滨海供电公司智能用能系统提升改造研究

发布时间：2016-08-20 06:16

第一章 绪论 

1.1 概述 
2011 年，天津市电力公司建成了“智能用能系统”。按照“可复制、可推广、可应用”的原则，搭建了一个全方位的用能管理平台，该平台可以向具有智能化功能的社区、建筑和工商业用户，提供能源使用效率的检测、节能情况的分析、以及双向互动等服务。目前采集覆盖范围主要是智能小区和智能楼宇。 智能电网的建设是我国在能源节约和节能减排方面的重要举措，是国家多个“十二五”计划的重点工作内容，在此背景下智能电网的建设发展势在必行，而从我国未来的能源市场发展前景和发展技术角度分析，未来的能源服务将更多的体现其在服务的智能化和多元化等特点，智能用电是未来用电方式的主流，向用户提供更方便，更智能、更简单的用户体验。 本次项目拓展及提升就是依托中新天津生态城智能用能系统（一期）的建设成果，拓展智能用能系统涵盖的范围，实现一期技术成果的创新提升，为后期中新天津生态城智能电网综合提升工程、国家 863 项目《智能配用电园区技术集成研究》等提供了一个支撑平台，并有望取得一些突破性的技术成果。 中新天津生态城是国家电网公司科学技术项目《面向智慧城市的智能电网园区能源优化管理关键技术研究与应用》（2014-2016 年）的试点依托单位之一，本次项目拓展及提升可以作为该科研项目成果转化和应用的支撑平台。 
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1.2 国内、外研究现状
随着国家电网公司在 2009 年提出的智能电网发展计划，相关企业和单位也开始对智能用电的技术研究投入相当力量，并在国际上取得了一定成绩和认可，比如在北京、河北廊坊和重庆等地相继建成了智能小区，并实现了对接入的分布式电源、自动化配电设备以及各终端的用电设备的统一有效的监控和指导，我国在 2010 年上海世博园以及天津中新生态城两处以示范性为目的，开展了综合智能电网的建设工作，2011 年，甘肃、山东以及江苏南京等地先后开始了国内首批智能化工业园区的建设工作，以重点对大用户用能情况监测和研究有效的管理方法作为建设目标，寻找高可行性的实践方案。 863 智能电网专项研究，是一项国家高科技研究发展计划，智能用电在该研究方面占有重大比例，国家对此类技术投入的研究力量可以体现出国家在智能用电和推行低碳化方面的重视，也标志着我国在建设节能型社会方面的决心。 虽然我国很早就开始对智能电网进行研究及部署，但都仅限于电网供电及调度方面，而对于智能用能系统，特别是供电与用电相结合、互动的智能用能系统，却是处于初步研究及应用阶段。 目前，智能用能系统研究及应用主要由研究院、供配电公司、实验室承担，目标在于使供能与用能更加安全、高效与环保，最终达到高效用能、节能降耗、绿色环保的目标。 我国目前正加快资源节约型、环境友好型社会的建设，为应对能源需求与节能减排的需求，智能用能成为当前国内新技术和新产业的发展热点。
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第二章 智能用能系统 

