面向智能用电的家庭综合能源管理系统的设计与实现

总第47卷2010年

第537期电测与仪表

ElectricalMeasurement&Instrumentation

Vol.47No.537

Sep.2010

第09期

面向智能用电的家庭综合能源管理系统

的设计与实现

章鹿华，王思彤，易忠林，袁瑞铭，周晖，殷庆铎

（华北电网有限公司计量中心，北京100045）

摘要：以国家电网公司智能用电试点建设为依托，充分把握智能化电力需求侧管理的要求，基于面向智能电网

的高级计量架构(AMI)的研究，设计并实现了面向电力用户的家庭综合能源管理系统。本系统是以智能电表、智能交互终端、智能插座等智能设备组成家庭网络，能够支持分布式能源、电动汽车等系统或设备的接入和计量，综合家庭能耗监测和能源优化管理，家用电器智能控制，与用户双向互动等功能，进而构建了电网与用户能量信息流、业务流实时互动的新型供用电关系，满足智能电网下智能用电对技术先进、经济高效、服务多样、灵流、

活互动和友好开放的要求。

关键词：AMI；智能用电；家庭能源管理；双向互动中图分类号：TM933文献标识码：B

文章编号：1001-1390（2010）09-0035-04

TheDesignandImplementationofFamilyComprehensive

EnergyManagementSystemFacingtheSmartPower

ZHANGLu-hua，WANGSi-tong，YIZhong-lin，YUANRui-ming，ZHOUHui，YINQing-duo（MeteringCenter，NorthChinaGridCompanyLimited,Beijing100045，China.）

Abstract:RelyingontheconstructionofintelligentelectricalpilotinthestategridcorporationofChina,thispaperfullygraspstherequirementsofintelligentpowerdemandmanagement.Andbasedontheresearchofsmartgrid-orientedAdvancedMeteringInfrastructure(AMI),wedesignandrealizethefamilycomprehensiveenergy

managementsystemforthepowerusers.Basedonthefamilynetworkwhicharecomposedofsmartmeters,intelligentterminals,intelligentsocketsandothersmartdevices,thesystemcanaccessandmeasuredistributedpowersourcesandelectriccars,monitorthecomprehensiveenergyconsumptionandoptimizethefamilyenergymanagement,realizeintelligentcontrolofhouseholdappliancesandthetwo-wayinteractionwithusers.AMIsystemprovidespowerfultechnicalsupportfortheconstructionofnewinteractiverelationshipinwhichenergyinformationandtrafficflowsreal-timelybetweencompanyandcustomers,andmeetthedemandoftheadvancedtechnology,economicefficiency,flexibleanddiverseservices,therequirementsofopening,friendlytoactivelydevelopment.Keywords:AMI,smartpower,familyenergymanagement,two-wayinteraction0

引

言

从国际形势来看，智能电网建设尽管处于起步阶段，但其发展代表了未来电力工业发展的趋势，是新的能源科技革命的重要组成部分。哪个国家能够掌握智能电网的核心技术，就有可能成为世界电力工业新的领导者，就有可能在未来的全球竞争中占据有利地位。因此，智能电网的发展为我国电力工业实现跨越式发展，建设世界一流电网提供了历史机遇。

从国内形势来看，我国能源工业发展面临的安

-35-为适应未来经济社会发展的需要，全面支持清洁能源和低碳经济发展、保障安全、经济、高效、可持续的电力供应，提升供电质量和服务水平，在特高压输电取得重大突破和以往研究实践的基础上，结合世界电网发展新趋势以及我国电网发展的实际情况，国家电网公司积极致力于推动电网技术的创新与发展，开展了坚强智能电网的研究工作。

总第47卷第537期电测与仪表

ElectricalMeasurement&Instrumentation

Vol.47No.537

Sep.2010

2010年第09期

全、效率与环境问题变得日益突出，需要通过建设坚强智能电网以推动电网发展方式的转变，进而推动能源开发、输送和利用方式的转变，从而实现能源工业的可持续发展。

立足我国能源需求分布及我国电力工业发展的实际，适应并促进新一轮能源变革，建设包含电力系统各个环节、覆盖所有电压等级的坚强智能电网已成为我国电网发展的新趋势。

本文对华北电网有限公司智能用电方面相关研究进行了介绍，在充分把握智能化电力需求侧管理的要求的前提下，基于面向智能电网的高级计量架构(AMI)的研究，设计并实现了面向智能用电的家庭综合能源管理系统，通过对以智能电表、智能交互终端、智能插座等智能设备组成的系统相关功能特点和实现方案的详细描述，展现了未来智能家庭的远景，本系统也为电网公司和电力用户之间提供了友好开放的双向交互门户，满足了智能用电对营销管理和客户服务的要求。1

驱动因素

随着用户的服务需求及能源利用形式变化，电力

国家电网公司建设坚强智能电网的发展战略和“统一规划、统一标准、统一建设”的要求，公司主动承担了

智能用电小区试点建设任务，并成为电力用户用电信息采集系统建设第一批试点单位。以智能用电小区试点为契机，积极开展智能用电小区的相关技术研究，

服满足智能电网下智能用电对技术先进、经济高效、

务多样、灵活互动和友好开放的要求，是智能用电建设的重中之重。

2家庭综合能源管理系统的研究

2.1概述

面向智能用电的家庭综合能源管理系统是高级计量架构（AMI）的重要组成部分，也是在智能家庭用电领域重要、积极的探索。家庭综合能源管理系统利用高级量测、高效控制、高速通信、快速储能等技术，建立强有力的智能用电技术支持平台和双向互动平

信息流、业务流实时双向台，构建电网与客户能量流、

互动的新型供用电关系，有利于全面提升供电质量和服务水平。

2.2家庭综合能源管理系统总体设计

智能家庭综合能源管理系统是以数字化和网络技术为基础，以高级计量架构（AMI）为依托，将各种家用数字设备有机整合为一体的智能化网络系统。这些家用数字设备，包括数字化信息设备、家用电器、安全监控设备等，通过有线或无线的方式连接在一起，共同为家庭用户提供安全、可靠、智能化的综合服务，系统实现方案如图1所示。

基于AMI的智能家庭综合能源管理系统具有如下功能特色：

（1）供丰富的能源信息。通过可靠的通信网络，用户可方便地获得各类能源消耗信息，可全面的掌握家庭能源消耗情况，包括用电量信息、分布式能源发电量信息、家电耗电量信息、水/气/热消耗信息等。

（2）具备强大的控制能力。通过智能电表和智能显示终端组成的交互门户，家庭用电设备均可以建立与远程通信终端（手机、计算机等）联系，用户可由此实现对家庭用电设备远程控制，提高生活质量。（3）支持可扩展性的金融服务。足不出户财务管理和消费方式已经被越来越多的人接受，在AMI智能家庭中，可足不出户实现预付费，通过智能电表和显示终端提供的可靠通信方式即可实现辅助性经济交易，享受电力公司提供的增值服务。

（4）实现分布式能源的接入。智能家庭中可再生分布式能源的使用体现了节约环保的生活理念。用户可通过安装分布式能源获得收益，可通过家庭储能装

用户逐渐从电网的被动参与者向主动参与者转变，对

电网公司的服务水平将提出更高的要求。

用户从被动参与者向主动参与者的转变，是电网用户所要求的服务种类和需发展的客观规律决定的。

求将发生变化。随着阶梯电价 …… 此处隐藏：3250字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……