基于智能電網(wǎng)的新型小區(qū)智能化系統(tǒng)研究分析

姜旭東 陳蔣科

摘要：隨著智能電網(wǎng)的推廣和信息化技術(shù)的發(fā)展，智能小區(qū)在人們對(duì)供用電服務(wù)提出更加便利化、人性化、智能化的要求下逐漸應(yīng)運(yùn)而生。在智能電網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，利用各種先進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)，打造符合小區(qū)居民用戶(hù)的供用電服務(wù)需求的智能小區(qū)已成為未來(lái)必然發(fā)展的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);智能化系統(tǒng);關(guān)鍵技術(shù)

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，智能電網(wǎng)技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)，電力用戶(hù)對(duì)供電服務(wù)也提出了更高的要求。智能電網(wǎng)背景下的智能小區(qū)建設(shè)就以實(shí)現(xiàn)用戶(hù)低碳環(huán)保、安全便捷的高質(zhì)量供電服務(wù)為目的。智能電網(wǎng)具有信息化、自動(dòng)化和互動(dòng)化等特征?，F(xiàn)代智能小區(qū)建設(shè)應(yīng)該以清潔能源、光纖通信、電動(dòng)汽車(chē)等智能電網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，建立可以滿(mǎn)足用戶(hù)高效便捷、清潔環(huán)保、安全可靠的居住場(chǎng)所為目的的新型智能小區(qū)，提高電力能源的利率用，促進(jìn)電網(wǎng)用電平穩(wěn)。鑒于此，本文從構(gòu)建智能小區(qū)系統(tǒng)與通信網(wǎng)絡(luò)角度出發(fā)，對(duì)智能小區(qū)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行探討分析。

一、智能小區(qū)的內(nèi)涵

智能小區(qū)指的是采用了智能電網(wǎng)技術(shù)的居民小區(qū)。智能小區(qū)以先進(jìn)的通信技術(shù)（如光纖電纜、電力線(xiàn)在波）為基礎(chǔ)打造了小區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)。智能小區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了信息流的雙向互動(dòng)，小區(qū)內(nèi)的配電自動(dòng)化、智能家電、分布式電源控制、相關(guān)數(shù)據(jù)信息采集等均可以通過(guò)小區(qū)內(nèi)的智能表來(lái)實(shí)現(xiàn)，智能小區(qū)內(nèi)的公共電力設(shè)施、分布式電源、家用電器等均可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷的實(shí)施監(jiān)測(cè)和控制，在提高電力資源終端利用率的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)與電力企業(yè)的雙向溝通和互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了“三網(wǎng)”融合。另外，智能小區(qū)的建設(shè)不但滿(mǎn)足了居民對(duì)電力服務(wù)的多元化需求，而且對(duì)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)高效、節(jié)能環(huán)保目標(biāo)、提高電網(wǎng)相應(yīng)速度、穩(wěn)定電網(wǎng)峰值、提高電網(wǎng)設(shè)備利用率、優(yōu)化用戶(hù)結(jié)構(gòu)等具有非常重要的作用。

二、智能小區(qū)結(jié)構(gòu)

（一）智能小區(qū)的系統(tǒng)組成

智能小區(qū)是以通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，通過(guò)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的信息傳遞、交換等形式聯(lián)結(jié)而成的。結(jié)合小區(qū)的居民和用戶(hù)等用電情況，智能小區(qū)主要的業(yè)務(wù)系統(tǒng)由外網(wǎng)系統(tǒng)的用電信息采集、分布式電源管理、儲(chǔ)能式交通工具充電、配電自動(dòng)化，和內(nèi)外系統(tǒng)的智能家居等兩個(gè)部分組成的。依據(jù)國(guó)家信息安全防護(hù)的有關(guān)要求和規(guī)定，智能小區(qū)內(nèi)外網(wǎng)系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)雙向的信息交換，取決于主張系統(tǒng)的隔離裝置。

