智能電網(wǎng)引領(lǐng)家居生活“中國夢”

馮俊華

智能電網(wǎng)也就是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化，其是在高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展基礎(chǔ)上建立的，其借助于各種功能的終端傳感器，用網(wǎng)絡(luò)連接客戶和電網(wǎng)、客戶和客戶，從而實(shí)現(xiàn)其之間的網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)，能夠良好的對數(shù)據(jù)讀取實(shí)時(shí)（real-time）、雙向（two-way）以及高速（high-speed）優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)，有效的提高電網(wǎng)運(yùn)行的整體效率。在傳感器的利用基礎(chǔ)上，其可以實(shí)時(shí)監(jiān)控輸電、供電、配電以及發(fā)電等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行情況，并對其數(shù)據(jù)實(shí)施有效整合，以此對整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理工作實(shí)施優(yōu)化；另外客戶的智能終端服務(wù)器也將取代計(jì)量電表的作用，作為互聯(lián)網(wǎng)路由器并和客戶的微機(jī)連接在一起，這樣借助于智能終端也就要可以實(shí)現(xiàn)供電部門和客戶的運(yùn)行寬帶業(yè)務(wù)、通信業(yè)務(wù)、智能管家以及電視信號(hào)傳播等各種服務(wù)。

智能電網(wǎng)是利用各種先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備來實(shí)現(xiàn)其服務(wù)功能的。其中，智能開關(guān)和智能插座，只要能夠在電壓或者電流的制定位置對同步開端技術(shù)應(yīng)用，也就能夠?qū)ζ潆娐返臄嚅_或者是閉合功能實(shí)現(xiàn)，能使許多非智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)可以遙控操作。智能傳感器是具有信息處理功能的傳感器，帶有微處理機(jī)，具有采集、處理、交換信息的能力，是傳感器集成化與微處理機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物。參數(shù)量測技術(shù)在智能電網(wǎng)中，則也就是一個(gè)最基本的組成部件，其借助于傳感器的功能不同，則也就能夠?qū)Σ煌臄?shù)據(jù)獲取，并對其數(shù)據(jù)實(shí)施轉(zhuǎn)化成為數(shù)據(jù)信息，電力系統(tǒng)運(yùn)行人員以及規(guī)劃人員也就可以通過這些數(shù)據(jù)信息，得到更多的數(shù)據(jù)支持，其中包括電能質(zhì)量、設(shè)備健康狀況和能力、功率因數(shù)、相位關(guān)系（WAMS）、關(guān)鍵元件溫度、電能消費(fèi)等等信息。這些數(shù)據(jù)信息全部都被軟件系統(tǒng)進(jìn)行收集、分析、儲(chǔ)存以及處理，從而為供電公司做好供電服務(wù)提供保障。

由于以上技術(shù)的實(shí)用化，加上計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合進(jìn)而產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生了智能傳感器技術(shù)；將三者融為一體（計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與智能傳感技術(shù)結(jié)合）便產(chǎn)生了網(wǎng)絡(luò)化智能傳感技術(shù)。不管是電網(wǎng)設(shè)備的健康情況評估，還是電網(wǎng)的完整性判定，這一技術(shù)均可以完成。同時(shí)這一技術(shù)還應(yīng)用在表計(jì)讀取、電量和電費(fèi)正確計(jì)算、防止竊電、通過客戶的智能服務(wù)終端與用戶的雙向互動(dòng)中。每天不但要對每一個(gè)時(shí)段的電力電量和電費(fèi)實(shí)施記計(jì)量，同時(shí)也要對不同時(shí)段的電力價(jià)格信號(hào)和電費(fèi)費(fèi)率政策實(shí)施儲(chǔ)存，并將其詳細(xì)的告知客戶，目前所實(shí)施的是哪一個(gè)費(fèi)率政策?？梢砸勒障嚓P(guān)費(fèi)率政策也就可以自行編制時(shí)間表，對其內(nèi)部電力使用情況實(shí)施自行控制。客戶可以利用家中安裝的各種傳感器和攝像頭感知家中的各種數(shù)據(jù)和信息，對家中的各種設(shè)備進(jìn)行遙控處理。

另外，高速、雙向、實(shí)時(shí)、集成的通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)的數(shù)據(jù)獲取、保護(hù)和控制都需要這樣的通信系統(tǒng)的支持。隨著光纖復(fù)合低壓電纜（OPLC）技術(shù)的突破，將光纖隨低壓電力線敷設(shè)，實(shí)現(xiàn)到每一個(gè)客戶配以無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)承載智能電網(wǎng)配用電環(huán)節(jié)和“三網(wǎng)融合”功能，并且有4G無線通信技術(shù)的投入使用，這樣就可以實(shí)施“寬帶中國”戰(zhàn)略。這樣的通信系統(tǒng)使智能電網(wǎng)成為一個(gè)動(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)信息和電力交換互動(dòng)的大型的電網(wǎng)。其不但可以顯著對電網(wǎng)供電穩(wěn)定性以及資產(chǎn)有效利用率提升，強(qiáng)化電網(wǎng)的受攻擊抵御能力，并且可以實(shí)現(xiàn)多種智能的用電服務(wù)功能從而提高電網(wǎng)價(jià)值。所以我們供電企業(yè)應(yīng)當(dāng)加大投入和研發(fā)力量，以能夠進(jìn)一步研發(fā)出屬于我們自己的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)。

