第一章 緒論 

1.1 概述 
2011 年，天津市電力公司建成了“智能用能系統”。按照“可復制、可推廣、可應用”的原則，搭建了一個全方位的用能管理平臺，該平臺可以向具有智能化功能的社區、建筑和工商業用戶，提供能源使用效率的檢測、節能情況的分析、以及雙向互動等服務。目前采集覆蓋范圍主要是智能小區和智能樓宇。 智能電網的建設是我國在能源節約和節能減排方面的重要舉措，是國家多個“十二五”計劃的重點工作內容，在此背景下智能電網的建設發展勢在必行，而從我國未來的能源市場發展前景和發展技術角度分析，未來的能源服務將更多的體現其在服務的智能化和多元化等特點，智能用電是未來用電方式的主流，向用戶提供更方便，更智能、更簡單的用戶體驗。 本次項目拓展及提升就是依托中新天津生態城智能用能系統（一期）的建設成果，拓展智能用能系統涵蓋的范圍，實現一期技術成果的創新提升，為后期中新天津生態城智能電網綜合提升工程、國家 863 項目《智能配用電園區技術集成研究》等提供了一個支撐平臺，并有望取得一些突破性的技術成果。 中新天津生態城是國家電網公司科學技術項目《面向智慧城市的智能電網園區能源優化管理關鍵技術研究與應用》（2014-2016 年）的試點依托單位之一，本次項目拓展及提升可以作為該科研項目成果轉化和應用的支撐平臺。 
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1.2 國內、外研究現狀
隨著國家電網公司在 2009 年提出的智能電網發展計劃，相關企業和單位也開始對智能用電的技術研究投入相當力量，并在國際上取得了一定成績和認可，比如在北京、河北廊坊和重慶等地相繼建成了智能小區，并實現了對接入的分布式電源、自動化配電設備以及各終端的用電設備的統一有效的監控和指導，我國在 2010 年上海世博園以及天津中新生態城兩處以示范性為目的，開展了綜合智能電網的建設工作，2011 年，甘肅、山東以及江蘇南京等地先后開始了國內首批智能化工業園區的建設工作，以重點對大用戶用能情況監測和研究有效的管理方法作為建設目標，尋找高可行性的實踐方案。 863 智能電網專項研究，是一項國家高科技研究發展計劃，智能用電在該研究方面占有重大比例，國家對此類技術投入的研究力量可以體現出國家在智能用電和推行低碳化方面的重視，也標志著我國在建設節能型社會方面的決心。 雖然我國很早就開始對智能電網進行研究及部署，但都僅限于電網供電及調度方面，而對于智能用能系統，特別是供電與用電相結合、互動的智能用能系統，卻是處于初步研究及應用階段。 目前，智能用能系統研究及應用主要由研究院、供配電公司、實驗室承擔，目標在于使供能與用能更加安全、高效與環保，最終達到高效用能、節能降耗、綠色環保的目標。 我國目前正加快資源節約型、環境友好型社會的建設，為應對能源需求與節能減排的需求，智能用能成為當前國內新技術和新產業的發展熱點。
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第二章 智能用能系統 

