计算机模拟电力公司向智能电表传送电价等数据，智能电表将接收到的电价信息送到内置处理器中进行分析处理，根据这些信息并结合居室内当时的电能使用状况，为用户提供一系列的节能方案，并显示在智能电表的触摸式控制屏上。用户可以结合实时电价与自己的电能需求选择适当的节能方案。方案被用户确定以后，智能电表立即产生一套控制指令，将指令传送到控制器中，控制器接收到这些指令通过模拟或数字信号控制居室内的各用电设备。同时，居室内各设备的运转情况也会通过控制器传回智能电表，智能电表的内处理器会分析这些数据，计算出当前的节能效率，并将结果显示在显示屏上。这样一来用户对整个室内的用电情况就一目了然。电价和节能率也同时显示出来，能够使用户对自己的电能使用效率有一个更加直观、更加量化的了解，这就从侧面激励用户自主节能。对于电网来说，由于用户自主节能，用电高峰时期的电力供应压力必将大幅减少。
4.系统硬件实现
由于采用计算机模拟电网端，本系统硬件主要包括两个主要部分：智能电表和居室电器控制器。
1)智能电表设计
本系统中的智能电表由一块液晶显示屏及其控制电路组成。它可以通过RS232串口与计算机进行实时通信。计算机向串口发送一组二进制代码，控制液晶显示屏上的一个显示动作，代码与显示动作一一对应，这样就可以达到对液晶显示屏的实时控制。
可以显示出用户当前时段及对应的实时电价，受控制的用电器被一一列出，当前居室内用电器的使用状况一目了然。同时，根据用电器的使用情况计算出当前的用电总功率，并显示在液晶屏上，如果总功率高于某一设定好的值，屏幕下方会出现节电提示。
液晶显示屏通过串口与计算机相连，在“居室智能节电系统”的软件部分里，运用串口控件向计算机串口发送指定的数据，控制液晶屏幕上的显示。
通过这个模拟的智能电表，可以为用户提供详细的用电信息，使用户对居室当前的用电状态有一个全面的了解，并且能够对用户的节电行为起到很好的激励作用。
2)居室电器控制器设计
这一部分主要由数字量模拟量输入输出控制器完成对各个用电器的控制。它可以利用计算机RS232串口实时控制模拟量的输出和数字量的输出，控制器采用特有的抗高频干扰电路，工作稳定可靠，其中每路模拟量输出都有过压保护电路，可抗雷击和静电冲击。工作电源为直流24V，采用高速C8051系列单片机，具有2路模拟量输出(0~12V)，6路数字量输出。通过向串口发送简单的代码就可以控制各数字量和模拟量的输出，使用极其方便。
我们在居室模型中，选用了照明灯、落地灯、装饰灯、空调、电暖气、电视机、饮水机、组合音响这8个可控的不同功率的家用电器，用直流电机、发光二极管、音乐芯片等器件代表不同的用电器，来模拟真实的家庭居室。
居室电器控制器通过串口与计算机连接，在“居室智能节电系统”的软件部分里，根据具体情况实时地发出指令，指令代码通过RS232串口发送到控制器，控制模拟量的输出电压和数字量的开通与关断，从而达到对直流电机、发光二极管等器件的控制，这样就可以准确地模拟出居室内的电器使用状况。
本系统还制作了居室模型，将各个用电器安装到各自的位置，使其更具有观赏性，更完整地体现出了本系统的设计思想。
5.系统软件实现
本系统假设了四个模拟时段，各个时段分别采用一种电价模式。可供选择的时段分别为：6：00~8：00，8：00~19：00，19：00~23：00，23：00~6：00，在演示时，用户需要选择一个模拟时段。
然后，系统会向用户显示出当前居室内所用用电设备的基本情况，用户根据需要选择自己要开启的用电设备，系统即可计算出整个家居内的用电总功率。
6.节能效益分析
通过模型的假定以及最优方案的设计，可以给出实施本项目的节电量统计数据：由于在系统设置上，本系统选择立式空调结合电暖气的电器设施，所以将一年分为两个时段来计算电量，每天按照平均值计算(在这里不考虑特殊情况和用电习惯)。
(1)假设夏天和秋天(每年的5月份至10月份)用户选择使用立式空调，根据居室智能节电系统优化方案，将一天分为四个时段，各时段平均节能量如下：
06：00~08：00：每小时节电200W，共节电0.4度；