在美國，已經(jīng)有多個(gè)州對智能電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和應(yīng)用，比例IBM、ntel、西門子以及GE等一些信息產(chǎn)業(yè)的重要企業(yè)，均已經(jīng)直接投入到關(guān)于智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)研究之中。美國的第一個(gè)智能電網(wǎng)城市也就是科羅拉多州的彼爾德市，在這一地區(qū)每一個(gè)家庭都有自己的智能電表，用戶能夠?qū)Ξ?dāng)時(shí)實(shí)施的電價(jià)有一個(gè)最直觀詳細(xì)的了解，這樣也就能夠在一些電價(jià)低的時(shí)間段對一些生活中的用電項(xiàng)目安排，例如燙衣服、洗衣服等等。電表還能夠?qū)︼L(fēng)電、太陽能等清潔能源的使用提供一定的幫助。另外變電站將每個(gè)家庭的用電信息進(jìn)行收集，在出現(xiàn)問題的時(shí)候，就可以重新配備電力。

為讓居民進(jìn)一步了解智能電網(wǎng)為生活帶來的舒適與便利，國家電網(wǎng)公司在全國建設(shè)了70多個(gè)智能小區(qū)，例如，北京供電公司在北京蓮香園小區(qū)以及阜成路95號(hào)院，設(shè)置智能電網(wǎng)客戶服務(wù)試點(diǎn)。其中阜成路95院的電網(wǎng)接入方式則為光纖入戶，借助于機(jī)頂盒和電視機(jī)對三表抄收、網(wǎng)絡(luò)增值、物業(yè)等相關(guān)特色服務(wù)實(shí)現(xiàn)，將智能電網(wǎng)的良好交互性以及智能化特點(diǎn)充分體現(xiàn)出來。長春供電公司也選定長春中信城二期作為智能用電小區(qū)試點(diǎn)，該小區(qū)由智能家居系統(tǒng)和智能交互設(shè)備組成智能用電系統(tǒng)，能讓居民生活變得輕松便捷。智能家居系統(tǒng)既可以通過配套遙控器向智能交互終端發(fā)送指令，控制家電及安防設(shè)施，也可以直接用智能交互終端觸摸屏來控制。整套系統(tǒng)將智能家用電器與智能交互終端連接，有效地實(shí)現(xiàn)對燈光、窗簾、家電等的操控，達(dá)到安全、節(jié)能、智能化的效果，并能在日常使用中根據(jù)客戶的需求進(jìn)行調(diào)整。住戶還能實(shí)時(shí)掌控和分析家電的耗電量，一旦某個(gè)家電耗電大增，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)提醒，幫助戶主減少電能消耗。

智能家居可以能夠幫助居民發(fā)揮“超能力”， 隨著新的科學(xué)技術(shù)成果的研發(fā)，在不久的將來我們將可以在任何地方，只要用智能手機(jī)或電腦登錄相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，都能通過互動(dòng)多媒體設(shè)備實(shí)現(xiàn)對家中的各個(gè)空間的遙視和互動(dòng)，并通過各種傳感器感知家中各種設(shè)施的狀況，也可以通過遙控各種設(shè)施的運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)主人的各種需要。其不但能滿足我們在家時(shí)利用對各種家庭設(shè)施的控制來為自己提供服務(wù)，還可以通過智能系統(tǒng)在家中無人時(shí)實(shí)現(xiàn)家庭安保、照顧老人，看護(hù)兒童和飼養(yǎng)寵物的工作?？梢酝ㄟ^交互式多媒體系統(tǒng)了解他們的現(xiàn)狀和需求還可以和他們進(jìn)行實(shí)時(shí)交流，并通過遙控各種服務(wù)設(shè)施為他們的需求提供幫助；如在他們寂寞時(shí)可以同其聊天，可以通過遠(yuǎn)程搖控家居設(shè)施給他們提供食物、飲料及幫助在病床上的老人坐起、翻身等活動(dòng)。在我國即將進(jìn)入老年社會(huì)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)居家養(yǎng)老活動(dòng)。目前各國機(jī)器人的制造技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了可以在人的遙控下完成各種任務(wù)，所以在智能電網(wǎng)時(shí)期，各種機(jī)器人會(huì)在主人不在家時(shí)，在主人的遙控下，代替主人完成守護(hù)家庭、照顧老人、看護(hù)兒童和飼養(yǎng)寵物等各種工作，為中國的社會(huì)老齡化和諧社會(huì)建設(shè)提供技術(shù)方面的服務(wù)。所以智能電網(wǎng)帶來的不僅是電網(wǎng)運(yùn)行方式的革命，也將是掀起一場改變?nèi)祟惿罘绞降母锩?，并且可以有助?shí)現(xiàn)我們的“中國夢”。