智能電網(wǎng)是當前國際國內(nèi)新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)發(fā)展熱點。國家電網(wǎng)公司正在建設(shè)全國統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)，其基本特征是電力系統(tǒng)的運營實現(xiàn)信息化、自動化、互動化和市場化，真正實現(xiàn)電能的高效利用。

根據(jù)智能電網(wǎng)研究框架體系，智能電網(wǎng)建設(shè)主要抓住發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六個環(huán)節(jié)。“配用電”環(huán)節(jié)即為電網(wǎng)的用戶端，按用戶屬性來分主要有三類：建筑樓宇，如賓館、商場、體育館、學(xué)校、寫字樓、政府機關(guān)等；工礦企業(yè)，如冶金、造紙、輕紡、機械、電子、煤礦等；基礎(chǔ)設(shè)施，如機場、港口、鐵路、公路、水利等。用戶端消耗著整個電網(wǎng)80%的電能，抓電網(wǎng)用戶端智能化建設(shè)，對用戶可靠、安全、節(jié)約用電有十分重要意義。用戶端環(huán)節(jié)建設(shè)內(nèi)容主要為：構(gòu)建智能用電服務(wù)體系；全面推廣應(yīng)用智能電表、智能用電管理終端等智能設(shè)備；實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向互動，提升用戶服務(wù)質(zhì)量；建設(shè)智能用電小區(qū)和電動汽車充電站。用戶端急需解決的研究內(nèi)容主要包括：先進的表計，智能樓宇、智能電器、增值服務(wù)、客戶用電系統(tǒng)、需求側(cè)管理等課題。

用戶端能源管理系統(tǒng)功能

1、主控制系統(tǒng)功能

主控制系統(tǒng)作為專家決策系統(tǒng)，是一個SCADA軟件，將各個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入，并根據(jù)各種不同的情況決定各個子系統(tǒng)的控制。

2、配電監(jiān)控子系統(tǒng)功能

它由多種獨立的功能模塊組成，包括保護設(shè)備定值在線管理、事件報警管理、錄波數(shù)據(jù)管理等。

配電監(jiān)控子系統(tǒng)采集和處理的基本數(shù)據(jù)：模擬量(遙測)包括功率、電流、電壓、變壓器溫度、系統(tǒng)頻率等。數(shù)字量(遙信)包括開關(guān)位置信號、事故信號、微機保護信號、以及設(shè)備工作狀態(tài)等。

3、智能表計子系統(tǒng)功能

智能表計子系統(tǒng)能夠海量數(shù)據(jù)的采集、交換、通信、存儲與共享；企業(yè)用能實時監(jiān)控、分析和報表系統(tǒng)，故障報警和快速定位；用戶端電網(wǎng)諧波檢測和分析；能耗監(jiān)測、分析、評估，能耗分項計算以及碳排放計算；根據(jù)電力公司的需量限制對實際用電負荷進行預(yù)警和控制。通過智能表計實現(xiàn)智能電網(wǎng)中“雙向”互功功能，智能儀表通過網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備實時通訊，提供用戶的能源需求數(shù)據(jù)給智能電網(wǎng)，同時將智能電網(wǎng)的不同時間段的電能信息傳遞給用戶端，讓用戶直接選擇電能消費。

4、設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)功能

設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)既是一個設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)，又是一個可以自成體系、記錄各種能量變化并可實現(xiàn)互動控制的高級用戶能源管理系統(tǒng)。管理中心通過網(wǎng)絡(luò)連接多個分中心，每個分中心管理連接當?shù)氐倪@部分設(shè)備，通過能源管理控制器、電表、智能開關(guān)、繼電保護裝置和各種智能控制器實時采集主要耗能、儲能或生產(chǎn)能源設(shè)備的信息，對數(shù)據(jù)進行加工處理，根據(jù)能源控制中心下達給分中心的要求，調(diào)節(jié)每個設(shè)備的運行狀態(tài)，能源的消費和生產(chǎn)。

5、智能家居子系統(tǒng)功能

智能家居是目前智能電網(wǎng)比較關(guān)注的領(lǐng)域之一。智能電表與智能家居有機結(jié)合才能更科學(xué)合理地控制家居內(nèi)的家電設(shè)備，實現(xiàn)需求響應(yīng)、削峰填谷、節(jié)能減排功能。

6、儲能設(shè)備、分布式能源設(shè)備、汽車充電設(shè)備監(jiān)控技術(shù)

分別研究低壓側(cè)(380V/220V)儲能設(shè)備、分布式能源設(shè)備和汽車充電設(shè)備在上位機系統(tǒng)中的表現(xiàn)形式和管理方法。

關(guān)鍵技術(shù)

1)配電系統(tǒng)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)：以變電站為基本單元，收錄電網(wǎng)重要信息，只有少量信息向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，網(wǎng)絡(luò)效率高；IP地址管理，各部分設(shè)備可以實現(xiàn)區(qū)域管理；底層的設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中具有獨立的通信功能，上位監(jiān)控PC可以直接遠程讀取底層設(shè)備信息以及事件數(shù)據(jù)、錄波數(shù)據(jù)等，可遠程讀取和修改其整定參數(shù)等；上位監(jiān)控PC可以遠程配置網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點，增加或減少設(shè)備節(jié)點。