08：00~19：00：每小时节电300W，4小时总计节电1.2度；
19：00~23：00：每小时节电400W，总计节电1.6度；
23：00~06：00：每小时节电100W，共节电0.7度。
一天内节电总量：3.9度。
(2)假设冬天和春天(每年的11月份至来年4月份)用户选择使用电暖气，同样将一天分为四个时段，各时段平均节电量如下：
06：00~08：00：每小时节电300W，两个小时节电0.6度；
08：00~19：00：每小时节电400W，按照4小时计算节电1.6度；
19：00~23：00：每小时节电500W，四个小时节电2度；
23：00~06：00：每小时节电100W，总计节电0.7度。
一天内节电总量：4.9度。
这里以5~10月份的用户节电量为例，上面已经计算出每户每天的节电量为3.9度，那么每一百户每年节电量就可达到142350度。
按照《2008-2009中国发电行业发展研究年度报告》的内容显示，我国火电占全国规模以上电厂发电量的80%以上，而在我国，火力发电的原料基本上用煤，煤在燃烧的过程中会排放大量的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫以及氮氧化合物、粉尘等污染物，它们是我国大气污染的主要来源之一。如果不考虑煤的品种以及机组的效率(煤的发热量越高，煤耗越低；相应的机组的效率越高，煤耗也会越低)，我们认为发一度电需要耗煤400克左右，每一百户每年节电142350度电就可以节约大概57吨煤。而平均燃烧一吨煤大概会排放2.66~2.72吨二氧化碳；大约11千克的粉尘；另外，按照含硫量的不同，有10~24千克的二氧化硫。那么节约下来57吨煤燃烧所减少的二氧化碳、二氧化硫、粉尘等污染物的排放量就分别是151.62~155.04吨、570~1368千克以及627千克。
因此，通过项目的实施，一方面节省能源消耗：煤属于不可再生能源，在我国节电实际上就是间接地减少了煤的开采量及使用量；另一方面，有效地降低大气污染物的排放量，为环境治理贡献积极的力量。
另外，从用户的角度考虑，假设每度电0.5元，那么按照我们提供的优化方案计算的每户每天节电3.9度计算，每天就要节省大约2元钱的支出，一年就要节省大约730元钱的支出。对于用户来讲就可以有一个类似激励的效用，督促每家每户节省用电。
实际上，本系统是在智能电网决策支持理念之下，给予用户选择权的同时，在电力需求、能源节约和环境保护三者之间寻找一个较优的匹配，既不影响用户的正常生活质量，同时以智能提示的方式对用户进行督促，减少额外用电，节省能源、减少排放，以达到各方状态的优化。
3.7全球气候变化下的电力监管变革
自从2002年电力体制改革实施“厂网分开”之后，中国电力生产力尤其是发电生产力水平向前迈出了一大步。多少年来影响百姓生活的拉闸限电、服务水平低下、发电容量瓶颈等难题被发电商的自主投资决策、竞争机制的引导所消化，但是如何进一步推动中国电力体制改革的方向和进程，是社会各界和学术界长期议论的题目。
通过智能电网技术我们能否走出这些藩篱？在信息经济的技术进步环境中，电力监管和智能电网技术将发生哪些变化呢？
3.7.1全球气候变化与电力监管
全球气候变化不仅影响人类生存，还将影响产业发展和社会稳定，所以，它是世界各国政府都密切关注的国际问题。进入21世纪，气候变化和电力市场同时成为摆在中国电力工业面前的巨大难题。2007年在国家气象局与中国科学院联合发布的《气候变化国家评估报告》中指出：中国坚持科学发展观，走新型工业化的道路，以提高能源利用效率和改善能源结构为核心，发展高效、清洁的化石能源技术、先进的核能技术和再生能源技术，建立完善的相应工业体系。而作者在2008年出版的《电力工业节能减排目标管理》一书中曾经首次提出“能效在于电网”的观点，即遏制气候变化，中国电力工业的关键环节在电网，瓶颈也在电网，智能电网技术正是对《气候变化国家评估报告》中总结的应对气候变化的电力工业新技术体系中未曾提到的电网技术的最恰当的补充！
