智能用電技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用分析

姚久剛

（江蘇曼淇威電氣產(chǎn)品有限公司，江蘇 常州 213000）

0 引 言

在科技領(lǐng)域，智能用電技術(shù)作為一項(xiàng)創(chuàng)新性應(yīng)用，在智慧城市建設(shè)中展現(xiàn)出巨大的潛力和重要性。智慧城市旨在通過(guò)科技手段，提高城市運(yùn)行效率、改善市民生活品質(zhì)，并實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。該背景下，智能用電技術(shù)作為城市基礎(chǔ)設(shè)施中的關(guān)鍵組成部分，其應(yīng)用不僅在提升電力系統(tǒng)效能方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，而且對(duì)城市的整體運(yùn)行產(chǎn)生深遠(yuǎn)而積極的影響。

1 智能用電技術(shù)分析

1.1 高速通信技術(shù)

在智慧城市建設(shè)中，高速通信技術(shù)是智能用電技術(shù)的重要支柱。該技術(shù)以其快速、高效的通信能力，奠定可靠而高效的數(shù)據(jù)傳輸基礎(chǔ)，為智慧城市中的智能用電系統(tǒng)提供強(qiáng)大的支持[1]。

在無(wú)線通信技術(shù)和無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)的支持下，電力系統(tǒng)能夠建立大容量的通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)居民電站的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。這種高速通信網(wǎng)絡(luò)的建立，不僅有助于電力系統(tǒng)迅速獲取用電數(shù)據(jù)，而且為實(shí)現(xiàn)信息交互提供良好的條件。通過(guò)智能化管理電力系統(tǒng)，城市可以更加精準(zhǔn)地了解電力使用情況，為電力資源的優(yōu)化配置提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，高速通信技術(shù)為智慧城市中的電力系統(tǒng)提供均勻分布和靈活調(diào)度的可能性。在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)，可以遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制電力設(shè)備，使得城市電力系統(tǒng)能夠更好地適應(yīng)不同區(qū)域的用電需求。

1.2 綠色電力技術(shù)

智慧城市的建設(shè)中，需要智能化升級(jí)電力系統(tǒng)。該進(jìn)程中，綠色電力技術(shù)作為可持續(xù)能源的代表，可以為智慧城市提供可再生能源。太陽(yáng)能和風(fēng)能等綠色能源在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，通過(guò)智能用電技術(shù)的支持，能夠更好地捕獲和利用這些能源，不僅為城市提供更為清潔和環(huán)保的電力來(lái)源，而且為電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)[2]。通過(guò)分析太陽(yáng)能電池板（見(jiàn)圖1）的高效轉(zhuǎn)換率和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出數(shù)據(jù)，可以清晰地看到綠色電力技術(shù)在提供清潔電力方面的潛力。同時(shí)，綠色電力技術(shù)的應(yīng)用可以提高電力系統(tǒng)的能源效率。綠色電力技術(shù)與智能用電技術(shù)的結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的精準(zhǔn)管理。例如，通過(guò)智能電網(wǎng)建設(shè)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)度太陽(yáng)能和風(fēng)能等綠色能源，這種高效調(diào)度機(jī)制不僅可以提高可再生能源的利用率，也可以減少能源浪費(fèi)。相關(guān)研究顯示，綠色電力技術(shù)與智能用電技術(shù)結(jié)合的電力系統(tǒng)在單位能源產(chǎn)出方面與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，有顯著提升。

圖1 太陽(yáng)能電池板

1.3 智能電能表技術(shù)

在智慧城市發(fā)展的過(guò)程中，智能電能表技術(shù)發(fā)揮著積極作用。隨著科技的不斷發(fā)展，智能電能表技術(shù)在應(yīng)用中得到不斷的優(yōu)化和提升，具備多種功能，可以廣泛應(yīng)用于企業(yè)和城市的電力管理系統(tǒng)中。

