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的發(fā)展，智能小區(qū)在人們對供用電服務提出更加便利化、人性化、智能化的要求下逐漸應運而生。在智能電網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，利用各種先進的關鍵技術，打造符合小區(qū)居民用戶的供用電服務需求的智能小區(qū)已成為未來必然發(fā)展的趨勢。

關鍵詞：智能電網(wǎng);智能化系統(tǒng);關鍵技術

隨著信息化技術的發(fā)展，智能電網(wǎng)技術開始出現(xiàn)，電力用戶對供電服務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)建設應該以清潔能源、光纖通信、電動汽車等智能電網(wǎng)技術為基礎，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)絡角度出發(fā)，對智能小區(qū)建設關鍵技術問題進行探討分析。

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)技術的居民小區(qū)。智能小區(qū)以先進的通信技術（如光纖電纜、電力線在波）為基礎打造了小區(qū)通信網(wǎng)絡。智能小區(qū)通信網(wǎng)絡實現(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)的建設不但滿足了居民對電力服務的多元化需求，而且對實現(xiàn)電網(wǎng)高效、節(jié)能環(huán)保目標、提高電網(wǎng)相應速度、穩(wěn)定電網(wǎng)峰值、提高電網(wǎng)設備利用率、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)絡為基礎，通過各業(yè)務系統(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)務管理系統(tǒng)寫作，為用戶提供靈活的互動服務與智能化用電決策的輔助服務。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)關鍵設備進行監(jiān)控，并為用戶提供及時的故障報修服務的系統(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。

（二）智能小區(qū)的通信網(wǎng)絡

該種通信網(wǎng)絡是在傳統(tǒng)的光纖、電話和有線電視等公用業(yè)務通信網(wǎng)絡的基礎上，將智能小區(qū)的各個業(yè)務系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡充分融入其中，并形成實時的數(shù)據(jù)信息交互的一種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。基于此，智能小區(qū)通信網(wǎng)絡具有以下特點，即：穩(wěn)定可靠性、交互實時性、用電安全性。因此，在設計和規(guī)劃智能小區(qū)的通信網(wǎng)絡時，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)務功能

通過上文對智能小區(qū)主要業(yè)務系統(tǒng)的分析，結(jié)合人們對智能小區(qū)的業(yè)務需求分析，本文匯總出智能小區(qū)幾項重要的業(yè)務功能，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”服務和雙向互動服務。其中，智能家居和“三網(wǎng)融合”服務則類屬于電力系統(tǒng)的拓展性增值業(yè)務。

（三）智能小區(qū)的核心技術

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與信息安全技術等。基于前文已對智能小區(qū)用電信息采集等業(yè)務系統(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、互動服務技術、配點自動化和分布式電源運行控制。

（1）集成通信技術。智能小區(qū)通信技術是支持和保障各業(yè)務系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的基礎，主要包含了光纖復合低壓電纜技術、電力線寬帶通信技術和以太無源光網(wǎng)絡光通信技術三種。所謂光纖復合低壓電纜技術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;電力線寬帶通信技術是指利用擴頻通信技術和正交頻分復用技術等進行調(diào)制解調(diào)，使電力線載波倒1Mbps以上、2——30MHz的通信技術;以太無源光網(wǎng)絡光通信技術是指在以太網(wǎng)方式的基礎上，利用一點對應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)絡單元

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

（2）互動服務技術。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)的互動服務技術集中體現(xiàn)在自助服務終端技術、95598網(wǎng)站互動技術和智能型終端交互技術三種。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等。除此之外，借助智能型終端交互技術，可為用戶提供具有增值性質(zhì)的家庭安防、社區(qū)服務和互聯(lián)網(wǎng)服務等。

（3）配點自動化技術。該技術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。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)關鍵設備以及公用電器設施的運行情況。

（4）分布式電源運行控制技術。分布式電源是智能小區(qū)電力系統(tǒng)的基礎，也是組小區(qū)微電網(wǎng)的重要單元。其核心技術集中在快速通信、運行管控、故障檢測和保護以及電力電子等方面。所謂快速通信技術是在不同特性分布式電源信息的基礎桑，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。運行管控技術是指在了解并掌握當?shù)責犭娦枨笄闆r、電價、電能質(zhì)量要求和氣象狀況以及其他情況的基礎上，對配電網(wǎng)絡的運行成本和效率進行有效管控的技術;故障檢測和保護技術是在對比常規(guī)電力系統(tǒng)防控措施的基礎上，對引入的分布式電源進行相應的防控的技術。

三、結(jié)語：

通過對智能小區(qū)技術現(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)務功能，還提出了智能小區(qū)通信體系及其核心技術，為試點和推廣智能小區(qū)建設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)建設與運營模式機制。

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