对于气候变化环境下的电力监管如何进行？目前国内仍然未能见到更多的相关研究。
反过来，技术进步也会成为监管的推动力。在主导技术诞生的同时，政府监管还未到位，这时的企业利用技术垄断和自然垄断获利，随着政府监管的进入，打破垄断的方法常常是引入竞争，即将原有的全流程分解为网络运营、服务提供、设备制造、产品生产等几大资产块，分权运作，保护竞争，分段监管。
3.7.2电力监管与智能电网技术
电网技术对于电力系统专业人员和专业学者来说，具有十分的吸引力，它对政府实施电力管制的可行性也有相当程度的影响力。但是，面对21世纪这场严重的经济危机和走出危机时各国政府采取的对策看，原本是独立的电力和能源技术，结合了气候变化与碳贸易，就迅速上升成为了一个美国持续几十年的国家新战略。同样在中国，在可再生能源这一战略指引下的可再生能源政策与电力技术的融合、协调，既为中央和地方政府也为电力产业变革带来了很强的冲击力和新的推动力。人们不得不再一次思考发电、电网等电力技术在社会中怎样重新定位，如何在气候变化和电力市场中探索出中国电力产业新的价值创造方向及其监管模式。
电力监管以维护电力市场“公平、公正、公开”为基本出发点。智能电网条件下应当推行的电力监管将如何定位，如何实施，如何保障市场参与者和广大用户的权益，这是智能电网新技术环境中中国电力监管的新课题。
作为智能电网的产生与发展，短期电力监管的重点集中在技术质量的焦点上。
1.智能电网技术质量监管
监管者面对新型智能电网，要超前规划输电、配电和发电的相关要求和投资义务，以确保新增发电、输电容量的规划、智能电表更换和可再生发电装机容量建设和并网，从质量上要达到智能电网的基本要求。
制定运行规则，尤其是引入电力市场交易规则，使发电和用户都能够在电力市场中得到“三公”的保障，满足基本的运行和维护标准，包括向最终用户供电的技术参数。
2.智能电网技术标准监管
在竞争环境中，发电与电网企业仍然需要遵守技术标准、市场规则，尤其是电网企业所运营的网络，在电网经营上必须要符合标准——公平交易、价格透明、信息发布、高效结算等电力监管的惯例。在智能电网环境中更需要重新建立相应的监管指标体系：
(1)停电时间及其停电信息沟通在数量、范围和质量上的标准；
(2)频率波动区间与AGC机组启停容量和价格等信息公开发布标准；
(3)电压限制的标准；
(4)发电与输电间投资的比例配套的最低标准；
(5)电网商要根据新能源的建设实施配套并网和输电网络转运等技术支持的标准；
(6)需方响应价格制定与监管的标准；
(7)电网络和智能网格的性能评价标准等等。
通常，人们在评价一个智能电网巨系统时，响应时间、吞吐率、系统利用率、资源利用率等都是常规标准因素，是监管者必须重视的；上述传统的性能评价方法和评价标准对电力网络及其智能决策支持系统的性能评价有很大影响。进一步，在对类似于智能电网一类的超级计算机和集群式巨系统进行监管时，最需要采用的判别指标是加速比和运行效率。这两个指标表示资源的利用效率和响应时间，例如，短期电力负荷的预测、风力预测和水流的预测效率，对于风、火、水调配型电网的调度的响应都是十分重要的，否则就难以称之为智能电网，这一切都需要建立相应的标准。
3.7.3智能电网技术将推动电力监管效率提升
我国电力工业与美国电力工业的差距很大，电网在这些年未曾积极跟进发电的竞争，“去市场化”的发展趋势延误了电网技术与竞争力的全面和正常提升，在无市场机制的前提下贸然推进智能电网技术，将有可能使得智能电网的投资和交易没有真正的价值尺度，计划指标无法达到类似于市场价格的综合性、实时性、广泛传播等特性，这是价格信息所独有的激励功效，这种功效的缺失会使得投资人对于建设智能电网所需的相关设备、技术、人才等生产要素没有选择性，投资既没有激励也没有风险，还没有止损的边界，没有电力供需综合平衡与节能的内在动力。这种环境下的监管效力是相当有限的。在当前智能电网技术兴起的新形势下，监管者必须走在新理念之前，有力地培育市场、培育多元化的投资人，才可能建成电力市场，促进信息的公平。
