談采用智能電網技術的智能小區的規劃設計

文｜智控國際北京研發中心 王福良

談采用智能電網技術的智能小區的規劃設計

文｜智控國際北京研發中心 王福良

本文結合某省級電力公司職工住宅小區智能化系統的規劃設計及其特點分析，闡述了智能電網技術的發展和應用給智能小區規劃設計帶來的改變和發展。

智能電網 智能用電小區 傳統智能小區 采用了智能電網技術的智能小區

1 智能電網技術在智能小區的應用現狀

居住小區是智能電網用電環節的重要組成部分。為了研究智能電網先進技術如何應用于居住小區，探索我國智能用電小區建設模式、展現智能電網成果、宣傳堅強智能電網的先進概念、提高電網智能化水平、提升為用戶服務的能力、促進智能用電小區有序發展，2010年4月，國家電網公司頒布了《智能用電小區試點工程建設導則》（V1.6），并開始在其業務管轄范圍內的二十多個省、市、自治區逐步開展試點工程。目前，上海、廊坊、重慶等地已經陸續完成了幾個智能用電小區的建設。概括而言，這些已建成的智能用電小區融入了智能電網的技術；采用光纖復合低壓電纜通信或電力線載波（PLC）通信等技術，構造了覆蓋小區的通信網絡；通過用電信息采集、雙向互動服務、小區配電自動化、電動汽車有序充電、分布式電源運行控制、智能家居等技術，對公共用電設施、分布式電源、用戶用電設備等進行監測、分析和控制，以提高能源的終端利用效率，為用戶提供優質便捷的雙向互動服務和“三網融合”服務，同時可以對小區安防等系統進行協調控制。

這些智能用電小區的建設，一方面可以滿足社會對用電服務的多元化需求，實現智能電網經濟、高效、優質、節能、環保的目標，達到節能和利用新能源的目的，并引導用戶優化用能結構；另一方面可以推動社會資源共享，引導用戶用電行為，響應電網錯峰，實現避峰填谷，提高電網設備的使用效率，推進和諧社會的建設，創造未來的商用典范與新的生活方式等。應該說，這些智能用電小區的建設是比較成功的，取得了良好的社會效益。

我們常常提到的智能小區，是《智能建筑設計標準》（GB/T 50314-2006）中定義的，已在我國發展了二十年，我們在此稱之為傳統智能小區。而國家電網公司在《智能用電小區試點工程建設導則》中提到的“智能用電小區”實際上是將智能電網的技術成果應用于傳統智能小區的產物，可以說是對傳統智能小區的進一步豐富和完善，我們稱之為采用智能電網技術的智能小區。

2 采用了智能電網技術的智能小區的規劃設計案例概要

2.1 項目概況及用戶需求概要

某省級電力公司職工住宅小區，位于省會城市的市區，項目總建設面積約760000m2，其中住宅約570000m2，公建約190000m2，共有各種戶型約3000戶，屬于較大型的居住小區。

業主要求在小區智能化的規劃設計中，除了引用傳統智能小區的先進成果外，更要充分應用當今智能電網技術的先進成果，將兩種技術合理融合，把該小區打造成為國內領先的智能示范小區，探索和創造新的智能小區建設模式，引領產業發展。

2.2 設計思想和設計依據

項目設計思想為：

◆ 引入先進理念，實現智能電網和傳統智能小區技術的融合，起到示范作用，引領產業發展；

◆ 為小區居民提供安全、舒適、便捷、高效的生活居住環境；

◆ 創造綠色、智能、環保的居住環境；

◆ 規劃、設計一步到位，適度超前，可分步實施。

設計依據包括：

◆《智能建筑設計標準》；

◆ 國家電網公司的《智能用電小區試點工程建設導則》；

◆ 國家電網公司標準《基于以太網方式的無源光網絡（EPON）系統》；

◆ 常規智能建筑設計中參照的其他相關標準。

2.3 功能子系統規劃

以《智能建筑設計標準》為基礎，充分融入當今智能電網技術成果，按功能將該小區智能化系統劃分為信息設施、智能用電、公共安全、智能家居、環境管理、綜合增值服務平臺六大部分，每個部分下面再按功能分出若干子系統，系統整體功能規劃結構如圖1所示。

3 采用智能電網技術的智能小區區別于傳統智能小區的主要特點概述

分析上述案例不難看出，采用智能電網技術的智能小區在規劃設計時不僅涵蓋了傳統智能小區應該考慮到的要素，還融入了智能電網的技術特征——這是對傳統智能小區的進一步完善，使得智能小區的內容變得更加豐富了。

