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单葆国:信息化开启用电“智”时代

[日期:2012-04-01] 来源:电力软件网  作者:企业供稿 [字体: ]

在智能电网建设中,智能用电关系到发电侧、电网侧、用户侧的能源使用效率,是增强电网综合服务能力、提高用电效率、促进节能减排的重要手段。
智能电网的信息化特征让用电步入全新的“智”时代,但也带来三方面的要求:第一,通信网络架构的优化。智能用电的双向互动需求对通信网络提出了更高的要求;第二,用户侧信息系统的升级。据预测,未来我国用户侧信息系统将占整个智能电网投资的10%—15%,由此催生的将是一个市值达几千亿美元的巨大市场蛋糕。用户侧系统升级也是市场要求;第三,用户用电模式和消费行为的转变。从需求侧管理来说,智能电网架构下特别强调能源服务意识,就是要积极鼓励和引导用户调整现有用电模式和消费行为,这也给电力企业提出了新的要求。


我们如何在智能电网建设的大背景下看待智能用电的方方面面?国网能源研究院经济与能源供需研究所所长单葆国同我们分享了他的看法。


我国智能用电发展的过去、现在与未来
从技术层面上看,中国在智能电网领域的起步较晚。过去很长一段时间,用户用电主要是计划用电,电力企业通过负荷控制管理系统来监测和控制主要用户的用电;随着经济的发展和电力供应能力的提高,电网企业的服务意识日渐增强,智能电网的建设越来越受到重视。相比国外,我国智能电网建设略有滞后,但近年来发展较快。以前,电力企业利用负荷控制管理系统对用户的用电信息进行采集,主要是为了应对缺电、电力供应紧张等问题。通过安装负控装置,可以了解主要用户的负荷特性,达到控制负荷的目的。现在,国家电网公司提出了建设坚强智能电网的目标。所谓坚强和智能,强调的是在原来电网建设框架的基础上增加新内涵。过去,我们电网建设也具有智能的特点,输电网也有信息化、自动化和互动化的发展;但在智能用电这个层面,由于我们用电信息采集系统还不太完善,由此造成了我们的智能用电水平略微滞后于国外的先进水平。现在公司系统用电信息采集系统覆盖面大幅度提高,为开展智能用电服务提供了技术平台。通过用电信息采集系统,一方面把用户的详细用电信息收集上来,并传递到电能管理服务平台进行分析,为用户提供节能诊断、节能技术改造等服务;另一方面,可以实现电网与用户的互动,提高用户的电能使用效率。例如苏州太谷电力,利用电能管理系统为企业提供服务,可以对企业的用能、用电的情况进行诊断和分析,找到企业节能省电的环节,通过改变生产工艺、生产流程、合理安排工作时间等达到企业节能的目的。
从政策层面上看,我国和国外处于不同的发展阶段。国外电力工业已经市场化了,通过智能表计以及电价的市场化可以实现用户与电网的互动和智能用电。我们现在提供的用电信息采集系统,只是一种技术上的支撑,还需要国家相关的政策制度作为保障和支持。另外,中国和外国的国情不同,也决定了我们要走出一条具有中国特色的发展道路。国外发达国家用电负荷增长速度很慢,电力需求可以通过发电装机的市场竞争来满足,而中国现在正处于工业化阶段,电力需求增长很快,目前发电企业竞价上网的市场机制还很难实现。在销售电价不能放开的情况下,用户和电网的互动自然会略逊一些。
就智能用电的前景而言,还是相当广阔的。我们可以通过建设智能用电信息系统,把用户的信息进行采集并加工处理到一个供电局层面,根据这些信息来分析用户的用能状况,为其提供节能方案。电力企业还可为用户提供峰谷电价及实时电价信息,引导用户根据电价变化做出用电消费方式的调整,进行行为节能。另外,还可以将用户侧多余的电力向电网输送。智能用电就是让用户根据电网的相关信息,科学合理地安排自己的用电行为。
电力企业在智能用电领域的担当
电网企业在智能用电领域作为一个主要力量,可以做的工作有很多,比如说我们要继续本着“你用电我用心”的客户服务理念,从智能用电的角度出发,在原来的服务基础上往智能化方向发展努力,为用户建立并完善用电信息采集系统等等。
从数据统计上看,去年底国家电网公司用户用电信息采集覆盖率达到了44%,但距离整个信息系统的全覆盖还有很大差距。鉴于这种面对用户的主要信息采集系统还不到50%的情况,我们可以采取以下措施:一是普及用电信息采集,为用户安装智能电表,通过智能电表反映所采集的信息,让用户了解用电情况。二是在企业层面上推广电能管理系统,目前中国电科院正在做相关研究,虽然还没有普及,但未来这个肯定是一个很重要的发展方面。我们应该为不同的企业开发一些电力或能量管理的相关系统,使其在完成管理的同时把数据与我们的信息系统进行交互,从而为其提出更科学合理的用电节能方案。三是电力企业可以为国家的财政部、发改委等有关部门的定价方案提出建议,针对用户的复合特性,对电价模式进行设计,例如实时电价、峰谷电价等,从而引导用户合理用电。此外,电力企业还可以推行一些节能服务,通过信息采集系统对一些基本的用电信息进行收集整理,在此基础上进行诊断,为用户提出解决方案,在设备改造及工艺流程等方面为他们提供调整建议。同样的,通过能效诊断,电力企业还可以帮助用户进行相关项目的开发,比如说能效管理项目的实施,为用户达到节电、节能的目的。所以说,智能用电既要有电网公司在技术层面和节能服务方面的支持,也要有政府相关政策和定价机制方面的制衡。
认知智能家居是循序渐进的过程

