[00113293]安全高效用电信息采集自动化与智慧用电关键技术及应用

电量计量是电能用量结算的依据,电量计量的准确性直接关系到电能贸易结算的公平、公正,关系人民的切实利益。项目团队开展了安全高效用电信息采集自动化与智慧用电关键技术的理论研究及应用,破解了用电信息自动化采集、用电信息安全维护、数据驱动智慧用电等多项技术难题,取得了从理论到系统和装置、从技术到应用的系统性创新成果。通过应用计量装置自动化检定系统,有效提高了电能表检定效率。所研发的用电信息采集系统已成功应用于天津地区用电信息采集,实现了海量用电信息的实时准确采集,研发的用电信息采集安全芯片用于智能电能表的安全防护,已广泛应用于天津、安徽等多地的智能电表,有效保障了用户用电信息安全。与用户灵活互动的智能用电技术在天津生态城等多个园区得到应用。项目成果取得了巨大的经济效益和社会效益,随着我国智慧城市建设的推进和阶梯电价等惠民政策的实施,本项目研究成果的应用将不断加强,为我国的经济社会发展提供助力。 项目的主要创新点和技术性能指标如下： 1、研发了融入智能电能表自动化检定流水线的高精度微型标准表,提出了基于微型标准表反向检测检定系统的标准溯源方法,实现了对检定设备的动态在线检测,开发了基于微服务架构的用电信息采集智能主站系统,实现了计量数据的采集自动化; 2、自主研发了支持国密算法的工业级用电信息采集专用安全芯片,提出了面向用电信息采集系统的双向认证协议和轻量级认证密钥协商协议,为海量用电采集终端在多种应用环境下实时高效接入和安全可靠交互提供软、硬件级安全保障; 3、提出了基于用电信息采集系统大数据的多维度用电数据价值挖掘和精细化负荷预测及线损估计方法,实现了考虑用户用电特性的用户感知可靠性评估、用电需求侧互动管理和远程能效分析,促进了用户节电,提升了供电服务水平。 通过应用计量装置自动化检定系统,有效提高了电能表检定效率,使得电能表检定时间缩短了45%,检定运行人员减少90%,合格表首检误判率由1%降低至0.08%,从源头上保障了信息采集的准确性,所提出的基于标准表反向检测检定系统的标准溯源方法成果推广到山东、北京等全国多个省市,满足了计量装置海量增长的需要。所研发的用电信息采集系统已成功应用于天津地区用电信息采集,每日采集数据量3.3亿条,实现了海量用电信息的实时准确采集,为电力部门服务社会发展提供了翔实可靠的数据支撑;同时,项目组自主研发的支持国密算法的工业级用电信息采集专用安全芯片用于智能电能表的安全防护,已广泛应用于天津、安徽等多地的智能电表,有效保障了用户用电信息安全。基于信息采集系统采集的量测数据,项目组开展了与用户灵活互动的智能用电研究及应用,提出了面向需求响应的家庭能量管理策略及数据驱动的台区线损分析方法,在中新天津生态城、天津海泰工业园区,以及天津大学北洋园区进行实现应用,有效提高了用能服务水平,项目成果进一步推广到广西、上海等智慧用电项目,灵活互动的智能用电使用户的能量使用效率提高了7%,居民可以减少5%的电能消耗,工业园区电力供应平均负荷峰谷差降低5.8%以上,削减系统高峰负荷10%,经济效益显著。经国内众多实际工程应用实践,本项目建立的系统软件平台和终端装置已在已在多个工程中得到应用,取得了巨大的经济效益和社会效益,为我国用电领域的发展提供了重要的技术支持。随着我国智慧城市建设的推进和阶梯电价等惠民政策的实施,本项目研究成果的应用将不断加强,产生的经济效益和社会效益也将会不断增加,为我国的经济社会发展提供助力和保驾护航。