下面針對采用智能電網技術的智能小區區別于傳統智能小區的主要特點展開論述。

3.1 設計依據豐富

設計依據中增加了國家電網公司的《智能用電小區試點工程建設導則》和《基于以太網方式的無源光網絡（EPON）系統》這兩個文件，豐富了規劃設計時的參考依據，顯然是一種技術的進步。

3.2 信息設施部分采用光纖復合低壓電纜建設無源光網絡，可很好地實現三網融合

利用無源光網絡技術（EPON/GPON），在電信網、廣播電視網、互聯網向寬帶通信網、數字電視網、下一代互聯網演進的過程中，實現三者的網絡互聯互通、資源共享，將三者整合成一套光網絡平臺，為用戶提供語音、數據和廣播電視等多種服務，從而很好地實現三網融合。

如圖2所示，小區內網絡采用光纖復合低壓電纜OPLC（如圖3所示）為主干傳輸線纜，將光纖隨著低壓電纜一并敷設；采用光纖入戶方式實施住戶網絡的線纜敷設。光纖由小區主機房呈放射型敷設至各建筑物內的弱電間；在弱電間內通過分光器（Optical splitter）分出多條鏈路，分別敷設至各住宅內的家居布線箱中，從而實現光纖入戶。為滿足小區內其他系統的需要，光纖根據實際情況敷設至每個單元或每個單體建筑的公共區域，例如連接至小區數字網絡攝像機、信息發布終端、網絡廣播功放等設備。

采用光纖隨低壓電纜布放的方式實現光纖到戶和三網合一，和傳統智能小區所采用的布線方式相比，不僅大大節約了布線和網絡設備的成本，還大大改善了小區信息高速公路的質量；是十幾年來三網融合技術應用的突破，不能不說是技術上的飛躍。

3.3 增加了智能用電方面的內容

僅依照《智能建筑設計標準》設計的傳統智能小區，很少擁有智能用電方面的內容，而采用了智能電網技術的智能小區則增加了這方面的內容，可以說是實現了對傳統智能小區的豐富和完善。

（1）用電信息采集系統基于小區的無源光網絡，通過配合用戶家庭安裝的智能電表，可實現整個小區的自動抄表、負荷檢測與管理等功能，成功建立起用戶與電力公司的雙向互動。

（2）配網自動化系統通過實現對小區高低壓配電線路、開閉所、環網柜等的開關、斷路器以及變壓器等的數據采集和監測，提高了小區電力系統整體的裝備和運行水準，也提高了供電可靠性和安全性。

（3）電動汽車充電系統是小區支持住戶使用電動汽車的必要設施——電動汽車是一種發展前景廣闊的綠色交通工具，是未來重要的交通工具；推廣電動汽車的應用是解決能源和環境問題的重要手段。

（4）小區能耗管理系統對小區內的能源利用狀況進行監視、管理和控制，能夠在可再生能源等新能源普及的情況下，有效實現小區內能源的就地消納，達到電力供需平衡最優化的目的。

（5）家庭能耗管理系統通過實現各家各戶用電的可視化，達到促進節能的目的。

（6）太陽能發電是對可再生能源的合理利用。

采用了智能電網技術的智能小區引入的各種智能用電方面的內容，強化了對小區用電的管理、能耗的控制及可再生能源的利用等，為智能小區增添了更多的“綠色”。

3.4 由于無源光網絡系統的大面積靈活應用，使得網絡數字化系統更多地被采用

由于有了隨低壓供電電纜布放的，遍布小區各處的基于TCP/IP的無源光網絡，其他子系統，如數字視頻監控系統、網絡數字化廣播系統、數字化多媒體信息發布系統等變得非常靈活。

也可以說，這種網絡結構非常適合于支持在小區內開展基于TCP/IP的網絡數字化系統應用——可以節約大量的布線成本，使得系統結構變得簡單。

以數字視頻監控系統為例說明，如圖4所示：采用全數字視頻監控系統，網絡攝像機就近接入附近的無源光網絡，充分利用小區寬帶資源，不但可以節約大量的布線成本，還能使系統結構變得異常靈活和簡單——這就是為什么要采用基于TCP/IP網絡的數字系統的理由。

4 結束語

通過以上的闡述和分析，我們可以看出，智能電網技術的發展和應用已經給傳統智能小區的規劃設計帶來了一些改變。智能建筑或智能小區的規劃設計者，在進行智能小區的規劃設計時，要清醒地認識到這一點，才能不斷提高我國智能建筑或智能小區的設計水平，更好地推動這個產業的發展。