(shù)（ICT）,、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù),，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、優(yōu)化控制和自動(dòng)運(yùn)行,，從而提高配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率,、安全性和可靠性。

1.2特點(diǎn)：智能配電具有以下特點(diǎn)：（1）自動(dòng)化程度高,；（2）系統(tǒng)安全性強(qiáng),；（3）系統(tǒng)可靠性高；（4）數(shù)據(jù)傳輸及處理能力強(qiáng),；（5）支持分布式能源接入,。

1.3關(guān)鍵技術(shù)：智能配電的關(guān)鍵技術(shù)包括：（1）*信息通信技術(shù),；（2）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；（3）大數(shù)據(jù)技術(shù),；（4）分布式控制系統(tǒng)技術(shù),；（5）智能電網(wǎng)技術(shù)。

二,、智能用電概述

2.1概念：智能用電是指在用戶側(cè)通過智能終端,、自動(dòng)化系統(tǒng)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)用電信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測、分析和調(diào)度,，提高用電效率,、節(jié)能減排，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì),、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo),。

2.2特點(diǎn)：智能用電具有以下特點(diǎn)：（1）實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)度；（2）用電效率高,；（3）節(jié)能減排,；（4）用戶參與度高；（5）支持新能源消納和儲能技術(shù),。

2.3關(guān)鍵技術(shù)：智能用電的關(guān)鍵技術(shù)包括：（1）智能終端技術(shù),；（2）自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)；（3）能源管理系統(tǒng)技術(shù),；（4）需求響應(yīng)技術(shù),；（5）電力電子技術(shù)。

三,、智能配電與智能用電的應(yīng)用

3.1電力市場：智能配電與智能用電技術(shù)的應(yīng)用有助于形成新型電力市場，實(shí)現(xiàn)電力市場的公平競爭,，提高電力市場的運(yùn)行效率,。

3.2可再生能源接入：通過智能配電與智能用電技術(shù)，可再生能源（如太陽能,、風(fēng)能等）可以接入電網(wǎng),，提高電力系統(tǒng)的清潔能源比例，降低對環(huán)境的影響,。

3.3微電網(wǎng)與分布式能源：智能配電與智能用電技術(shù)為微電網(wǎng)和分布式能源的發(fā)展提供了技術(shù)支持,，可以提高其接入和運(yùn)行效率，促進(jìn)能源的局部消納,，降低能源傳輸損失,。

3.4需求側(cè)管理：通過智能用電技術(shù)，用戶可以實(shí)現(xiàn)用電需求的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度,，優(yōu)化用電結(jié)構(gòu),，降低用電成本,，提高用電效率。

3.5智能家居與建筑：智能用電技術(shù)在智能家居與建筑領(lǐng)域的應(yīng)用,，可以實(shí)現(xiàn)對家庭和建筑物的用電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制,、定時(shí)控制、智能調(diào)度等功能,，提高生活品質(zhì)和節(jié)能減排,。

3.6電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施：智能配電與智能用電技術(shù)在電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中發(fā)揮重要作用，可以實(shí)現(xiàn)充電樁的智能調(diào)度,、優(yōu)化充電策略,，提高充電效率，減少電網(wǎng)負(fù)荷,。

