淺談智能用電小區寬帶無線綜合業務系統的設計分析

【摘要】 本文結合智能用電小區的基本特點，在分析智能用電綜合業務需求的基礎上提出了面向智能用電小區的綜合業務信息通信平臺設計方案，給出了相應的組網方式和網絡架構，且對相應的軟件平臺設計也給出了方案。

【關鍵詞】 智能用電 寬帶無線 光纖入戶

一、智能用電小區用電業務分析

功能齊全的智能用電應用系統是實現智能用電小區各項功能的基礎和靈魂，智能用電應用系統架構可設計如圖1所示。

1.1基礎用電業務

（1）實時獲取用電信息。通過采用寬帶無線接入技術或光纖復合電纜技術，建設小區用電信息采集通信網絡，安裝智能電能表、采集器等設備，實現用電信息采集、用戶數據分析以及數據同享等功能，實時獲取用電信息并掌握用電規律。

（2）智能用電雙向互動服務。通過部署智能交互終端、自助用電服務終端等設備，結合規劃建設的95598智能互動網站等實現雙向互動服務，如用戶繳費互動、輔助服務互動等服務。

（3）居住區供用電狀況的監控和故障迅速響應。通過小區配用電自動化建設，將小區配電系統運行信息傳送到公司配電自動化主站，實現供用電運行狀況、電能質量監控、故障自動檢測與自動隔離，并對故障迅速響應。

（4）分布式電源接入、使用和控制。智能用電小區內應視自然條件部署太陽能、地熱、風力等分布式電源，并同步建設控制裝置、儲能裝置。這樣，家庭太陽能、風能發電系統結合儲能系統便可組成一個小系統，再通過微電網技術便可接入智能配用電網，進行能量交互，實現家庭用戶的發電。

（5）智能家居。在智能家居這方面，通過智能交互終端，對家庭用能設備信息采集、監測、分析及控制進行用電方案設置，實現家電聯動，可通過電話、手機、遠程網絡等方式實現家居的監控與互動，查詢用電基本信息及三表抄收等其他增值服務。

1.2新型互動業務

智能用電小區的用電業務對網絡接入帶寬、實時性、可靠性、安全性的需求持續增加，傳統的接入方式將不能滿足需求。電力光纖接入是一個逐漸成熟的過程，現階段提出智能用電小區的寬帶無線接入作為光纖接入的補充，能夠較好地彌補光纖通信組網的不足，同時，還提供高帶寬、可靠的數據傳輸以及靈活的組網方式，以滿足智能電網多種業務的要求。

二、寬帶無線綜合業務系統設計方案

寬帶無線綜合業務系統基于寬帶無線接入技術開展各類智能用電業務。在智能用電小區，通過用電信息采集、雙向互動服務等技術綜合應用，實現小區的智能化用電服務，實現電網與用戶電力流、信息流、業務流雙向互動。

2.1智能用電小區用電通信網絡結構

（1）互動層。智能用電小區的互動層中，智能設備如智能電表、家電、安防等通過部署在周圍的傳感器和互動終端采集信息，通過網關發送到網絡層。對于新型互動業務，智能電表可實現分布式電源雙向供電模式下雙向獨立計量，可實現動態浮動電價下的快速響應、快速切換、電價實時結算等功能。通過放置終端設備可以開展多渠道自助服務，如電費雙向自動結算，還能對客戶進行在線用電安全監測與故障的自動診斷等。

（2）網絡層。網絡層的功能主要是將互動層收集上來的信息通過電力通信網傳送到電力服務平臺。這部分包括電力寬帶接入專網和寬帶接入公網兩部分。其中電力寬帶接入專網部分包括電力光纖網和寬帶無線接入網，其主要覆蓋配用電網開關站、配用電室、環網柜、柱上開關、公用配用電變壓器、配用電線路等的通信網絡，智能用電公變出口至用戶電表、電動汽車充電站、分布式能源站點，并向下延伸至傳感器網絡的接入網關。

（3）應用層。網絡層將信息通過電力主干網傳到應用層，即電力控制平臺和后方控制中心。這樣傳感器采集到的信息由網絡層經骨干網傳到電力平臺，自動對電網實時運行狀況進行分析、判斷，實時調整并計算出最優調整指令。依托智能用電技術平臺，提供滿足電網發展及客戶需求的智能化應用，整合供用電資源，自動生成最優的客戶業擴方案。

最底層的是小區中用戶的各種業務信息，包括用戶用電信息、用電設備狀態信息、用戶請求服務信息等。通過數據采集模塊，用戶的用電信息被收集起來，傳到上層的中央控制單元。

2.2智能用電小區軟件平臺的設計

智能用電小區中基于寬帶無線的通信平臺的建設旨在建立以客戶為中心的供需雙方互動協調工作機制；普查用電服務、用電管理相關客戶和電網數據資料，建立更深層次的電網設備和客戶基礎資料的對應拓撲關系。智能用電小區軟件平臺根據用戶的不同要求提供不同的互動服務信息，如圖2所示。

圖2 “智能用電小區軟件平臺”

智能用電小區的軟件平臺是智能用電小區提供人性化管理、連接客戶的橋梁。在智能用電小區中，將用戶智能交互終端連接配套社區軟件，實現物業管理、社區服務、社區電話、可視門禁等智能化功能。基于網絡化、人機交互、融合業務與功能的原則，憑借用電信息采集系統的網絡平臺，直接向用戶顯示用電信息、用電方式、告警信息以及電價政策等相關內容；對于居民用戶，將用電信息采集系統通信網絡向用戶家庭延伸，可在家中安裝用電顯示終端，終端顯示可直接連接到家庭電氣線路上，以采集器或電能表為網關，通過寬帶無線通道自動監測自家電能表。建立用戶與電力公司之間實時連接、互動、開放的數字網絡，實現電力流、信息流、業務流的有機融合，滿足雙向互動營銷需求，實現通信與能源一體化服務。

三、結論

開展智能用電小區建設是為了研究智能電網先進技術如何應用于居住區。在用電通信網中開展基于寬帶無線接入技術的無線專網建設一方面可以盡快滿足用電領域的現實通信需求，另一方面可以借此為電力專網搶占并儲備寶貴的頻譜、站址資源。作為電力光纖網的補充和延伸，將寬帶無線網絡技術應用于電力寬帶接入網建設，通過無線網絡的覆蓋解決配電用電信息采集、居民數據與話音的接入問題。用戶根據需要將信息通過寬帶無線網絡傳回后方控制中心，為電力管理實現現代化和智能化提供了可靠的通信保障。