用電信息采集系統(tǒng)是實(shí)時(shí)采集、監(jiān)控和處理用戶(hù)用電信息的基礎(chǔ)性系統(tǒng)，為其他系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)提供必要的信息輔助作用。分布式電源管理系統(tǒng)是指小區(qū)分布式的電源進(jìn)行實(shí)時(shí)的計(jì)量、監(jiān)控和保護(hù)，并與電力系統(tǒng)營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)寫(xiě)作，為用戶(hù)提供靈活的互動(dòng)服務(wù)與智能化用電決策的輔助服務(wù)。儲(chǔ)能式交通工具充電系統(tǒng)是指對(duì)小區(qū)內(nèi)的充電裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)的計(jì)量、監(jiān)控以及有序的用電記錄與管理的系統(tǒng);配點(diǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)是指對(duì)小區(qū)內(nèi)低壓配電系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，并為用戶(hù)提供及時(shí)的故障報(bào)修服務(wù)的系統(tǒng);智能家居系統(tǒng)除了采集用戶(hù)用電信息之外，還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制家電起停，并可為用戶(hù)提供電費(fèi)自助繳納等便民化服務(wù)。

（二）智能小區(qū)的通信網(wǎng)絡(luò)

該種通信網(wǎng)絡(luò)是在傳統(tǒng)的光纖、電話(huà)和有線(xiàn)電視等公用業(yè)務(wù)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，將智能小區(qū)的各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)充分融入其中，并形成實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)信息交互的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?；诖?，智能小區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)具有以下特點(diǎn)，即：穩(wěn)定可靠性、交互實(shí)時(shí)性、用電安全性。因此，在設(shè)計(jì)和規(guī)劃智能小區(qū)的通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，必須要符合國(guó)家和電力系統(tǒng)的信息安全防護(hù)規(guī)定和要求。

（三）智能小區(qū)的業(yè)務(wù)功能

通過(guò)上文對(duì)智能小區(qū)主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)的分析，結(jié)合人們對(duì)智能小區(qū)的業(yè)務(wù)需求分析，本文匯總出智能小區(qū)幾項(xiàng)重要的業(yè)務(wù)功能，除了用電信息采集、配點(diǎn)自動(dòng)化和儲(chǔ)能式交通工具充電管理以及分布式電源管理與智能家居綜合管理等之外，還有“三網(wǎng)融合”服務(wù)和雙向互動(dòng)服務(wù)。其中，智能家居和“三網(wǎng)融合”服務(wù)則類(lèi)屬于電力系統(tǒng)的拓展性增值業(yè)務(wù)。

（三）智能小區(qū)的核心技術(shù)

綜合上文的分析內(nèi)容，本文研究得出在智能電網(wǎng)的背景下，智能小區(qū)的核心技術(shù)集中于用電信息采集、儲(chǔ)能式交通工具充電管理、配點(diǎn)自動(dòng)化、分布式電源管理和智能家居以及通信技術(shù)與信息安全技術(shù)等。基于前文已對(duì)智能小區(qū)用電信息采集等業(yè)務(wù)系統(tǒng)做了簡(jiǎn)要的描述，下文則重點(diǎn)闡述一下智能小區(qū)的集成通信技術(shù)、互動(dòng)服務(wù)技術(shù)、配點(diǎn)自動(dòng)化和分布式電源運(yùn)行控制。

（1）集成通信技術(shù)。智能小區(qū)通信技術(shù)是支持和保障各業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，主要包含了光纖復(fù)合低壓電纜技術(shù)、電力線(xiàn)寬帶通信技術(shù)和以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)光通信技術(shù)三種。所謂光纖復(fù)合低壓電纜技術(shù)就是將光纖組件疊加至低壓電纜中，以實(shí)現(xiàn)兼具電力傳輸與通信能力的技術(shù);電力線(xiàn)寬帶通信技術(shù)是指利用擴(kuò)頻通信技術(shù)和正交頻分復(fù)用技術(shù)等進(jìn)行調(diào)制解調(diào)，使電力線(xiàn)載波倒1Mbps以上、2——30MHz的通信技術(shù);以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)光通信技術(shù)是指在以太網(wǎng)方式的基礎(chǔ)上，利用一點(diǎn)對(duì)應(yīng)多點(diǎn)的單纖雙向光方式，將局域性質(zhì)的光線(xiàn)路終端、用戶(hù)的光網(wǎng)絡(luò)單元

