前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的智能用電監控管理系統分析，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘要:
探討工業用戶在電能質量監測、設備能耗分析、負荷監控管理及廠用光伏新能源發儲配等智能用電方面的需求，并建立一個工業用戶智能用電監控管理平臺，以期推進工業用戶智能電網建設，實現節能降耗、能源高效利用的目的。
關鍵詞:
智能用電;工業用戶;節能降耗;電能質量
智能用電技術是智能電網的重要組成部分，利用通信、信息、計算機等技術，在供、用電雙方良好互動的基礎上，為用戶提供優質電能與服務，最終實現電能資源的合理分配和高效利用。工業用戶屬于高耗能企業，存在諸多問題亟待解決:一方面供電系統存在設備能耗大、電能質量差、功率因數低等問題;另一方面企業內部控制管理存在設備監控不足、設備運行狀態難以有效把控、生產與經濟效益分析不足等問題。此外，國家積極推進社會節能降耗，工業用戶在節能降耗方面應發揮應有的作用。已有文獻在電網電能質量、配電網新能源及儲能、系統能耗分析及用戶需求管理等方面開展了智能用電的研究〔1－10〕。文中主要面向工業用戶，在電能質量、負荷監控、能耗分析、光伏新能源發儲配等方面提出智能用電需求，并建立一套面向工業用戶的智能用電監控與管理系統，目的是實現工業用戶的節能降耗、安全生產、能源的高效利用，提高企業經濟效益，達到國家與企業雙贏。
1智能用電監控與管理系統
工業用戶智能用電監控與管理系統分為3個部分，分別為設備終端狀態信息層、通訊網絡及監控與管理主站，結構圖如圖1所示。監控與管理主站硬件部分包括通信前置機、數據庫服務器、Web服務器以及監測計算機。前置機主要負責各數據信息的上傳處理，實現終端設備層與主站監測層的數據交互，并將采集的數據進行算法分析后存入數據庫服務器;Web服務器將需交互的信息至各部門，實現智能用電的監控與管理。主站軟件包括電能質量監控、設備能耗分析、負荷監控、光伏新能源發儲配4個功能模塊。通訊網絡分為無線專網和光纖以太網，可根據實際情況選取。設備終端狀態信息包括電能質量終端信息、能耗監控信息、負載監控信息和光伏儲能信息。電能質量終端信息包括監測的諧波、三相不平衡、電壓波動等電能質量信息量以及有功功率、無功功率、功率因數等信息量，通過以太網或專用無線網傳輸至監控與管理主站。能耗監控信息包括各生產設備及系統的能耗信息，對于生產設備，需安裝專門的電能量測試設備，將實時信息通過以太網傳輸至監控與管理主站進行分析與控制。負荷監控信息為各主要支路及母線的實時負荷信息。各生產部門與配電網絡的TV，TA信號是監控各節點負荷情況的依據，此類信號通過合并單元，由光纖以太網傳送至監控與管理主站進行采集、分析。光伏儲能信息包括光伏發電量、儲能系統的能量信息。監控方式為將光伏并網點以及儲能系統并網點的TV，TA信號，通過光纖以太網傳送至監控與管理主站進行采集、分析。
2智能用電需求及子系統
2.1電能質量監測
工業用戶，如煉鋼、化工企業等，一般采用大功率電力電子器件，且負荷類型為非線性，是電力系統主要的諧波源，可引起諧波污染、電壓波動、三相不平衡等電能質量問題。為實時掌控電能質量狀況，可通過在若干重要節點安裝電能質量監測終端，對關注的電能質量指標進行實時監控，并將在線監測數據傳輸至后臺進行分析。電能質量在線監測系統的相關技術問題有以下幾個方面:1)監測點應選擇主要的母線，如主變的高壓側、10kV配變母線以及諧波污染嚴重的供電線路，如有大功率電力電子器件的生產線路、光伏等新能源并網點等;2)在線監測終端應符合國家相關標準，如《電能質量監測終端技術規范》、《電能質量監測設備通用要求》等，具有統計所有電能質量穩態指標以及電壓暫降、短時中斷等暫態指標功能，精度應不低于0.5級;3)通訊網絡可采用廠內以太網，或GPS，CDMA等無線網絡。
2.2負荷監控管理
