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北京朝阳电力实业开发有限公司 吴 雪 崔 行
当前所实施的智能用电本质上就是通过现代化的信息技术，对价格进行优化调整，并与用户之间建立一定的联系，并将这种电力负荷需求理想化。基于这一用电目标，逐渐衍生出了智能电网。
在相关管理体系以及国家管控政策的规范下，我国的智能用电发展经历了三个时期：用电负荷管理—峰谷电价调节—实时电价发布。
用电负荷管理这一理念是国家电力科研机构在20世纪八十年代初所提出的，也是最早出现的关于智能用电的理论。在这一时期，整体用电需求非常大，国家供电系统难以满足，电力负荷较高，因此一旦用户的用电负荷超过标准时，就会报警来提示用户降低用电，如果警示之后用户并没有降低，则会远程强制性降低负荷。在这一时期，我国的用电管理理念有了明显突破，在管理的同时也注重了用户的作用。
之后经过不断的发展，当前国内的智能用电体系已经发展为实时电价发展阶段。而如何发展探索出最佳的适合我国用电现状的智能用电，始终是各个学者探讨的热点，笔者通过研究提出一些观点。
智能用电与电价政策。国内电价正处于管制阶段，所以不能用电价来分析电力的供求关系，一旦出现需求问题时，无法做出准确地判断和及时的干预，常常会损失较高的电力资源。
理想化的电价状态为，企业结合实际供需关系和电力资源现状来综合分析之后，进行实时定价，通过这种对价格的调制来影响用户的需求，从而将电力负荷控制在理想化状态下。所以智能用电的发展必然要对电价管制做出调整。
理想化的电价固然有很多优点，但具体操作时将会面临各种问题，难度较大。如果就某个区域内的电价进行控制，则会出现各种不同的电价，这些零散的电价方式会导致用户产生疲倦，并抑制了价格杠杆的作用发挥。同时，过多的电价种类还会为决策制定，以及信息处理等带来庞大的工作量，从而产生较高的管理成本[1]。
而电力企业想要获得更高的经济效益，就会更加具体细致的进行用电时段的划分，同时给出科学的处理决策，从而有效促进电力负荷理想化的实现，减少管理成本。通过对每天的用电负荷进行时段划分，并灵活制定针对性决策，不仅可以为企业创造收益，还可以促进社会经济的发展。基于这一用电调控策略，政府可以积极引导企业制定出更加丰富多样的电价，从而进一步实现更加精细化的电力调控。
2.1 智能用电系统组成
根据智能电网建设实施的具体现状，本文制定出其相应的电力系统框架图，主要包括了九大功能模块，具体内容如图1所示。
图1 智能用电系统的框架结构
从经济可行性方面来分析，该智能用电系统可以在远程信道和智能电表中借助本地信道实施通信，从长期运行发展方面来分析，该系统中的智能开关在之后可以利用智能家电进行替代[2]。
2.2 主站系统
主站系统中下设了4个子系统，分别为信息采集、营销服务、负荷预测、策略制定发布。笔者将针对4个子系统分别展开功能阐述。
2.2.1 信息采集
电力企业可以随时监管收集用户的用电信息，实时关注用户最新用电动态，准确掌握市场变化趋势。通过将这些用户的用电信息进行搜集管理，便于为后期的其他子系统运行提供依据。
2.2.2 营销服务支持
根据信息采集来针对性的提供用电。可以结合不同用户的用电需求制定出个性化和多样性的供电服务；
电力企业自身制定出详细的实施流程，实现自动化服务，综合提供抄表、电费管理、收费记账、银联、购电、用电检查等多种智能服务。
2.2.3 负荷预测
根据数据库中存储的用户信息，进行科学的分析预测，借助各种技术手段实时全面的分析监测，从而判断出整体的负荷状况，并灵活制定电价策略。
2.2.4 电价策略制定发布
结合最终给出的负荷预测以及其他信息数据等，针对日时段内制定出详细的电价策略，并进行实时发布，还可以为用户提供定期的电量查询，电费结算以及账单等个性化服务。借助排列组合算法来实现电价策略定制，所得到的结果能够同时符合所有监管中的日时段电价策略。电力企业的职责在于对未来每日内的电力负荷进行准确预测，在输入电价策略之后，子系统进行运行，能够自动得出最佳的电价策略，然后发布给用户，从而实现智能化的电力负荷调控。
开展电价日时段策略的优点在于，这种定价方式可以有效解决定价不足或者遗漏的各种问题，能够避免供求曲线之间出现的失误，同时这种定价方案能够缓解通信压力，将电力负荷始终控制在理想化范围内。
实时电价日时段策略同样具备很好的扩展性，该策略不仅可以实现当前的用电需求，还可以实现智能化的用电需求，也就是说当所发布的策略每天的内容都相同的情况下，电价的种类将会缩减到对应的三个时段，此时智能电表可以实现峰谷电价的需求统计。同时，这种多样化的电价策略还可以提供非常智能化的用电服务。
由于该策略具有扩展性，为电力企业进一步实现智能用电发展奠定了坚实的基础。
2.3 远程信道
该模块的主要功能在于，上行信道实现智能电表和终端用户之间的信息传输，下行信道实现电价策略的实时发布。同时，支持远程对预设的时间进行抄读或者自动实现数据传输。在实时监测过程中，需要警示时将会根据设置标准及时上报。此外还附加其他增值服务，能够满足不同用户的用电需求。