智能電能表的自動(dòng)化抄表和自動(dòng)測(cè)量管理功能在智慧城市的電力管理中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。智能電能表能夠自動(dòng)化監(jiān)測(cè)電力消耗并抄表，避免傳統(tǒng)手工抄表的煩瑣和誤差。同時(shí)，智能電能表可以提高電力數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，抄表誤差顯著降低，為電力系統(tǒng)的可靠性提供有力保障，也為城市電力管理提供可靠的數(shù)據(jù)支持。同時(shí)，智能電能表技術(shù)的廣泛應(yīng)用減少人工勞動(dòng)量和抄表人員的負(fù)擔(dān)，提高工作效率，從而降低企業(yè)經(jīng)營(yíng)的成本[3]。此外，可以利用智能電能表技術(shù)儲(chǔ)存智能水表及智能燃?xì)獗淼臄?shù)據(jù)。將不同類(lèi)型的智能表數(shù)據(jù)整合，能夠全面了解城市不同能源的使用情況，從而制定更加科學(xué)地能源管理政策。這種數(shù)據(jù)的綜合利用，不僅有助于實(shí)現(xiàn)能源的優(yōu)化配置，還為城市規(guī)劃和發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1.4 智能采集技術(shù)

在智慧城市的電力系統(tǒng)中，智能采集技術(shù)作為智能用電技術(shù)的一個(gè)重要分支，可以高效準(zhǔn)確地采集用戶用電信息，通過(guò)計(jì)算和分析采集到的數(shù)據(jù)，可得到電力負(fù)荷、用電量、剩余電量等重要信息，為用電信息的管理和分析提供有力支持，為電力系統(tǒng)的智能化管理奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

智能采集技術(shù)在電力負(fù)荷監(jiān)測(cè)方面發(fā)揮著重要作用。通過(guò)實(shí)時(shí)采集用戶用電信息，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確把握城市電力負(fù)荷的變化趨勢(shì)，這種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)使得城市能源管理者能夠更迅速、更準(zhǔn)確地響應(yīng)電力負(fù)荷的變化，進(jìn)而調(diào)整電力系統(tǒng)的運(yùn)行策略，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。同時(shí)，智能采集技術(shù)為用電管理提供有效支持。管理者根據(jù)采集的用電信息，深入了解不同區(qū)域和用戶的用電特點(diǎn)，進(jìn)而制定更科學(xué)、更精準(zhǔn)的用電計(jì)劃，這種個(gè)性化的用電管理能夠更好地滿足城市居民和企業(yè)的用電需求，提高用電的合理性和效益[4]。同時(shí)，通過(guò)智能采集技術(shù)，用戶能夠?qū)崟r(shí)了解自己的用電情況，促使其更加理性地使用電力資源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

在城市可持續(xù)發(fā)展方面，智能采集技術(shù)發(fā)揮著不可替代的作用。通過(guò)深度分析用電信息，系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)潛在的能效問(wèn)題，進(jìn)而提出相應(yīng)的解決方案，這種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能優(yōu)化，不僅提高電力系統(tǒng)的整體效率，而且有助于實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。通過(guò)精準(zhǔn)的用電管理，城市能夠更好地利用清潔能源，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，推動(dòng)智慧城市能源結(jié)構(gòu)的升級(jí)。

1.5 交互終端技術(shù)

在智慧城市的電力系統(tǒng)中，交互終端技術(shù)作為智能用電技術(shù)的重要組成部分，扮演著至關(guān)重要的角色。

一是交互終端技術(shù)在智慧城市中發(fā)揮著重要作用。通過(guò)人機(jī)交互工程，用戶可以更好地與電力系統(tǒng)進(jìn)行信息交流。統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)不僅能夠顯示用戶的基本信息，還可以傳達(dá)電價(jià)政策等重要內(nèi)容，這種信息透明度有助于用戶了解用電情況，為其提供更多的選擇和控制權(quán)，推動(dòng)智慧城市建設(shè)的進(jìn)程。