2.1 智能用能系统关键技术
用户端的设备众多，与精细化的智能用能管理相关的主要设备为：企业变配电站、主要用电设备和分布式能源的智能测控体系。其中满足用电信息在线监测、查询、负荷控制、设备节电管理等需求的关键设备是具有计量、控制和通信功能的智能表计、采集终端等。其功能主要满足以下几点： 通过对用电设备实时运行数据（电压、电流、功率）的自动采集，方便了电力用户实时掌握详细的负荷情况，达到加强自身负荷管理的目的；通过采集电能质量数据及记录各种电气和状态信息、异常事件等，为配电主站进行在线智能诊断提供了有效数据信息，进而可以提高设备的用电质量和运行的安全、可靠性；实时、准确地计量用电量，支持电能量的双向计量，满足分布式能源的独立计量要求。智能终端应能根据用户预定策略，达到以下功能：1）按照设定的时间和参数，自动控制用电设备的启、停；2）可根据用户需要，远程控制系统的运行状态，能够实现灵活多变的用电模式；3）根据分时电价信息，配合供电部门开展有序用电，削峰填谷；4）支持远方参数设定和控制，其中包括功率定值控制、电量定制控制和报警阂值远程设定等。 
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2.2 用电信息采集关键支撑技术 
伴随着分布式电源技术的发展，用户与智能电网之间也将形成双向功率流动，这意味着用户既可以使用自己的分布式发电装置提供的清洁能源，也可以与电网交易买卖电能，最终实现用户与电网的双向互动。 用电信息采集主站系统主要包括软、硬件设备，是一种电力自动化准实时系统。它是整个用电信息采集业务的管理中心，负责整个用电信息采集系统的数据传输、处理以及应用，保障系统的运行和安全，并统一管理与其他系统间的数据交互。 用电信息采集主站软件可以实现对电力用户用电信息的采集和管理，并通过与营销业务管理系统的互联互通，成为支持智能用电服务的基础信息业务应用平台。电力线载波通信技术（Power line Communication，PLC），是一种利用电力线作为通信介质，实现语音、数据等业务传输的通信技术。载波通信是电力系统特有的通信方式，，其利用电力线缆作为传输媒质，通过载波方式传输语音和数据信号，具有可靠性高、抗破坏性强等特点，其重要优势是可以直接利用已有的电力线基础设施，无需再单独铺设通信线路，是一种低成本，且比较成熟的通信技术。 根据不同分类形式，电力线缆有不同分类类别：根据电力线缆的电压等级分类，电力线通信可分为高压、中压和低压电力线通信；根据调制频带和带宽分类，电力线载波又可分为宽带载波技术和窄带载波技术。 
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第三章  智能用能系统建设现状 ......... 10 
3.1  智能用能系统现状 ........ 10 
3.2  系统整体架构 ........ 11 
3.3  计量/控制点位设置 ....... 17 
第四章  智能用能系统需求分析及设计 ..... 19 
4.1  系统需求分析 ........ 19 
4.2 能效管理功能设计 ......... 22 
4.3 用户侧功能设计 ..... 28 
第五章  结论及展望 ..... 34 
5.1 总结 ......... 34 
5.2 展望 ......... 35 

第四章 智能用能系统需求分析及设计 

4.1 系统需求分析 

智能电网是能源、信息的有机新融合，是电网智能化发展的一次伟大变革。智能用电服务，作为坚强智能电网的重要组成部分，一改传统用电服务的模式，将用电服务从传统的人工受理转向网络智能化方向，而系统集成应用的实现，还需要专业的智能化平台及业务应用系统进行强有力的支撑。 由于智能用电服务直接面向社会、面向用户，随着智能技术的快速发展，个性化、多元化的服务需求也将急剧增加，随之带来的的就是社会增值服务呈无限量增长趋势，这对坚强智能电网的建设具有举足轻重的地位和作用。智能电网的出现，使原有的用电服务形态产生了巨大的变化，用电服务的内容更为宽泛，新的电网服务领域也随之拓宽，传统的服务模式自然也难以满足用户需求。其服务需求也相应需要发生较大的变化。智能用能系统所涉及的设备类型多种多样，其数据来源也包含多个各相对独立的专业子系统，如：配电自动化、微电网监控、电能质量监测、智能楼宇、智能家居、用电信息采集等，而如何将数据与设备整合在一起，并实现统一协同的监控和能量管理值得思考。 

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总结 

本文基于中新天津生态城智能用能系统（一期）的建设成果，拓展智能用能系统涵盖的范围，实现大用户的数据采集接入与控制，提升了原有的用能综合集成展示、用能监测、用能分析、用能报表功能，新增了节能服务、双向互动功能。实现一期技术成果的创新提升，为后期中新天津生态城智能电网综合提升工程提供一个支撑平台。 首先阐明了本课题的背景和研究意义，介绍了国内外智能用能系统技术研究进展。对智能用能系统体系架构及相关支撑技术进行研究分析，为后文系统设计奠定基础。在系统现状及需求分析的基础上，提出系统功能提升的详细需求。对系统的总体架构进行的提升和扩展，并且基于智能用能系统在使用过程中发现的问题，对现阶段系统建设提供有针对性的软件升级方案，就使用流程进行了梳理，功能更清晰，使用更简单，并根据实际需要在用能综合集成展示、用能监测、用能分析、用能报表部分功能做了调整和完善，新增了节能服务及双向互动功能。 二期拓展接入了三家工商业大用户，包括生态城智能营业厅、创展大厦、天津凯普特工业用户，实现大用户的数据采集接入与控制，提升了原有的用能综合集成展示、用能监测、用能分析、用能报表功能，新增了节能服务、双向互动功能。 
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参考文献(略)

本文编号：98623