智能用电关键技术的新挑战

利用现代通信技术、信息技术、营销技术，建设智能用电服务体系是智能电网的重要内容之一。智能用电或称智能用电服务，是依托智能电网和现代管理理念，利用高级计量、高效控制、高速通信、快速储能等技术，实现市场响应迅速、计量公正准确、数据实时采集、收费方式多样、服务高效便捷，构建智能电网与电力用户电力流、信息流、业务流实时互动的新型供用电关系。智能用电服务体系将供电端到用户端的所有设备，通过传感器连接，形成紧密完整的用电网络，并对信息加以整合分析，实现电力资源的最佳配置，达到降低用户用电成本、提升供电可靠性、提高用电效率的目的，从而带动智能家居、智能交通、智能社区、智能城市的发展。

本章将主要介绍高级量测体系、用电信息采集、智能家居与智能小区/楼宇、电动汽车充放电、需求响应、双向互动服务门户等关键技术。

智能用电面临的新挑战

(一)用户侧分布式电源广泛应用

用户侧太阳能发电、风能发电、生物质发电等分布式电源具有数量多、范围广、容量小、随机性、间歇性等特点，其大规模应用将给用电服务带来很大影响。

(1)对电能质量、供电可靠性和电力安全的影响。分布式电源的间歇性和随机性会引起配电网电压波动和闪变，加大电压调整的难度，导致一些负荷节点的电压质量超标;分布式电源中不适当的逆变器控制策略会产生不平衡电压和谐波污染，对电气设备产生不良影响。分布式电源并网运行，会因安装地点、容量和接入方式不合理，与继电保护配合不恰当等因素，导致供电可靠性降低。如果对分布式电源的管理和监控不到位，会给安全检修、用户用电安全等带来隐患。

(2)对计量和通信的影响。分布式电源的应用将改变传统用户侧电能计量的方式，需要增加具备直流计量、双向计量等功能的智能电能表，掌握更为全面和准确的电能信息，满足不同时段不同结算电价的计量计费新要求。双向计量和信息采集、监控要求的提高，需要通信信道提供更高的带宽和更快的响应时间，鉴于此，现行通信信道的建设水平有待进一步提高。

(3)对微电网发展的影响。随着分布式电源的增多，用户侧小型分布式电源构成微电网，在维持自身运行的同时实现与配电网的互联，这种微电网的控制、保护、能量管理和能量储存等技术与常规技术相比有较大不同，微电网形成后将引起用户侧网络结构的改变，从而会引起传统用电服务模式的改变。

(4)对电力交易的影响。分布式电源的大规模应用将对电力交易格局产生深远的影响，将促使电网企业和用户之间形成新型的供用电关系，即用户可以从电网企业购电，也可以用自己拥有的分布式电源向电网企业有偿提供削峰、紧急功率支持等服务。

(二)电动汽车及储能装置迅猛发展

电动汽车及储能装置将迅猛发展，数量众多的电动汽车及储能装置的充电应用将对配电网设备容量配置、电网负荷产生较大影响。

(1)对配电设备的影响。电动汽车及储能装置的大范围使用，充放电的随机性将引起负荷的瞬变，给配电线路、保护装置、配电变压器等设备的容量配置带来很大困难，直接影响配电设备使用的经济性、安全性和寿命。为满足充电高峰时集中短时充电功率的需求，需要提高配电设备的容量等级，而在充电需求低谷时，会因配电设备的利用率不高，造成资源浪费。如何合理设置充放电站点，对电动汽车及储能装置充电时间进行科学管理，采用合理有效的营销手段，协调电动汽车的有序充放电，是智能用电服务需要解决的新问题。

(2)对电网负荷的影响。电动汽车是一种耗能装置，同时也是一种储能装置，通过制定有效的充放电策略，合理安排时间，可起到削峰填谷及后备应急的作用。当电网处于用电低谷时，通过对大量的电动汽车及储能装置进行供电，可填补低谷;当电网电力供应紧张或发生供电故障时，通过储能装置向电网供电，可起到削峰及后备电源的作用，因而可作为对电网进行补充的良好手段。如何制定优化的电动汽车及储能装置充放电策略，发挥其平衡电网负荷的功效，是智能用电服务面临的挑战。

(三)终端能源综合利用效率亟待提高

目前，我国电力用户用电效率、发电和供电设备利用效率较低，同时用电峰谷差不断拉大，节能潜力很大。如何利用经济、技术等手段，落实需求侧管理相应策略，充分调动发电企业、电网企业、用户等各方积极性，优化用电方式，提高终端用电效率，提高发供电设备利用效率，改变仅仅依靠扩大电厂、电网建设满足用电增长的模式，是智能用电服务面临的新任务。

(四)用户对供电服务需求日趋多样

用户对电网企业的服务理念、服务方式、服务内容和服务质量不断提出新的更高要求，除成本更低、安全可靠等用电需求外，还希望享受更加个性化、多样化、便捷化、互动化的服务。电力用户通过有效手段实现与电网企业的互动，实时了解用电价格，参考电网企业提供的数据和用电策略，实现远程控制及动态自主调配用电设备，从而实现降低用电成本;通过多种灵活、方便、透明的途径和交互方式，详细了解自身的电力消费情况，从而方便进行服务选择、缴费结算、信息查询、故障报修、业扩报装、电动汽车充放电预约服务等。同时，随着分布式发电及储能技术的发展和成熟，电网购售关系和售电侧管理将发生变化。如何进一步丰富服务渠道，拓展服务内涵，改变服务模式，提升服务效率，是智能用电服务面临的新要求。