注：以上文章引自科技領(lǐng)域創(chuàng)作者：科普肖智慧 《電力系統(tǒng)的智能配電與智能用電：電力產(chǎn)業(yè)的未來》,。

1 智能配電與智能用電的意義

電網(wǎng)的發(fā)、輸,、配電智能化程度比較高,，國網(wǎng)和南網(wǎng)每年在自動(dòng)化、信息化領(lǐng)域百億級別的投資,，大幅度提升了電網(wǎng)智能化水平,。相對來說，用戶側(cè)的配電和用電智能化水平就比較低了,。傳統(tǒng)電網(wǎng)用戶側(cè)只是電力的消耗者,，智能化程度對電網(wǎng)影響不大，但是隨著雙碳政策的落實(shí)和新能源的高速發(fā)展,，新型電力系統(tǒng)中新能源發(fā)電的占比越來越大,，用戶側(cè)不光是消耗能源，越來越多的用戶也參與新能源發(fā)電,，用戶側(cè)和電網(wǎng)的互動(dòng)越來越頻繁和深入,。新能源是不穩(wěn)定的能源，用戶側(cè)需要配置儲能或者配合電網(wǎng)需求響應(yīng)來促進(jìn)新能源的消納,，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,。這種情況下用戶側(cè)的智能配電和智能用電建設(shè)就顯得尤為重要，這也將是新型電力系統(tǒng)發(fā)展的重要方向,。

AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)智能配電和智能用電管理,，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù),，可實(shí)現(xiàn)企業(yè)微電網(wǎng)中低壓電力監(jiān)控,、能耗統(tǒng)計(jì)、電能質(zhì)量分析及治理、照明控制,、主要負(fù)荷監(jiān)控,、充電樁運(yùn)營管理、光伏發(fā)電監(jiān)控,、儲能管理等功能,，提高企業(yè)配電和用電智能化，滿足企業(yè)用電可靠,、安全,、節(jié)約、有序用電要求,。

圖1 AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2 智能配電應(yīng)用

AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺通過配置微機(jī)保護(hù)裝置,、智能儀表、電能質(zhì)量監(jiān)測和治理裝置,、儲能系統(tǒng)等,，實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、優(yōu)化控制和自動(dòng)運(yùn)行,，從而提高配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率,、安全性和可靠性。

2.1 電力監(jiān)控

對企業(yè)高低壓變配電系統(tǒng)的變壓器,、斷路器,、直流屏、母排,、無功補(bǔ)償柜及電纜等配電相關(guān)設(shè)備的電氣參數(shù),、運(yùn)行狀態(tài)、接點(diǎn)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制,，監(jiān)測企業(yè)微電網(wǎng)主要回路的電能質(zhì)量并進(jìn)行治理,，對故障及時(shí)處理并發(fā)出告警信息，提高企業(yè)供電可靠性,。

圖2 電力監(jiān)控功能

2.2光伏發(fā)電監(jiān)控

監(jiān)測企業(yè)分布式光伏電站運(yùn)行情況,，包括逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電效率分析,、發(fā)電量及收益統(tǒng)計(jì)以及光伏發(fā)電功率控制,。

圖3 光伏發(fā)電監(jiān)控

2.3儲能管理

監(jiān)測儲能系統(tǒng)（EMS）,、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲能變流器(PCS)運(yùn)行模式,、控制策略，監(jiān)測電池電流,、溫度,、SOC/SOH，檢測系統(tǒng)絕緣狀況,，并根據(jù)企業(yè)峰谷特點(diǎn)和電價(jià)波動(dòng)以及上級平臺指令設(shè)置儲能系統(tǒng)的充放電策略,，控制儲能系統(tǒng)充放電,，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，降低企業(yè)用電成本,。  

圖4 儲能系統(tǒng)監(jiān)控

2.4電能質(zhì)量監(jiān)測和治理

在新型的電力系統(tǒng)中由于整流,、變頻、開關(guān)電源等設(shè)備大量使用,，會產(chǎn)生大量的諧波,，諧波污染嚴(yán)重可能導(dǎo)致電容器無法正常工作、電纜異常發(fā)熱,、損壞電子設(shè)備,。通過配置電能質(zhì)量監(jiān)測裝置和電能質(zhì)量治理裝置可以有效濾除配電系統(tǒng)中的諧波，改善電能質(zhì)量,，提高功率因數(shù),，保障配電系統(tǒng)安全運(yùn)行。

圖5 電能質(zhì)量監(jiān)測和治理

2.5智能配電設(shè)備選型

要實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的智能化管理,，除了系統(tǒng)外還需要各種監(jiān)測和控制設(shè)備,，具體包括高低壓配電綜合保護(hù)和監(jiān)測產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置,、電能質(zhì)量治理,、交直流智能儀表、測溫裝置等等,，見表1,。