負荷監控管理是對用戶的供電設備、重要生產負荷的監控，監控指標包括電網及設備運行狀況、電壓電流狀況等，監控數據可從電能質量監測模塊及計量表獲取。根據負荷類型的不同可將負荷分為重要生產負荷、廠用一般動力負荷、廠用照明負荷等，可采用不同監控管理模式，分別建立重要安全等級，根據監控情況，對可能發生的狀況及時預警信息，并制定相應的應對措施，避免引起安全生產事故。對重要生產負荷的監控管理模式可采用以下方式:1)根據設備運行信息判斷設備是否正常運行;2)根據電壓、電流、功率以及功率因數等信息量判斷負荷生產階段及效果，以此采取有載調壓、投退諧波治理與無功補償設備;3)正常運行時，能及時預警信息，實現監控主站與生產現場的信息交互;在設備存在故障時，能實現對設備的及時有效控制。
2.3設備能耗監控分析
能耗分析是通過技術手段掌握工業用戶主要供電設備、生產線路的能耗情況，通過分析幫助用戶查找導致能耗增加的設備、工藝和管理缺陷，以期在技術改進、生產工藝、以及管理等多方面提出降低能耗、合理用電的措施，達到節約用電、提高效益、節約電費的目的，同時也能為大電網的安全運行提供保障。能耗監控可采用在線采集的模式，以大功率整流系統為例。由于應監測各供電設備的實時功率，因此需在各測點安裝采集終端，并采用同步觸發采集機理，確保設備效率、能耗計算的正確與合理性。采集的數據通過光纖以太網傳至監控與管理主站。根據能耗監控分析結果，結合負荷情況、用電需求、經濟成本及國家相關政策，有針對性地采取智能、高效用電措施，如通過調節開關檔位調壓、調節可控器件的控制方式等提高設備運行效率，減少設備損耗;提高生產工藝，根據負荷特性采用不同的控制方式，降低產品單位能耗;調整生產時段與方案，錯開用電高峰期，在產量不變的情況下減少電費支出;開展諧波治理投入的經濟性評價，制定最優的諧波治理裝置投退策略。該功能可通過交互的模式為電力用戶提供高效的用電控制與管理，實現各類能耗指標、能源利用率評價、用電經濟性評價等方面的綜合分析。
2.4光伏能源發儲配管理
近幾年來，隨著國家對光伏等新能源的大力支持，光伏在工業用戶中取得了迅速發展。但由于光伏發電的波動性、周期性等特點，光伏的高效利用一直是一個難題，因此光伏儲能應運而生。儲能技術主要有蓄電池儲能、超級電容儲能、飛輪儲能和超導磁儲等集中形式，在微網中可實現需求側管理、削峰填谷、降低供電成本，以及促進可再生能源應用、提高系統穩定性和電能質量的功能。可在以下幾方面開展光伏能源儲配管理應用研究:1)根據用戶需求及成本，探討儲能系統產生的經濟效益與建設儲能系統的成本關系，合理選取儲能配置設備;2)結合用戶負荷情況，合理選擇光伏發電的儲能控制策略，兼顧用電可靠性、電能質量和電網的削峰填谷，實現光伏的高效利用;3)加強儲能設備狀態監控管理，實現最優化的儲能系統運作模式。
3結論
用電是電力供配中最關鍵的環節之一，用戶的智能用電，特別是高耗能工業用戶的智能用電，是智能電網建設不可或缺的一部分，對智能電網建設、節能降耗均具有重要意義。文中通過對工業用戶的電能質量監測、設備能耗監控分析、負荷監控管理以及光伏能源發儲配管理等智能需求的研究，提出了一套工業用戶智能用電監控與管理系統，在實現高耗能行業的節能降耗、電能高效利用、保護環境等方面將具有重要的推動作用。
作者：寧志毫 單位：國網湖南省電力公司電力科學研究院
參考文獻
〔1〕余大偉，葛智平，張世才，等．智能用電在工業用戶中的互動需求及推廣策略〔J〕．中國科技成果，2013(21):70-72，78．
〔2〕崔弘．智能電網中分布式電源的優化配置〔J〕．電氣應用，2013(11):17-18．
〔3〕岳明．用戶側電能管理系統及其應用〔J〕．電力需求側管理，2013，15(5):40-43．
〔4〕李同智．靈活互動智能用電的技術內涵及發展方向〔J〕．電力系統自動化，2012，36(2):11-17．
〔5〕馮慶東，何戰勇．國內外智能用電發展分析比較〔J〕．電測與儀表，2012，49(2):1-6．
〔6〕魏東，張揚．智能電網用戶端智能配用電監控與管理系統〔J〕．低壓電器，2013(2):48-52．
〔7〕周中．智能電網用戶端電力監控與電能管理系統產品選型及解決方案〔M〕．北京:機械工業出版社，2012．
〔8〕黃莉，衛志農，韋延方，等．智能用電互動體系和運營模式研究〔J〕．電網技術，2013，37(8):2230-2237．
〔9〕史常凱，張波，盛萬興，等．靈活互動智能用電的技術架構探討〔J〕．電網技術，2013，37(10):2868-2874．
〔10〕郭劍，徐劍楠．分布式光伏并網發電對配電網的影響以及應對調整策略〔J〕．電力需求側管理，2014，16(2):38-40，44
