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)運而生。在智能電網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，利用各種先進的關(guān)鍵技術(shù)，打造符合小區(qū)居民用戶的供用電服務(wù)需求的智能小區(qū)已成為未來必然發(fā)展的趨勢。

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)開始出現(xiàn)，電力用戶對供電服務(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)就以實現(xiàn)用戶低碳環(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、自動化和互動化等特征。現(xiàn)代智能小區(qū)建設(shè)應(yīng)該以清潔能源、光纖通信、電動汽車等智能電網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，建立可以滿足用戶高效便捷、清潔環(huán)保、安全可靠的居住場所為目的的新型智能小區(qū)，提高電力能源的利率用，促進電網(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)，對智能小區(qū)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)問題進行探討分析。

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)以先進的通信技術(shù)（如光纖電纜、電力線在波）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)實現(xiàn)了信息流的雙向互動，小區(qū)內(nèi)的配電自動化、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小區(qū)內(nèi)的智能表來實現(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現(xiàn)24小時不間斷的實施監(jiān)測和控制，在提高電力資源終端利用率的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了用戶與電力企業(yè)的雙向溝通和互動，實現(xiàn)了“三網(wǎng)”融合。另外，智能小區(qū)的建設(shè)不但滿足了居民對電力服務(wù)的多元化需求，而且對實現(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、儲能式交通工具充電、配電自動化，和內(nèi)外系統(tǒng)的智能家居等兩個部分組成的。依據(jù)國家信息安全防護的有關(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)是實時采集、監(jiān)控和處理用戶用電信息的基礎(chǔ)性系統(tǒng)，為其他系統(tǒng)的運轉(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)分布式的電源進行實時的計量、監(jiān)控和保護，并與電力系統(tǒng)營銷業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)寫作，為用戶提供靈活的互動服務(wù)與智能化用電決策的輔助服務(wù)。儲能式交通工具充電系統(tǒng)是指對小區(qū)內(nèi)的充電裝置進行實時的計量、監(jiān)控以及有序的用電記錄與管理的系統(tǒng);配點自動化系統(tǒng)是指對小區(qū)內(nèi)低壓配電系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備進行監(jiān)控，并為用戶提供及時的故障報修服務(wù)的系統(tǒng);智能家居系統(tǒng)除了采集用戶用電信息之外，還能實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制家電起停，并可為用戶提供電費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、電話和有線電視等公用業(yè)務(wù)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，將智能小區(qū)的各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)充分融入其中，并形成實時的數(shù)據(jù)信息交互的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。基于此，智能小區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)具有以下特點，即：穩(wěn)定可靠性、交互實時性、用電安全性。因此，在設(shè)計和規(guī)劃智能小區(qū)的通信網(wǎng)絡(luò)時，必須要符合國家和電力系統(tǒng)的信息安全防護規(guī)定和要求。

（三）智能小區(qū)的業(yè)務(wù)功能

通過上文對智能小區(qū)主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)的分析，結(jié)合人們對智能小區(qū)的業(yè)務(wù)需求分析，本文匯總出智能小區(qū)幾項重要的業(yè)務(wù)功能，除了用電信息采集、配點自動化和儲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)和雙向互動服務(wù)。其中，智能家居和“三網(wǎng)融合”服務(wù)則類屬于電力系統(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、儲能式交通工具充電管理、配點自動化、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。基于前文已對智能小區(qū)用電信息采集等業(yè)務(wù)系統(tǒng)做了簡要的描述，下文則重點闡述一下智能小區(qū)的集成通信技術(shù)、互動服務(wù)技術(shù)、配點自動化和分布式電源運行控制。

（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)、電力線寬帶通信技術(shù)和以太無源光網(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，以實現(xiàn)兼具電力傳輸與通信能力的技術(shù);電力線寬帶通信技術(shù)是指利用擴頻通信技術(shù)和正交頻分復(fù)用技術(shù)等進行調(diào)制解調(diào)，使電力線載波倒1Mbps以上、2——30MHz的通信技術(shù);以太無源光網(wǎng)絡(luò)光通信技術(shù)是指在以太網(wǎng)方式的基礎(chǔ)上，利用一點對應(yīng)多點的單纖雙向光方式，將局域性質(zhì)的光線路終端、用戶的光網(wǎng)絡(luò)單元

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

（2）互動服務(wù)技術(shù)。智能小區(qū)的一個重要特征就是友好互動性。因此，在智能電網(wǎng)條件下，智能小區(qū)的互動服務(wù)技術(shù)集中體現(xiàn)在自助服務(wù)終端技術(shù)、95598網(wǎng)站互動技術(shù)和智能型終端交互技術(shù)三種。通過這三種媒介或者渠道，用電用戶不僅可以隨時隨地查詢用（供）電情況、繳納電費或充值，還可以方便快捷地享受故障報修服務(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）配點自動化技術(shù)。該技術(shù)涵蓋了用戶停電檢測與報告、低壓配電系統(tǒng)運行監(jiān)控以及無功電壓控制等技術(shù)。通過用電信息采集系統(tǒng)，可對小區(qū)內(nèi)各用戶停電故障進行跟蹤監(jiān)測和實時報告，并借助狀態(tài)檢測和自動報警功能，及時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)施的運行情況。

（4）分布式電源運行控制技術(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、運行管控、故障檢測和保護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實現(xiàn)配網(wǎng)級、微電網(wǎng)級和單元級之間通信的技術(shù)。運行管控技術(shù)是指在了解并掌握當(dāng)?shù)責(zé)犭娦枨笄闆r、電價、電能質(zhì)量要求和氣象狀況以及其他情況的基礎(chǔ)上，對配電網(wǎng)絡(luò)的運行成本和效率進行有效管控的技術(shù);故障檢測和保護技術(shù)是在對比常規(guī)電力系統(tǒng)防控措施的基礎(chǔ)上，對引入的分布式電源進行相應(yīng)的防控的技術(shù)。

三、結(jié)語：

通過對智能小區(qū)技術(shù)現(xiàn)狀的梳理和匯總，我國不僅提出了符合國情的智能小區(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)。但是從實際執(zhí)行情況來看，我國的智能小區(qū)建設(shè)在信息集成度、用戶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，進而摸索一套成熟的智能小區(qū)建設(shè)與運營模式機制。

參考文獻：

[1]莫林玉.利用HFC 網(wǎng)建設(shè)智能小區(qū)的解決方案[J].光通信技術(shù)，2009（8）：58-60.

[2]朱彬若，張慎明，王虎.樓宇智能用電能量管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].華東電力，2010，38（4）：520-522.

[3]劉振亞.智能電網(wǎng)技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2010.

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