論文關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)電力需求側(cè)管理智能電表能源安全協(xié)調(diào)發(fā)展

論文摘要：我國已經(jīng)計(jì)劃建設(shè)的智能電網(wǎng)給通信技術(shù)、節(jié)能技術(shù)和制造技術(shù)的發(fā)展以及相關(guān)技術(shù)的融合帶來了革命性的推動(dòng)力。智能電網(wǎng)對電力需求側(cè)管理提出了更高的目標(biāo)。結(jié)合當(dāng)前我國電力消費(fèi)現(xiàn)狀，分析了智能電網(wǎng)中智能電表如何適應(yīng)并促進(jìn)電力需求側(cè)管理工作。通過電力需求側(cè)管理技術(shù)的實(shí)施，進(jìn)一步降低高峰負(fù)荷增長，提高用電效率，最大限度節(jié)約資源，減少排放，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，保證國家能源安全，建設(shè)能源節(jié)約型社會(huì)，保證我國經(jīng)濟(jì)增長的持續(xù)性和高速性。

隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長，工業(yè)用電和居民生活用電都呈現(xiàn)快速增長趨勢，雖然國家投入巨資新建發(fā)電廠和改造電網(wǎng)，仍然不能滿足電力消費(fèi)需要，每年都季節(jié)性地出現(xiàn)大面積電荒現(xiàn)象，且有愈演愈烈之勢。其原因在于，經(jīng)濟(jì)繁榮帶動(dòng)用電負(fù)荷快速增長，用電峰谷差不斷增大，用電設(shè)備電能利用率較低；電價(jià)水平不合理，造成不合理用電；發(fā)電資源單一，發(fā)電量易受煤炭供需價(jià)格影響等。解決此問題，不能單純增加電源規(guī)模，必須解決發(fā)供用環(huán)節(jié)中的相關(guān)問題，特別是要搞好電力需求側(cè)管理工作，尤其是智能電表的推廣使用，從而協(xié)調(diào)開發(fā)和消耗、利用和損耗的關(guān)系，使發(fā)電、輸變電、供電和用電協(xié)調(diào)發(fā)展，才能根本解決電力供求矛盾。電力系統(tǒng)的智能化是一場革命，是解決當(dāng)前電力系統(tǒng)出現(xiàn)的嚴(yán)重供求矛盾，影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然選擇，同時(shí)也是國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展到一定程度下電力系統(tǒng)的必然歸宿，這給電力需求側(cè)管理創(chuàng)造了難得的跨越式發(fā)展機(jī)遇。

一、智能電網(wǎng)

1.智能電網(wǎng)的出現(xiàn)

人類自從進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)，就大量消耗著有限的自然資源。能源供應(yīng)已經(jīng)成為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，能源安全關(guān)系到國家利益。為了保持經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定、長期、快速發(fā)展，延長能源使用時(shí)間，既要積極探索減少能源消耗的方法，又要努力開發(fā)多種形式的新型能源并將之與傳統(tǒng)能源進(jìn)行整合，統(tǒng)一配置使用，摒棄高消耗低利用的能源使用模式，[1]保證國家能源安全，電力系統(tǒng)的智能化就成為必然的選擇。

2.智能電網(wǎng)的特點(diǎn)

智能電網(wǎng)是將當(dāng)前最先進(jìn)的電網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)結(jié)合，建立高度集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的、供用雙方互動(dòng)的、智能控制和決策支持的先進(jìn)電力系統(tǒng)。智能電網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、環(huán)境友好的目標(biāo)，它把各種不同發(fā)電資源進(jìn)行智能配置，電網(wǎng)根據(jù)負(fù)荷實(shí)時(shí)變化自動(dòng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度，協(xié)助用戶合理科學(xué)用電，最大限度平抑高峰負(fù)荷，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，極大地減少了發(fā)電資源的消耗。

二、智能電表的功能特點(diǎn)

智能電表是現(xiàn)代電子技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，采用大規(guī)模的集成電路來實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量及數(shù)據(jù)處理功能，[2]因其強(qiáng)大且具擴(kuò)展性，一表多能，迅速取代老一代電能計(jì)量產(chǎn)品，體現(xiàn)出了強(qiáng)大的生命力。