和光分配器聯(lián)結(jié)并組成無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的技術(shù)。

（2）互動(dòng)服務(wù)技術(shù)。智能小區(qū)的一個(gè)重要特征就是友好互動(dòng)性。因此，在智能電網(wǎng)條件下，智能小區(qū)的互動(dòng)服務(wù)技術(shù)集中體現(xiàn)在自助服務(wù)終端技術(shù)、95598網(wǎng)站互動(dòng)技術(shù)和智能型終端交互技術(shù)三種。通過(guò)這三種媒介或者渠道，用電用戶(hù)不僅可以隨時(shí)隨地查詢(xún)用（供）電情況、繳納電費(fèi)或充值，還可以方便快捷地享受故障報(bào)修服務(wù)等。除此之外，借助智能型終端交互技術(shù)，可為用戶(hù)提供具有增值性質(zhì)的家庭安防、社區(qū)服務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)等。

（3）配點(diǎn)自動(dòng)化技術(shù)。該技術(shù)涵蓋了用戶(hù)停電檢測(cè)與報(bào)告、低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控以及無(wú)功電壓控制等技術(shù)。通過(guò)用電信息采集系統(tǒng)，可對(duì)小區(qū)內(nèi)各用戶(hù)停電故障進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)報(bào)告，并借助狀態(tài)檢測(cè)和自動(dòng)報(bào)警功能，及時(shí)掌握和控制低壓配電系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備以及公用電器設(shè)施的運(yùn)行情況。

（4）分布式電源運(yùn)行控制技術(shù)。分布式電源是智能小區(qū)電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)，也是組小區(qū)微電網(wǎng)的重要單元。其核心技術(shù)集中在快速通信、運(yùn)行管控、故障檢測(cè)和保護(hù)以及電力電子等方面。所謂快速通信技術(shù)是在不同特性分布式電源信息的基礎(chǔ)桑，借助電力電子器件來(lái)實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)級(jí)、微電網(wǎng)級(jí)和單元級(jí)之間通信的技術(shù)。運(yùn)行管控技術(shù)是指在了解并掌握當(dāng)?shù)責(zé)犭娦枨笄闆r、電價(jià)、電能質(zhì)量要求和氣象狀況以及其他情況的基礎(chǔ)上，對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行成本和效率進(jìn)行有效管控的技術(shù);故障檢測(cè)和保護(hù)技術(shù)是在對(duì)比常規(guī)電力系統(tǒng)防控措施的基礎(chǔ)上，對(duì)引入的分布式電源進(jìn)行相應(yīng)的防控的技術(shù)。

三、結(jié)語(yǔ)：

通過(guò)對(duì)智能小區(qū)技術(shù)現(xiàn)狀的梳理和匯總，我國(guó)不僅提出了符合國(guó)情的智能小區(qū)結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)功能，還提出了智能小區(qū)通信體系及其核心技術(shù)，為試點(diǎn)和推廣智能小區(qū)建設(shè)提供了一定的參考依據(jù)。但是從實(shí)際執(zhí)行情況來(lái)看，我國(guó)的智能小區(qū)建設(shè)在信息集成度、用戶(hù)支持力和資金投入比等方面還存在較大差距，有待于日后的優(yōu)化與改善以及不斷地完善，進(jìn)而摸索一套成熟的智能小區(qū)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)模式機(jī)制。

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作者簡(jiǎn)介：姜旭東，男，1988.12，畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），本科，高級(jí)工程師，研究方向：電力電氣，建筑智能化。