编者语:先进计量体系是指能够按需求自动、双向地获取并控制用电的计量系统,由包括智能电表在内的硬件设施、通信系统以及信息采集与分析决策的软件系统组成。
中国国家电网公司提出,构建以信息化、自动化、互动化为特征的统一坚强智能电网。很显然,建设智能电网,离不开对终端用户的信息采集及应用,也就是通常所说的“先进计量体系”(Advanced Metering Infrastructure )。
先进计量体系是指能够按需求自动、双向地获取并控制用电的计量系统,由包括智能电表在内的硬件设施、通信系统以及信息采集与分析决策的软件系统组成。
先进计量体系究竟有多重要?笔者认为,它的重要性体现在以下方面:
它是智能用电的基础。电力企业要通过削峰填谷来减少投资,提高运营效率;用户希望节省开支,合理用电。而这仅靠电费账单是远远不够的。双方都需要了解在什么时间段用了多少电,并在必要的时刻适当控制及分配用电。
它将有效提升分布式能源的利用率。利用储能技术以及对用电负荷的有效预测及调控,就可提高分布式太阳能、风能等的渗透率,使其接入电网后更加“友好”。
一方面,智能电表的双通道、双向计量功能可以精确记录“受电”与“售电”的时段、电量及对电网的影响,并通过对历史数据的深入分析,提高负荷预测的准确性;另一方面,智能电表所提供的实时电气参数,可作为调节逆变装置及储能系统的依据,使风能、太阳能等间歇性能源变得可调、可用。此外,先进计量体系的高速通信网络,也是整个微电网的通信基础。
它催生了新产品、新技术和新业务模式。比如,几辆插入式混合动力汽车充电时,对电网的影响微不足道;但若有成百上千辆同时充电,它有何影响、是否控制等问题就变得很重要。而先进计量体系可以解决这些问题。
它可提升供电质量,提高运营效率,实现电网自愈。通过先进计量体系与其他软件平台的集成,可以实现智能电网的许多高级应用。例如,将先进计量体系与停电管理系统进行集成,就可通过智能电表传输的信息自动判断故障位置、类型及停电范围,并生成检修及恢复供电计划。这将大大提升现有故障报修语音系统的效率,缩短停电时间。
先进配电网管理的许多高级应用,也都需要利用先进计量体系的信息平台,如网络优化(通过电气操作平衡负荷,降低损耗)、安全校核(分析每一步电气操作对电网安全性的潜在影响,并提示预警方案)等。
既然先进计量体系是智能电网的重要组成部分,那么构建先进计量体系的关键是什么,如何体现其先进性?
第一,要有高速的通信网络。可以因地制宜考虑多种组网方式,但足够的带宽及传输速率,是构建先进计量体系的必要条件。
Wimax是一种高速无线宽带传输技术,它采用点对多点的通信方式,在3.5兆的带宽中,平均速率约为每秒18兆比特。一个建在高层建筑上的Wimax基站,覆盖半径可达3千米左右。现在很多城市的供电半径还不到3千米,利用一个有光纤敷设的变电站作为一个接入点,一端是Wimax无线宽带到户,一端是接入光纤主干网,将是很理想的组网方式。这种方式是低成本的宽带接入方式,尤其适用于企业专网的建设。
第二,要有智能电表。作为连接电网与用户的重要节点,智能电表的作用举足轻重。125年前,GE从爱迪生手中接过了电表业务,成为世界上第一个规模生产电表企业。当时的电表计费是靠“称重量”——在电表里面有一些化学物质,通电后重量会发生改变。科技飞速进步,今天的智能电表已从单纯的计费工具,发展成为提升整个电网运营水平的智能元件,是将信息转化成决策的知识源泉。
与普通多功能电子电表相比,智能电表增加了两大显著特点:
一是双向通信功能,即电网不仅能从电表收集用电信息,更能将电网信息(如实时电价等)及控制命令下达给电表,电表接收并作出“智能”响应。双向通信还包括与智能家电、其他表计的信息传递与控制命令。
二是拥有基于标准的、开放接口的内置智能程序。现在很多智能电表都从多功能电子电表改进而来,即使增加了双向通信,也都使用“问答”方式从主站被动接收指令,这种模式不适合实时性强、信息量大的智能电网要求,容易导致数据丢失、信息错误、通信堵塞等问题。
GE智能电表内置的PolicyNetTM,是基于“政策”的高级应用程序,只要接收到的信息符合预先设定的逻辑,就能自主作出判断和响应,无需等待主站再次发出指令。该程序可以实行远程修改“政策”,进行软件升级,维护。GE PolicyNetTM采用基于标准的开放式软件构架,提供IP、SOAP等多种格式的交换数据信息,方便与上级软件平台集成,拥有更多智能功能。
今年10月,位于澳大利亚维多利亚省的Ausnet电力公司开始大规模部署先进计量体系,GE将为其提供近70万只基于Wimax通信的智能电表。这一体系建成后,Ausnet的电力用户,不再是先消费、后埋单的普通用户,而是事先预知、提前介入、决策消费的超级用户;Ausnet电力公司也不仅仅为用户提供用电服务,而是通过制订“政策”引导客户用电,并借助其消费行为改善电网运行质量,提高电网运营效率。
随着全球各地越来越多地应用先进计量体系,智能电网正在走向大众,并终将改善人们的生活。