1.多級分時(shí)計(jì)量

雖然機(jī)械式電表也能實(shí)現(xiàn)分時(shí)計(jì)量，但受制于結(jié)構(gòu)，不能實(shí)現(xiàn)多級數(shù)的分時(shí)計(jì)量，無法體現(xiàn)電能在不同供需條件下所具有的價(jià)值，智能電表可以實(shí)現(xiàn)多級甚至數(shù)十級的分時(shí)計(jì)量，不僅如此，所設(shè)定的分時(shí)時(shí)段還可重新調(diào)整，高度智能化的智能電表通過與控制計(jì)算機(jī)相連接的通信網(wǎng)絡(luò)，甚至可以實(shí)現(xiàn)多表同步遠(yuǎn)方調(diào)整。這一特點(diǎn)為我國擴(kuò)大實(shí)施分時(shí)電價(jià)范圍提供了計(jì)量儀表保證。

2.保護(hù)功能

首先，智能電表的全電子式結(jié)構(gòu)和多級權(quán)限管理阻止了通過電表本身竊電，如篡改數(shù)據(jù)、改變結(jié)構(gòu)等，它自動(dòng)檢測并記錄電表以外發(fā)生的竊電事件，如單獨(dú)計(jì)量反向電量并顯示，且與正向電量疊加；結(jié)合功率因數(shù)對無功功率進(jìn)行正確計(jì)量；顯示電表接線的相量圖等等。智能電表大大提高了竊電的技術(shù)門檻，常見的竊電方式將不復(fù)存在。

其次，可以在用戶處實(shí)現(xiàn)簡易的繼電保護(hù)功能。如失壓報(bào)警、過載報(bào)警，漏電保護(hù)、短路保護(hù)和過載保護(hù)與智能電表集成，將簡化線路結(jié)構(gòu)，減少了安裝檢修的工作量，還能實(shí)現(xiàn)超功率自動(dòng)斷電的負(fù)荷控制功能，可設(shè)置功率限額，超過此限額電表將跳閘停電。

3.抄表簡單或免抄表

由于抄表工作量大，存在各種人為疏漏因素，采用智能電表將有效解決這個(gè)問題。如預(yù)付費(fèi)電表先購買電量再使用，預(yù)購電量用完電表將自動(dòng)斷電，很好地解決了欠繳電費(fèi)的問題，也將抄表這個(gè)程序完全免除掉，節(jié)約了大量的人力成本，避免了可能出現(xiàn)的抄表差錯(cuò)。如果智能電表具有數(shù)據(jù)交互功能，在遠(yuǎn)方即可進(jìn)行抄表，只要在控制計(jì)算機(jī)上預(yù)置抄表時(shí)間則到時(shí)就可自動(dòng)完成抄表任務(wù)，且多表可同時(shí)進(jìn)行，抄表花費(fèi)時(shí)間短、精度高。

4.繳費(fèi)方便

預(yù)付費(fèi)電表通過IC卡進(jìn)行電表電量數(shù)據(jù)以及預(yù)購電費(fèi)數(shù)據(jù)的傳輸，通過繼電器自動(dòng)實(shí)現(xiàn)欠費(fèi)跳閘，免除了抄表問題，繳費(fèi)轉(zhuǎn)變?yōu)橘徺I電費(fèi)卡。電費(fèi)卡可在專門網(wǎng)點(diǎn)銷售，也可在街頭小店買到，還可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上充值和繳費(fèi)，這就大大方便了人們繳納電費(fèi)。

5.數(shù)據(jù)采集和顯示

機(jī)械式電表只有記錄用電量的能力，智能電表大大擴(kuò)展了與用電相關(guān)的數(shù)據(jù)量。智能電表與機(jī)械式電表最大的區(qū)別在于具有存儲(chǔ)、處理、反饋大量用電信息（包括數(shù)據(jù)）的能力，對電力需求側(cè)管理來說這正是迫切需要的。通過這些信息，管理部門可以了解負(fù)荷變動(dòng)情況，了解不同負(fù)荷的用電結(jié)構(gòu)以及逐年變化趨勢，為電網(wǎng)調(diào)度和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了原始資料。

智能電表具有顯示屏，可以顯示大量信息，除基本的用電量外，可顯示諸如電壓、電流、功率因數(shù)、分時(shí)電價(jià)數(shù)據(jù)等等運(yùn)行參數(shù)，還可顯示電表本身相關(guān)數(shù)據(jù)，如硬件故障信息、時(shí)鐘、程序錯(cuò)誤等。