2)電表雙向?qū)崟r電價計費技術(shù)：包括有功電能和無功電能計量；分時計量、最大需量測量；實時監(jiān)測電網(wǎng)運行狀態(tài)、電能質(zhì)量和環(huán)境參量等；信息與數(shù)據(jù)的存貯、調(diào)用、輸出和顯示，電價方案顯示；雙向通信，可實現(xiàn)遠程管理，能提供互動性服務(wù)，可對戶內(nèi)主要電器進行用電信息采集與控制；對電能雙向計費。

3)網(wǎng)絡(luò)化可編程控制技術(shù)：包括系統(tǒng)的現(xiàn)場總線及工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議規(guī)范研究與實現(xiàn)；指令編譯器、程序解釋運行器、高速總線技術(shù)；控制與通信集成技術(shù)。

4)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸通信技術(shù)：研究智能電器和智能電表的通信技術(shù)，不同通信協(xié)議之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、以及有線網(wǎng)與無線網(wǎng)交叉融合技術(shù)；

5)用戶端海量數(shù)據(jù)融合及并行計算處理技術(shù)：研究海量數(shù)據(jù)的采集、交換、通信、存儲與共享機制；

6)商用樓宇和工礦企業(yè)節(jié)電運營技術(shù)：研究能耗監(jiān)測和分析、評估方法、碳排放參數(shù)計算；

管理和控制的一體化技術(shù)：研究企業(yè)用能實時監(jiān)控、分析和報表系統(tǒng)，具有故障報警和快速定位功能；

8)電能質(zhì)量測控技術(shù)：研究用戶端電網(wǎng)諧波檢測和分析方法，實現(xiàn)電能質(zhì)量檢測；

9)電網(wǎng)側(cè)與用戶端之間的互動技術(shù)：研究進戶電表與用戶能源管理系統(tǒng)的互動、主系統(tǒng)與子系統(tǒng)的信息互動技術(shù)。

案例應(yīng)用

1、上海世博村項目A地塊VIP生活樓EMS

世博村A地塊VIP生活樓是2010年上海世博會配套的唯一一家超五星級酒店。該酒店落成后將成為整個世博會的至高點，達108米，同時也是整個世博工程中最早開工，最早竣工、投入使用的項目。系統(tǒng)采用Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)，完成了生活樓變電所、柴油發(fā)電機房、冷凍機房、生活泵消防泵房及樓層動力箱、電源雙切供電系統(tǒng)所有電氣設(shè)備遠程監(jiān)測。

整個系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)分布式結(jié)構(gòu)，監(jiān)控主機位于地下一層變電所值班室內(nèi)，各變電所配電柜內(nèi)安裝有ACR230ELH、ACR220EFLK儀表共計200臺。系統(tǒng)采用開放的通訊協(xié)議，通過現(xiàn)場總線與高低壓配電系統(tǒng)、變壓器溫控裝置、發(fā)電機的智能接口、ATSE及EPS等相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊功能。同時監(jiān)視系統(tǒng)提供標準的RS485接口向上連接到BMS系統(tǒng)。

2、廣州亞運會開/閉幕式臨時配電中心

2010年第16屆廣州亞運會開/閉幕式在海心沙島隆重舉行，當晚整個島內(nèi)的供電由現(xiàn)場發(fā)電以及廣州市供電局供電兩部分組成，整個配電設(shè)施全部位于舞臺下方的地下空間，包括四個配電區(qū)域，所有涉及表演、噴泉、音響等重要回路全部由現(xiàn)場發(fā)電機供電，其余看臺、照明等由廣州市供電局供電。系統(tǒng)采用Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)，完成了四個配電區(qū)域所有配電房內(nèi)包括10kV高壓配電柜、直流屏、0.4kV低壓配電柜、發(fā)電機、變壓器等所有電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。

3、某工廠屋頂光伏電站電力監(jiān)控系統(tǒng)

2010年承接的上海某公司屋頂太陽能發(fā)電系統(tǒng)，可對太陽能光伏電站里的電池陣列、匯流箱、逆變器、交直流配電柜、太陽跟蹤控制系統(tǒng)等設(shè)備進行實時監(jiān)測和控制，通過各種樣式的圖表及數(shù)據(jù)快速掌握電站的運行情況，其友好的用戶界面、強大的分析功能、完善的故障報警確保了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的完全可靠和穩(wěn)定運行。

系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能有：實時監(jiān)測太陽能電池板的電壓、電流及其運行狀況；防雷器狀態(tài)、斷路器狀態(tài)采集與顯示；實時監(jiān)控逆變器工作狀態(tài)，監(jiān)測其故障信息；系統(tǒng)詳細運行參數(shù)顯示；故障記錄及報警；具有電量累計、系統(tǒng)分析、歷史記錄功能；簡單易用的參數(shù)設(shè)置功能；系統(tǒng)輸出電流、電壓，瞬時發(fā)電功率、累計發(fā)電量，CO2、SO2減排量。