人们对智能家居的认知与接受需要一个过程。这与国民适应计算机应用有关的互联网变革一样。中国过去在计算机、软件及智能应用层面上的研究涉猎较国外还存在着一定的发展差距,到了90年代才开始使用286、386计算机;与此相似,智能家居也是如此。因为当前有关的信息化还不高,大家还不习惯智能用电的生活,随着智能电网的建设和信息化程度的提高,人们的消费观念会慢慢发生变化,家居的信息化智能化才能在中国充分“显现”。

目前,我国技术的渗透率、成熟度和普及率也不是很高,从过去传统的用电设备过渡到智能家居需要一个循序渐进的过程,另外,还需要政府制定相关的配套政策,方便传统家居的更新换代和智能家居的普及推广。就像节能灯一样,国家以前也没有明确规定白炽灯不能用,一定要用节能灯。因为节能灯价格成本很高,老百姓一时很难接受。现在国家认识到了推广节能灯利大于弊,所以规定了在未来几年之内淘汰白炽灯。但是,在操作过程中也存在一定难度,因为节能灯比较贵,节能省下的钱不够弥补节能灯的成本花费,但是节能对国家来看,肯定是好事儿。目前,智能家居还没有成气候和体系,让老百姓接受需要有一个过程,需要逐步的渗透和普及,等到什么时候智能家居都普及到家里去了,我们的智能用电体系将变得更加系统和完善,居民的用电习惯和消费方式都会发生相应变化。

未来智能电网对智慧城市具有驱动作用

首先,我们有必要界定一下智慧城市的概念,“智慧城市”这个概念很广,涵盖了多个层面,包括智能交通系统、智慧电网、智慧医疗等多个方面,它们都是未来智慧城市的重要组成部分。智慧城市是城市应对能源危机、人口爆炸、交通堵塞、环境污染等弊端的必然产物,是个系统工程,它的建设既需要多方的参与和投资,更需要很长的建设周期。

目前我国的第三产业和居民生活用电已占到全社会用电量的25%左右,这一数字随着经济的发展和人民生活水平的提高,还会进一步提升,智能电网的建设十分具有必要性。

以未来的交通管理为例,智能电网作为一种智慧能源,是智能交通系统发挥作用的重要支撑,更是智慧城市得以实现的基础。而且智慧的交通系统等也需要智能电网的支撑,随着人们需求的多样化、智能化,智能家居、电动汽车,储能装置,分布式能源这些智慧城市的重要组成部分也都应运而生,其发展势必要求智能电网对这些领域提供进一步的支撑。另外,智能电网中电动汽车充换电站的规划还可以与城市的规划结合起来,更好的服务于智慧城市。

所以,要实现智能城市的目标,必须要有一个智能的电网来支撑。智能电网的最终目标有三个:一是实现安全可靠供电;二是促进用户合理用电;三是消纳用户侧多余电力。用户既可以从电网上买电,也可以通过小型分布式发电装置来满足自己的电力需求,同时还可以将用不完的电力输送给电网,实现电网和用户的实时互动。

节能服务和数据分析相辅相成

智能电网建成以后,将会促进我国节能产业的进一步形成和完善。

从个人用户角度而言,用户可以根据报送的实时电价,自由地调整个人的用电需求,实现节能节电。从企业的角度来看,企业可以根据智能电网提供的信息,实时诊断并优化企业的用电方案,及时发现企业的电力浪费情况,提高用电效率。

智能电网的建设也势必会催生一批以节能服务为主营业务的企业,其工作就是对个人和企业工商业用户的用电信息进行分析,当然这必须是在征得用户同意的基础上进行的,还要保证对用户信息的高度保密,这就涉及到前面提到的,需要有政府相关配套政策的支持。经过专门的数据分析,这些企业会向家庭用户或企业提出个性化的解决方案,促进和提升服务对象的节能效率。

十年后的“智”时代生活畅想

智能电网的实现首先要以成熟的市场体制为前提,有了这个基础支撑,政府、社会、企业和个人要形成合力,再加上相关科学技术的进步,电网的发电侧和用户侧借助信息通信技术实现自由互动,分布式清洁能源也可以通过电网来消纳,电动汽车储能可以削峰平谷。

具体而言,等到智能电网全面建成之后,人们的生活将发生重大变化。对居民用户来说,由于实现了与电网的充分互动,居民可以根据电网数据和信息调整自己的用电行为,养成科学、合理的用电习惯,实现节电、节能。对于工商企业来讲,则便于为它们设计更有针对性的节能方案,再加上国家相关节能工作的推进,企业的能耗将得到良好控制,能效水平将获得很大提高。从整个社会层面来讲,智能电网的建成将有效促进分布式能源的使用。智能电网可以大范围消纳分布式能源,随着风电、太阳能发电等上网成本的逐渐降低,未来将有更多的清洁能源接入电网。微网作为智能电网的组成部分,也将得到充分利用,与智能电网相互促进,共同促进资源的优化配置和能源结构的调整。除了上述层面,智能电网未来还将形成一个开放式的系统,电力市场将变得更加自由开放,灵活竞争,最终实现用户与电网一种高度互动的状态。(国网电科院国电通公司郭普璞 高晶 高亚男)

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