三、智能電表對電力需求側(cè)管理的促進(jìn)作用

傳統(tǒng)電力需求側(cè)管理通過采取各種激勵(lì)措施，直接或間接引導(dǎo)用戶改變用電方式和用電習(xí)慣，提高用電設(shè)備的使用效率。傳統(tǒng)電力需求側(cè)管理缺乏可控的硬件設(shè)施，對于用戶的節(jié)能意識主要進(jìn)行宣傳教育等虛幻手段，分時(shí)電價(jià)未全面實(shí)行，并不能真正達(dá)到用戶自覺節(jié)電的目的，智能電表的出現(xiàn)將革命性地改變這個(gè)現(xiàn)狀。

1.智能電表更新了需求側(cè)管理設(shè)備

我國現(xiàn)存的主要電能計(jì)量方式主要還是普通的感應(yīng)式電度表，受制于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，功能單一，基本上只能計(jì)量所用總電量，不能提供更多的用電信息，無法滿足目前不斷變化的計(jì)量需要，用戶對需求側(cè)管理被動(dòng)而盲目，無法體現(xiàn)電能使用者的自主作用。智能電表的普及是推進(jìn)需求側(cè)管理實(shí)施的重要手段，可以解決傳統(tǒng)需求側(cè)管理實(shí)施中存在的諸多問題。 智能電表配合智能電器和智能電氣設(shè)備則可以提供給用戶更多的用電信息，協(xié)助用戶合理避峰用電，提高用戶側(cè)的用電效率，與用戶建立的雙向?qū)崟r(shí)通信系統(tǒng)也使用戶參與需求側(cè)管理變得更加直觀和方便，用戶節(jié)約用電、避峰用電的積極性將極大提高。

隨著微電子技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，智能電表將由簡單智能朝著復(fù)雜智能方向發(fā)展，這些不同智能水平的智能電表可以滿足不同場合對智能電表的需要。智能電表的使用將使電力系統(tǒng)在需求側(cè)的管理和控制智能化變得可能。

智能電表的使用不僅使用戶自覺加入到需求側(cè)管理中來，促進(jìn)了智能電器的生產(chǎn)和使用，也直接推動(dòng)了相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，使得用電更加自動(dòng)化、合理化和科學(xué)化。

2.智能電表提高了用電管理部門的管理水平

用電管理不僅要與設(shè)備打交道，還要與人打交道。傳統(tǒng)電力需求側(cè)管理著重于大電力客戶的管理，由于小客戶特別是數(shù)量龐大的居民用戶，需求側(cè)管理基本沒有可以實(shí)施的具體辦法，供電公司與小用戶幾乎沒有接觸的可能，更談不上有什么管理了。隨著國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展以及城鎮(zhèn)化步伐加快，居民用電量在逐年遞增，其在總用電量中占的比重越來越大，對于這部分用戶的管理必須要納入到需求側(cè)管理的范疇中來。目前，許多城市正在開展智能電表的更換工作，這給需求側(cè)管理提供了提高管理水平的良好契機(jī)。

以前對小用戶缺乏管理，主要還是現(xiàn)實(shí)原因造成的，例如小用戶數(shù)量多，每一戶用電量較少，大量使用的機(jī)械式電表功能單一，缺乏負(fù)荷調(diào)節(jié)手段，所以需求側(cè)管理工作重點(diǎn)主要放在綜合負(fù)荷的管理上，并未深入到具體的用戶個(gè)體，然而，整體是由個(gè)體組成的，所以，對于綜合負(fù)荷的管理離不開個(gè)體負(fù)荷的管理，智能電表彌補(bǔ)了以前缺乏管理手段的缺陷，可以把需求側(cè)管理工作做得更細(xì)更廣。智能電表的推廣應(yīng)用使需求側(cè)管理工作變得更加現(xiàn)代化、無紙化和智能化，不僅改變了工作模式，而且大大提高了效率，控制更加精確。

3.智能電表提高了需求側(cè)管理實(shí)施的效果

常規(guī)需求側(cè)管理實(shí)施手段有引導(dǎo)手段、經(jīng)濟(jì)手段、技術(shù)手段和行政手段，智能電網(wǎng)建設(shè)下的需求側(cè)管理實(shí)施手段中的行政手段將弱化。

除積極宣傳節(jié)能知識、推廣節(jié)能技術(shù)外，智能電表在需求側(cè)管理中帶來的使人們減少電費(fèi)支出，間接實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)和供應(yīng)的低能耗、減排和高效利用的巨大優(yōu)勢，將引導(dǎo)用戶主觀上對低能耗生產(chǎn)和生活的重新認(rèn)識，引導(dǎo)用戶主動(dòng)參與，改善以往主要由政府或供電公司推動(dòng)的需求側(cè)管理，有利于形成全民參與的需求側(cè)管理工作。[3]