二是交互終端技術(shù)為用戶提供便捷的用電服務(wù)。通過(guò)使用交互終端，用戶可以輕松地查詢用電記錄、了解電價(jià)政策，并完成繳費(fèi)等操作。這種用戶友好的界面設(shè)計(jì)和操作方式，使得用戶能夠更加方便地管理自己的用電，實(shí)現(xiàn)用電的個(gè)性化和定制化。同時(shí)，電力企業(yè)可以通過(guò)這一技術(shù)更加直觀地了解用戶的用電行為，為其提供更加精準(zhǔn)的服務(wù)。

三是交互終端技術(shù)在業(yè)務(wù)融合方面發(fā)揮積極作用。將不同業(yè)務(wù)融合統(tǒng)一的平臺(tái)中，用戶可以在同一個(gè)終端上完成各種用電相關(guān)的操作，避免煩瑣的跨平臺(tái)操作，這種業(yè)務(wù)融合不僅提高用戶的使用便捷性，而且降低電力企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，從而提高整體運(yùn)行效率。值得注意的是，交互終端技術(shù)在商業(yè)和公共領(lǐng)域也得到廣泛推廣應(yīng)用。例如，在商業(yè)建筑中，商戶通過(guò)交互終端技術(shù)能夠更好地掌握用電狀況，提高用電效率；在公共場(chǎng)所，用戶可以通過(guò)終端查詢電力政策、能源消耗等信息，強(qiáng)化對(duì)能源的理解和管理。

2 智能用電技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用

2.1 電動(dòng)汽車(chē)充電網(wǎng)建設(shè)

在智慧城市建設(shè)中，電動(dòng)汽車(chē)充電網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用旨在為電動(dòng)汽車(chē)用戶提供便捷、高效的充電服務(wù)。通過(guò)智能用電技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，電動(dòng)汽車(chē)充電網(wǎng)絡(luò)在充電設(shè)施建設(shè)、數(shù)據(jù)處理和云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用等方面取得顯著進(jìn)展，為城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供新的機(jī)遇。

在電動(dòng)汽車(chē)充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，充電設(shè)施公共服務(wù)的智能化實(shí)現(xiàn)用戶需求的個(gè)性化匹配，能夠提供定制化服務(wù)，滿足用戶的充電需求。例如，在充電高峰期可以通過(guò)智能調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)充電設(shè)備的合理分配，確保每個(gè)用戶都能夠享受便捷的電動(dòng)汽車(chē)充電服務(wù)。同時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)充電網(wǎng)絡(luò)的智能化建設(shè)借助云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效率的數(shù)據(jù)處理。將充電平臺(tái)中的數(shù)據(jù)采集、分析及存儲(chǔ)等模塊與云計(jì)算技術(shù)相結(jié)合，使得充電網(wǎng)絡(luò)能夠在大數(shù)據(jù)環(huán)境下高效運(yùn)作，不僅為充電設(shè)備的運(yùn)行提供及時(shí)的數(shù)據(jù)支持，而且為城市電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行提供可靠的決策依據(jù)[1]。在實(shí)際應(yīng)用中，智能用電技術(shù)的創(chuàng)新還體現(xiàn)在人工智能技術(shù)手段的引入，如專(zhuān)家決策、泛在接入融合技術(shù)、海量存儲(chǔ)技術(shù)以及分布式資源虛擬化技術(shù)等。這些技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化電動(dòng)汽車(chē)充電功能，滿足用戶的實(shí)際需求。例如，通過(guò)泛在接入融合技術(shù)，加強(qiáng)充電網(wǎng)絡(luò)的信息互通能力，提升城市基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通能力。

電動(dòng)汽車(chē)充電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)對(duì)城市的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)互通能力、信息的處理和資源整合能力也產(chǎn)生積極影響。借助交互終端技術(shù)，城市車(chē)載終端實(shí)現(xiàn)了車(chē)-車(chē)、車(chē)-網(wǎng)、車(chē)-站的信息互通，進(jìn)一步提升城市基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通水平。這種信息互通不僅促進(jìn)城市內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同工作，而且使得電動(dòng)汽車(chē)充電網(wǎng)絡(luò)能夠更好地與電網(wǎng)互動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)更為便捷的充電服務(wù)。

