用户侧能量管理系统初探

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1、第３６卷第３期Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．３２０１２年２月１０日Ｆｅｂ．１０，２０１２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１０２６．２０１２．０３．００２用户侧能量管理系统初探王伟１，何光宇２，万钧力１，杨文轩２，陈艳波２（１．三峡大学电气与新能源学院，湖北省宜昌市４４３００２；２．电力系统国家重点实验室，清华大学电机系，北京市１０００８４）摘要：基于国内外知名企业在家庭能量管理系统、楼宇能量管理系统和企业能量管理系统方面的实践，提出了用户侧能量管理系统（Ｕ－ＥＭＳ）的概念。阐述了３类Ｕ－ＥＭＳ的具体构架和研究进展，分析了Ｕ－ＥＭＳ应具备的主要功能。最后，探讨了Ｕ－ＥＭＳ在近期

2、的实践和发展以及长期发展中需要解决的问题。关键词：用户侧管理系统；节能；安全；家庭能量管理系统；楼宇能量管理系统；企业能量管理系统０引言现有的技术集成为一个完整的系统。松下电工东京本部大楼在节能方面引入新技用户侧曾被认为是单纯的电能消耗单元。直到［５］术，通过建设楼宇能量管理系统（ＢＥＭＳ），集中计２０世纪７０年代发生能源危机，西方国家才不再一量各终端的电量与能耗，并提出了“整合调控节能”味追求以装机容量来满足负荷需求，而是通过提高的新思路，充分应用分析支持工具，在海量数据中找机组的利用效率、削减需求侧负荷来解决供需矛盾。出节能的可能性，实现持续节能的目标。美国于１９７８年颁布了

3、《国家节能政策法》，拉开了全企业级电气监控和能量管理系统Ｅ３［１］ＣＳ的设计球对需求侧管理研究和实践的序幕。此后，用户［６］方案已经在国内多个钢铁和水泥企业应用，在企侧越来越受到人们的关注。近几年来，由于用户侧业的办公区和生产车间顺利完成了监控设备的组在节能减排以及安全方面的巨大潜力，且技术门槛网，安装在生产现场的智能终端通过控制器局域网相对较低，美国、中国、日本等国的知名企业纷纷开络总线Ｃａｎ－Ｂｕｓ组网，顺利实现设备运行状态和能展了用户侧的相关研究。耗的测量、电能调度以及用电安全保护等功能。本ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＨｏｈｍ服务是微软公司２００９年公开文将与企业有关的这一类能量管理

4、系统称为企业能［２］的一款家庭能量管理服务。该服务用于分析消费量管理系统（ＥＥＭＳ）。者和涉及的电网公司的电能数据，探明能源的流向。由于各公司技术水平和侧重点不同，所以各公同时，ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＨｏｈｍ还会向消费者和电网公司提司所开发的用户侧系统的具体应用领域也不同。通出改进建议，帮助二者节省资金。过分析可发现，已有的研究主要分为３类，即家庭能谷歌公司也于２００９年推出了一项类似的计划，量管理系统（ＨＥＭＳ）、ＢＥＭＳ和ＥＥＭＳ。虽然应用［３］该计划被称为ＰｏｗｅｒＭｅｔｅｒ。通过通用的智能量的领域不同，但它们最终的目标是一致的，即建立一测和能量监测装置获得用户的能量使用信息。

5、无论个系统来规划和管理用户侧电能的使用，为何不把何时何地，用户都可以通过ＰｏｗｅｒＭｅｔｅｒ工具查看它们放在一起研究？自己家庭的能量消耗情况。本文将此类系统称为用户侧能量管理系统总部位于美国犹他州盐湖城的Ｃｏｎｔｒｏ１４公司，（ｕｓｅｒｅｎｅｒｇｙｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ，Ｕ－ＥＭＳ），即通是一家专业从事家庭自动化控制产品研发、生产和过调整用户侧的负荷及用户自身配备储能设备的充销售的知名企业。Ｃｏｎｔｒｏ１４公司实现了对家庭中［４］放电来适应电网负荷和电价变化的自动化系统，以灯光、音乐、家庭影院、温度以及安防系统的控制，达到节约能源、确保用户用电安全、减少用户电费支其标准

6、化的有线、无线（ＺｉｇＢｅｅ，Ｗｉ－Ｆｉ）产品能够使出、提高电网稳定性和安全性的目的。收稿日期：２０１１－０６－０３；修回日期：２０１１－１０－１５。１Ｕ－ＥＭＳ及其研究进展国家自然科学基金资助项目（５１０７７０７９）。从规模上来说，Ｕ－ＥＭＳ可分为ＨＥＭＳ，ＢＥＭＳ—１０—·智能电网·王伟，等用户侧能量管理系统初探和ＥＥＭＳ等。ＨＥＭＳ），在有效的传感网络的支持下，可以整合各［１２］１．１ＨＥＭＳ及其研究进展种物理传感信息、控制多种用户家庭设备。ＨＥＭＳ比较适合于居住较分散的用户，此时每在智能程度上，ＨＥＭＳ与家庭自动化网络相户人家都是一个小系统。其组成如图１所示［７］。比，有

7、了很大提高。一方面，ＨＥＭＳ能够主动提醒用户。文献［１３－１６］提出了运用非均匀的传感器网络构成的一个自适应的家庭能量管理系统（Ａ－ＨＥＭＳ），该系统使用非均匀的传感器网络集合，安装适合ＨＥＭＳ的智能插座，智能插座顾及到了每个家用电器，通过向用户发送多种消费信息，告知用户关于他们的消费方式。另一方面，ＨＥＭＳ能够为用户提供合理的建议。文献［１７］将家庭中的电器用电消耗与同类型的电器进行比较，给出节能的建议，用户可以更改电器的使用模式或者根据需要选择更节能的电器取代现有的电器。从目