智能電表的出現(xiàn)將幫助用戶直觀了解其用電的合理性，廣泛實(shí)施的多級分時(shí)電價(jià)政策促使用戶自覺減少電能浪費(fèi)，提高利用率。智能電表在技術(shù)上加快了高效節(jié)能設(shè)備的推廣和應(yīng)用，研制、選用新型節(jié)能電器積極性提高，主動(dòng)淘汰高能耗設(shè)備的生產(chǎn)和使用，積極進(jìn)行設(shè)備改造，提高設(shè)備效率。

智能電表弱化了需求側(cè)管理的行政手段，充分發(fā)揮市場本身的作用，按照市場自身規(guī)律運(yùn)行。智能電網(wǎng)下的需求側(cè)管理充分體現(xiàn)了自愿和主動(dòng)原則，在宏觀調(diào)控的大框架下，需求側(cè)管理活力不斷增強(qiáng)，使需求側(cè)管理的實(shí)施由過去的政府主導(dǎo)自然過渡到市場機(jī)制下。[4]

4.智能電表推進(jìn)了需求側(cè)管理法律法規(guī)建設(shè)

與西方發(fā)達(dá)國家相比，我國的需求側(cè)管理相關(guān)法律法規(guī)尚不健全，乘著智能電網(wǎng)建設(shè)的東風(fēng)，制訂符合智能電網(wǎng)要求的需求側(cè)管理法律法規(guī)將變得現(xiàn)實(shí)而急迫，智能電表則大大加快了這一進(jìn)程。智能電網(wǎng)把需求側(cè)管理的重要性前所未有地呈現(xiàn)在公眾面前，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的步伐加快，與之相關(guān)的需求側(cè)管理相關(guān)法律法規(guī)建設(shè)也需同步進(jìn)行，智能電網(wǎng)的出現(xiàn)導(dǎo)致需求側(cè)管理手段發(fā)生了革命性的變化，智能電網(wǎng)建設(shè)的初衷是否得以實(shí)現(xiàn)，一定程度上需求側(cè)管理實(shí)施的好壞起到很大作用。[5]

四、智能電表應(yīng)用中要面對的問題

大范圍普及安裝使用智能電表，投入資金較大，智能電表本身功耗高，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)給排除故障帶來了困難，智能電表使用壽命相對較短，另外，與智能電表配套的通信設(shè)備、控制設(shè)備也需要較大投入。應(yīng)該相信，這些問題將會(huì)在智能電網(wǎng)建設(shè)中被逐步解決，不會(huì)成為智能電網(wǎng)建設(shè)的阻礙。

五、結(jié)束語

國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)充分說明，電源建設(shè)與需求側(cè)管理同等重要。電源是開源，需求側(cè)管理是節(jié)流，加強(qiáng)需求側(cè)管理有利于節(jié)約能源，有利于環(huán)境保護(hù)，有利于合理用電，應(yīng)堅(jiān)持開發(fā)與節(jié)約并重、電源建設(shè)與需求側(cè)管理并舉。功能強(qiáng)大的智能電表的開發(fā)和使用將做到用電智能化、管理信息化、決策先進(jìn)化、控制自動(dòng)化。通過對電力需求側(cè)管理機(jī)制的不斷完善和實(shí)施能力的不斷提高，在政府、發(fā)供電公司、用戶的共同參與下，使有限的電力能源發(fā)揮出最大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，加快節(jié)約型社會(huì)建設(shè)的步伐，必將實(shí)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

[1]趙曉麗，張素芳.國內(nèi)外電力需求側(cè)管理措施對比研究[J].電力需求側(cè)管理，2005，(5).

[2]張省.國外電力需求側(cè)管理經(jīng)驗(yàn)[J].農(nóng)電管理，2008，(3).

[3]劉升，邱向京，等.多措并舉緩解電力供需緊張矛盾[J].電力需求側(cè)管理，2005，(7).

[4]季強(qiáng)，李志祥，徐仁武，周昭茂.新時(shí)期電力需求側(cè)管理[J].電力需求側(cè)管理，2006，(8).

[5]曾鳴.電力需求側(cè)管理的激勵(lì)機(jī)制及其應(yīng)用[M].北京:中國電力出版社，2002.