当前，实时智能用电系统所面临的关键问题在于配用电侧通信技术。由于不同区域经济实力的参差，所以对应的远程信道也要根据实际情况进行设置。在运行范围内，要分别对经济、技术等各个要素进行全面的分析考量，从而筛选出最佳的技术，然后实施建设。如果是刚建成的配网线路，企业可以利用光纤复合相线技术进行协助，同时配置远程信道。技术始终是在更新变化的，因此电力公司可以提高自身的研发实力，探究出更加先进的配电技术。
2.4 智能电表
功能设计原则。智能电表在整个智能用电系统中占据主要地位，发挥核心作用，其功能结构均要满足国内实际用电现状，还要符合现阶段的配用电侧通信信道发展。将其具体的设计原则可以总结为三个方面：分布式能源的连接、通信信道的负荷力、互动的便捷性。
智能电表根据实际需求具体包含了六大功能，具体内容如下。
2.4.1 计量功能
国内当前主要使用的是单相电表和三相功能电表。其中，单相电表可以实现用户的正向有功电量计量，三相功能电表在单相电表的基础上同时具备了正向无功电量、有功最大需求量等功能。
由于智能电表的设计原则要求满足分布式电源的接入，因此需要具备反向有功电量无功电量以及各自最大需量的计量作用。
根据智能用电系统建设的实际需求来看，当前的智能电表还要能够实现不同峰谷时段的电量统计作用，并且考虑到后期长远的发展，在具备该功能的基础上还需要能够实现不同费率分时电价的功能。
2.4.2 费率和时段功能
智能电表的主站系统实时发出指令，进行费率和时段的划分实施，这些都是主站系统负责的，并不是事前就已经存储好再根据时间段施行的。当电表在D-1日接到电价策略之后，将会直接发布给各个用户，然后在D日零点开始实施策略。
2.4.3 控制功能
该功能能够帮助企业实现远程对电表的管控，可以根据实际情况对电表进行调控处理，管理更加便捷。智能电表则借助开关信号或者脉冲来对继电器等进行远程操控，节省了人力物力。该远程控制的优势对于一些预付电费的客户来说，如果出现欠费时，企业可以远程关电；
或者当用户进行供电商更换时，也可以借助远程控制功能来提供相应的服务。
2.5 本地信道
智能用电系统中更加注重和用户的互动性，同时提供了针对性的营销服务。如果智能电表的安装和用户的所在范围出现偏差，将会限制与用户的互动性发挥，所以需要增设本地信道，可以将用户所需信息实时进行传输，便于用户了解更加全面的用电动态。
本地信道当前主要包括小无线和电力线载波两种，其中小无线主要采用的是Zigbee技术，电力线载波的波段类型为宽带载波和窄带载波。
2.6 互动终端
该模块可进一步细分为四个子模块，包括通信、控制、人机对话、电源。
其中，借助通信系统能够实现电表和本地信道的信息传输，和用户之间实现信息传输，借助人机对话系统来将信息结果反馈给用户。在终端中所发布的信息内容通常包括以下五种：一是用户当前实时的电价策略；
二是用户当前的电价；
三是当前的电压、电源；
四是当前的碳排放量；
五是剩余电费。互动终端上还额外增加了一些增值服务，包括企业为用户所提供的各种个性化服务，如天气、警报、门禁、生活服务等内容。
此外，互动终端还可以对用户实际用电过程中涉及的全部电器进行用电监控。通过系统操作，用户可以将所用的全部电器进行价格策略的设定，之后可以借助本地信道进行策略执行，实现自动化电器用电管理。目前，该模块已经具备了借助智能开关来实现智能用电的功能。
借助互动终端模块，能够掌握用户全部的用电信息，并对这些信息进行科学的分析预测，将最终分析得出的结果传输给用户，用户能够实时查看到最新的用电状况，然后进行用电需求调整以及用电策略的选择，更加灵活多变，实现了智能用电。
2.7 智能开关
对于一些工业用户来说，通过智能开关可实现良好的智能用电服务。
在居民的日常生活用电中，智能用电和智能家电是不可能在短时间内完全普及和实现的。目前，可以借助智能开关通过本地信道进行指令的传输执行来对家电进行智能控制。
如果从长远的发展来看，这种智能开关将会具备更多的功能作用，除了和本地信道匹配控电之外，还可以和传感器进行连接，并进一步改进智能用电技术，同时可以更加精准全面地对所有用电设备进行实时监控，快速实现信息的搜集分析，给出准确的预测结果和最佳的用电方案。
结合上述针对智能用电系统各个功能模块的作用分析内容来看，能够发现智能用电系统可以实时进行电价策略的发布，在实现信息采集传输的基础上还要进一步实现自动化控制，注重和用户之间的互动参与，最终实现节约能源，保护环境的目标。在信息化层面来看，具体包括信息的搜集、负荷预测等内容；
自动化层面则包括对用户的电价策略设定，智能开关对电力设备的用电负荷调控等，通过互动终端用户可以掌握更多的用电信息，同时设定针对性的家电电价策略。
总之，通过建设基于实时电价的智能用电系统，电力用户可以合理安排用电，减少电费支出。电力公司更加注重与用户的互动性，通过电价策略来科学调控电力负荷，提高能源利用率，促进社会经济的发展，遵从环保理念，减少污染，保护环境。因此，建设智能用电系统具有重要的意义。
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