表1 企業(yè)智能配電部分硬件設(shè)備

3 智能用電應(yīng)用

AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺統(tǒng)計(jì)企業(yè)的能耗數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)制定節(jié)能降耗計(jì)劃,，并通過平臺執(zhí)行優(yōu)化控制來降低企業(yè)碳排放,，包括照明控制、空調(diào)控制,、電機(jī)保護(hù)控制,、充電樁運(yùn)營管理、需求響應(yīng)等等,，讓企業(yè)有序,、智慧用電。

3.1 能耗分析

采集企業(yè)電,、水,、燃?xì)獾饶茉聪模M(jìn)行分類分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì),，計(jì)算單位面積或單位產(chǎn)品的能耗數(shù)據(jù)以及趨勢,，對標(biāo)主要用能設(shè)備能效進(jìn)行能效診斷，計(jì)算企業(yè)碳排放，為企業(yè)制定碳達(dá)峰,、碳中和路線提供數(shù)據(jù)支持,。

圖6 能耗分析功能

3.2 照明控制

智能照明控制功能可以根據(jù)企業(yè)情況實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制、光照感應(yīng)控制,、場景控制,、調(diào)光控制等，并結(jié)合紅外傳感器,、超聲波傳感器,，實(shí)現(xiàn)人來燈亮、人走燈滅,，并可以根據(jù)系統(tǒng)的控制策略實(shí)現(xiàn)集中控制,，為企業(yè)節(jié)約照明用電。

圖7 照明控制功能

3.3 充電樁運(yùn)營管理 

監(jiān)測企業(yè)充電樁的運(yùn)行狀態(tài),，提供充電樁收費(fèi)管理和狀態(tài)監(jiān)測功能,，并根據(jù)企業(yè)負(fù)荷率變化調(diào)節(jié)充電樁功率，使企業(yè)微電網(wǎng)安全平穩(wěn)運(yùn)行,。

圖8 充電樁管理

3.4 需求管理

根據(jù)企業(yè)負(fù)荷波動(dòng)數(shù)據(jù),，再結(jié)合上級平臺的調(diào)度指令，決定以何種方式參與電網(wǎng)需求響應(yīng),，平臺可通過給儲能系統(tǒng)下發(fā)控制策略,，調(diào)整充發(fā)電時(shí)間。平臺在需求響應(yīng)時(shí)間段調(diào)整可控負(fù)荷功率,，停止給可中斷負(fù)荷供電,，并且可以根據(jù)企業(yè)可控負(fù)荷數(shù)據(jù)制定需求響應(yīng)控制策略，實(shí)現(xiàn)一鍵響應(yīng),。

圖9 AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺需求響應(yīng)示意圖

3.5  智能用電設(shè)備選型

安科瑞智能用電設(shè)備包括各類智能電表,、物聯(lián)網(wǎng)電表、照明控制傳感器,、新能源充電樁,、電氣消防類解決方案等，可以為企業(yè)智能用電提供一站式服務(wù)能力,，設(shè)備選型見表2,。

表2 企業(yè)智能用電部分硬件設(shè)備

4 結(jié)束語

智能配電與智能用電是電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向，其核心在于通過*信息通信技術(shù),、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù),，實(shí)現(xiàn)企業(yè)供配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、優(yōu)化控制和自動(dòng)運(yùn)行,。智能配電與智能用電的發(fā)展將帶來電力市場,、可再生能源接入、微電網(wǎng)與分布式能源,、需求側(cè)管理,、智能家居與建筑以及電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施等方面的變革，為電力產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持,。在未來,，智能配電與智能用電將成為電力系統(tǒng)的重要組成部分，促進(jìn)電力產(chǎn)業(yè)邁向新的發(fā)展階段,。