2.2 智能家居建設(shè)

在智慧城市的電力系統(tǒng)中，智能用電技術(shù)在智能家居建設(shè)方面發(fā)揮重要作用。智能家居建設(shè)以智能家居樣板房為基礎(chǔ)，開(kāi)展智能家居應(yīng)用推廣示范，旨在為居民提供先進(jìn)的家庭能耗管理服務(wù)。智能家居建設(shè)如下。

一是智能用電技術(shù)通過(guò)實(shí)現(xiàn)中央控制和遠(yuǎn)程控制，為智能家居提供高效的管理手段。中央控制系統(tǒng)能夠集成各類(lèi)智能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)一站式管理，用戶可以通過(guò)智能終端實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制家居設(shè)備。用戶通過(guò)遠(yuǎn)程控制和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)遠(yuǎn)程控制家居設(shè)備，提高生活的便捷性。這種中央控制和遠(yuǎn)程控制的結(jié)合，充分展現(xiàn)智能用電技術(shù)在智能家居中的先進(jìn)性和實(shí)用性。

二是智能用電技術(shù)在環(huán)境感知方面的應(yīng)用使得智能家居更加智能和人性化。通過(guò)傳感器和智能設(shè)備的聯(lián)動(dòng)，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)感知室內(nèi)外環(huán)境的溫度、濕度、光照等信息，從而智能調(diào)控空調(diào)、照明等設(shè)備，創(chuàng)造一個(gè)更為舒適的生活環(huán)境。此外，智能家居系統(tǒng)可以學(xué)習(xí)用戶的習(xí)慣，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析為用戶提供個(gè)性化的環(huán)境體驗(yàn)。

三是在視頻監(jiān)控和可視對(duì)講方面，智能用電技術(shù)通過(guò)智能攝像頭和對(duì)講設(shè)備的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)家居安全的全方位監(jiān)控。用戶可以通過(guò)智能終端隨時(shí)查看家中的實(shí)時(shí)畫(huà)面，保障家庭安全[6]。同時(shí)，可視對(duì)講系統(tǒng)允許用戶通過(guò)智能手機(jī)等智能終端與家中人員進(jìn)行實(shí)時(shí)溝通，提高家庭成員之間的交流效率。

四是安防告警。通過(guò)智能安防系統(tǒng)，家居可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)入侵、火災(zāi)、燃?xì)庑孤┑劝踩[患，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)出告警，同時(shí)通知用戶及時(shí)采取措施，這種智能化的安防系統(tǒng)不僅可以提高家庭安全性，也可以降低用戶的安全風(fēng)險(xiǎn)。

五是用戶通過(guò)設(shè)備智能化控制智能開(kāi)關(guān)、燈光窗簾、智能用電等，可以更加便捷、高效地管理家庭能耗。智能開(kāi)關(guān)面板如圖2 所示，可以通過(guò)定時(shí)控制、感應(yīng)開(kāi)關(guān)等方式實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備的智能化控制，提高用電效率。同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)智能用電系統(tǒng),可以對(duì)家庭能耗提供詳盡的用電信息，幫助用戶分析能耗構(gòu)成，引導(dǎo)用戶自覺(jué)養(yǎng)成節(jié)能習(xí)慣。

圖2 智能開(kāi)關(guān)面板

3 結(jié) 論

智能用電技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用為城市可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。通過(guò)深入分析中央控制、能耗管理和智能家居等多個(gè)方面內(nèi)容，不僅清晰地了解這一技術(shù)在提高城市電力系統(tǒng)效率、優(yōu)化資源分配、改善居民生活質(zhì)量等方面的巨大潛力，還能了解其在推動(dòng)城市轉(zhuǎn)型升級(jí)中所面臨的一些挑戰(zhàn)。