2.1 智能用能系統關鍵技術
用戶端的設備眾多，與精細化的智能用能管理相關的主要設備為：企業變配電站、主要用電設備和分布式能源的智能測控體系。其中滿足用電信息在線監測、查詢、負荷控制、設備節電管理等需求的關鍵設備是具有計量、控制和通信功能的智能表計、采集終端等。其功能主要滿足以下幾點： 通過對用電設備實時運行數據（電壓、電流、功率）的自動采集，方便了電力用戶實時掌握詳細的負荷情況，達到加強自身負荷管理的目的；通過采集電能質量數據及記錄各種電氣和狀態信息、異常事件等，為配電主站進行在線智能診斷提供了有效數據信息，進而可以提高設備的用電質量和運行的安全、可靠性；實時、準確地計量用電量，支持電能量的雙向計量，滿足分布式能源的獨立計量要求。智能終端應能根據用戶預定策略，達到以下功能：1）按照設定的時間和參數，自動控制用電設備的啟、停；2）可根據用戶需要，遠程控制系統的運行狀態，能夠實現靈活多變的用電模式；3）根據分時電價信息，配合供電部門開展有序用電，削峰填谷；4）支持遠方參數設定和控制，其中包括功率定值控制、電量定制控制和報警閡值遠程設定等。 
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2.2 用電信息采集關鍵支撐技術 
伴隨著分布式電源技術的發展，用戶與智能電網之間也將形成雙向功率流動，這意味著用戶既可以使用自己的分布式發電裝置提供的清潔能源，也可以與電網交易買賣電能，最終實現用戶與電網的雙向互動。 用電信息采集主站系統主要包括軟、硬件設備，是一種電力自動化準實時系統。它是整個用電信息采集業務的管理中心，負責整個用電信息采集系統的數據傳輸、處理以及應用，保障系統的運行和安全，并統一管理與其他系統間的數據交互。 用電信息采集主站軟件可以實現對電力用戶用電信息的采集和管理，并通過與營銷業務管理系統的互聯互通，成為支持智能用電服務的基礎信息業務應用平臺。電力線載波通信技術（Power line Communication，PLC），是一種利用電力線作為通信介質，實現語音、數據等業務傳輸的通信技術。載波通信是電力系統特有的通信方式，，其利用電力線纜作為傳輸媒質，通過載波方式傳輸語音和數據信號，具有可靠性高、抗破壞性強等特點，其重要優勢是可以直接利用已有的電力線基礎設施，無需再單獨鋪設通信線路，是一種低成本，且比較成熟的通信技術。 根據不同分類形式，電力線纜有不同分類類別：根據電力線纜的電壓等級分類，電力線通信可分為高壓、中壓和低壓電力線通信；根據調制頻帶和帶寬分類，電力線載波又可分為寬帶載波技術和窄帶載波技術。 
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第三章  智能用能系統建設現狀 ......... 10 
3.1  智能用能系統現狀 ........ 10 
3.2  系統整體架構 ........ 11 
3.3  計量/控制點位設置 ....... 17 
第四章  智能用能系統需求分析及設計 ..... 19 
4.1  系統需求分析 ........ 19 
4.2 能效管理功能設計 ......... 22 
4.3 用戶側功能設計 ..... 28 
第五章  結論及展望 ..... 34 
5.1 總結 ......... 34 
5.2 展望 ......... 35 

第四章 智能用能系統需求分析及設計 

4.1 系統需求分析 

智能電網是能源、信息的有機新融合，是電網智能化發展的一次偉大變革。智能用電服務，作為堅強智能電網的重要組成部分，一改傳統用電服務的模式，將用電服務從傳統的人工受理轉向網絡智能化方向，而系統集成應用的實現，還需要專業的智能化平臺及業務應用系統進行強有力的支撐。 由于智能用電服務直接面向社會、面向用戶，隨著智能技術的快速發展，個性化、多元化的服務需求也將急劇增加，隨之帶來的的就是社會增值服務呈無限量增長趨勢，這對堅強智能電網的建設具有舉足輕重的地位和作用。智能電網的出現，使原有的用電服務形態產生了巨大的變化，用電服務的內容更為寬泛，新的電網服務領域也隨之拓寬，傳統的服務模式自然也難以滿足用戶需求。其服務需求也相應需要發生較大的變化。智能用能系統所涉及的設備類型多種多樣，其數據來源也包含多個各相對獨立的專業子系統，如：配電自動化、微電網監控、電能質量監測、智能樓宇、智能家居、用電信息采集等，而如何將數據與設備整合在一起，并實現統一協同的監控和能量管理值得思考。 

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總結 

本文基于中新天津生態城智能用能系統（一期）的建設成果，拓展智能用能系統涵蓋的范圍，實現大用戶的數據采集接入與控制，提升了原有的用能綜合集成展示、用能監測、用能分析、用能報表功能，新增了節能服務、雙向互動功能。實現一期技術成果的創新提升，為后期中新天津生態城智能電網綜合提升工程提供一個支撐平臺。 首先闡明了本課題的背景和研究意義，介紹了國內外智能用能系統技術研究進展。對智能用能系統體系架構及相關支撐技術進行研究分析，為后文系統設計奠定基礎。在系統現狀及需求分析的基礎上，提出系統功能提升的詳細需求。對系統的總體架構進行的提升和擴展，并且基于智能用能系統在使用過程中發現的問題，對現階段系統建設提供有針對性的軟件升級方案，就使用流程進行了梳理，功能更清晰，使用更簡單，并根據實際需要在用能綜合集成展示、用能監測、用能分析、用能報表部分功能做了調整和完善，新增了節能服務及雙向互動功能。 二期拓展接入了三家工商業大用戶，包括生態城智能營業廳、創展大廈、天津凱普特工業用戶，實現大用戶的數據采集接入與控制，提升了原有的用能綜合集成展示、用能監測、用能分析、用能報表功能，新增了節能服務、雙向互動功能。 
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參考文獻(略)

本文編號：98623