专栏名称: 微言创新
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助力智能电网,不得不认识智能用电

微言创新  · 公众号  ·  · 2019-08-22 20:00

正文

编者按

园区智能安全用电是实现智能电网最后一公里的重要一步,智能用电作为智能电网的重要组成部分,不仅实现了用户与电网之间的灵活互通,还为节能减排、新型清洁能源的使用提供了新的思路与方法。

智能用电作为智能电网建设的重要环节,直接面向电网与用户侧,通过可靠而灵活的电力网络、信息网络以及数据测量系统,实现了供电侧与用户侧双向的信息交互,从而更进一步实现了电力资源最佳配置。 随着智能用电创新及技术的不断发展,用户用电个性化、用电安全性、用电信息公开、用电安全隐患预警等供电服务需求的不断提升。
智能用电终端、通信网方式与信息交互和系统综合管理是智能用电系统三个不同层面。 智能用电终端 与个体用户紧密相连,主要通过对用户用电数据信息的获取和对电网终端用电设备的有效控制做出应对措施; 通信网络 作为数据传输的载体,通过对信息网络汇聚节点的数据进行监测分析,防止故障的发生; 系统综合管理 将通过对园区多源信息的集成融合,判断园区智能电网的运行状态,以园区电网的多级可调控实现对用电安全的控制。


01

智能用电终端

智能用电终端是分布式用电设备与配电网络实现能量流和信息流双重交互的媒介 。分布式用电设备如电视、空调、冰箱等,通过用电终端与园区配电网相连,用电终端起着信息交互的作用。通过无线网络,智能用电终端可以连接到本地用户终端和服务中心实现信息交互和采样分析,提高准确性。
例如,将插座作为传统电网中最普遍的配电网终端,嵌入现代先进测量、控制、通信技术,提供一种基于DSP数字信号处理技术和WiFi通信技术的智能安全用电方案,以此实现对用电设备的用电监测和远程用电控制。区域电网内所有的用电设备通过智能用电终端接入电网,便可构建出一个云平台,对所有的用电设备进行管理。并且可以通过云平台采取有效的优化算法和协调控制策略对用电性能进行优化,在不影响用户用电舒适度的情况下达到安全的目的。同时,用户也可以通过相关分析软件检测自身用电行为的安全性,并利用智能终端进行自动断电控制。
或将智能电表作为配电网的用电终端,运用Wi-Fi无线通信方式,将用电信息和状态传送到园区的智能节点。同时,建立智能电表与移动网络设备间的无线连接,在线监控用户用电设备的工作状态,更好地规避安全隐患。


02

通信方式与信息交互

通信网络建设是智能电网提高供电质量,满足安全用电需求的重要环节。 智能电网要求配用电通信解决大规模信息数据接入的问题 ,如用电信息自动全采集、设备实时监控、用电服务多样性等。因此,需要形成一套完备的多通信方式智能信息交互方案。
例如,针对传统用户建筑中由于电气排线接触不良、负荷过载等火灾高危问题,建立一种基于无线传感器网络的智能建筑电气安全监控系统,动态设置智能插座的功率阈值,一旦用户某一支路功率超过阈值,插座会自动断电,以避免影响其他线路上的其他设备。其总体设计分为智能节点、汇聚节点、楼宇监控中心三个部分。智能节点与汇聚节点之间采用轮询的方式获取电气参数值。智能节点通过测量电流和电压,实时监测用电信息,用电数据经ZigBee网络传送到汇聚节点,汇聚节点根据数据计算各分支电路电流,与额定电流对比后得出剩余安全电流值,以此作为智能节点的过载保护阈值。ZigBee网络,具有近距离、低复杂度、低功耗和安全性较高、支持多网络节点操作等特点。
多通信方式的信息交互向上可与用电信息采集系统、分布式能源管理系统等电力管理接口相连,向下与用户侧设备 相接 ,如智能电表、分布式电源、智能家电、智能插座等。信息流的过程可分为物理连接层、通信网络层、逻辑处理层和业务应用层的交互构架。


03

系统综合管理

建立智能用电综合管理系统对于电力用户实现用户能源管理、远程控制家用电器,提高用电安全智能化水平意义深远。 综合管理系统主要分为能源管理系统、用电信息采集管理系统、智能安全用电控制管理系统等三大内容。
能源管理系统 主要通过综合运用现代信息、通信、高级测量等技术,满足分布式电源、分布式储能装置、电动汽车等新能源的接入,旨在确保园区配电网运行安全的前提下实现多元资源的高效利用,达到用电经济效益最大化。
用电信息采集系统 通过采集用户的用电信息,进行整理综合,最终实现对这些信息的监控以及对用户用电行为预测,在满足需求响应的前提下进行电量预测,达到节约成本、优化管理、提高用电可靠性的目的。
智能用电管理系统 既包含对用电设备数据的采集,也包含对用电设备的远程监控、故障检测等,二者相辅相成,在对用电数据采集和分析的基础上,检测用电设备的运行状态并进行故障检测。


(责任编辑:雷蓉)


作者简介

刘海东,上海电力大学硕士,主要研究方向为智能安全用电、用户侧非侵入式用电监测。

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