试点智能用电小区 开启智能新生活

郭馨泽，刘潇潇

(1.长沙电力职业技术学院，湖南长沙410000;2.湖南省电力公司科学研究院，湖南长沙410007)

面对日渐凸显的全球资源环境问题、剧烈波动的能源价格、愈加严厉的监管政策、快速攀升的用电负荷，以及更高的用户服务质量要求，全球电力行业面临前所未有的挑战。为了应对这些挑战，各国都在积极研究并提出电力行业未来的发展方向，而建设智能电网已经成为全球电力行业应对各自挑战，实现可持续发展的共同选择。

开展智能用电小区建设试点，是为了研究智能电网先进技术如何应用于居住区，探索我国智能用电小区建设模式，展现国家电网公司智能电网成果，从而更好地宣传坚强智能电网先进理念，提高电网智能化水平，提升用电服务能力，试点新的业务模式，促进智能用电小区有序发展。

1 建设原则

(1)实用性:智能用电小区的设计和建设以居民客户智能用电的实际需求为根本出发点，小区要有实际客户参与试用，取得具有实际意义的数据。

(2)先进性:综合采用先进的智能用电、信息、通信技术理念;智能用电小区建设涵盖可再生能源/分布式能源接入、用电信息采集与服务互动、电力光纤到户等，应积极探索新型的业务模式，达到用户智能用电和电网智能配电的目的。

(3)前瞻性:在小区低压电力通信网、用电信息采集、双向互动服务平台、智能家居、电力自助终端、电动汽车充电设施、分布式电源与储能、配网自动化、社区主站建设等方面，考虑智能电网客户服务的发展需求和智能电网各类业务发展需求。

(4)示范性:智能用电小区应充分考虑示范价值，形成在国家电网公司系统和面向各级政府、社会的示范效应。

(5)展示性:通过直观形式，有效地宣传智能用电的清洁高效、低碳环保、友好互动的新型理念，展示国家电网公司的良好形象。

(6)推广性:智能用电小区的建设中要积极积累建设经验，充分分析和利用运行数据，注重成果的推广价值。

2 总体概述

智能用电小区建设整体方案在电力光纤到户的基础上，通过引入、整合电信网、广播电视网、互联网实现“三网融合”，集成了用电信息采集、低压配电自动化、电动汽车充电桩管理、95598社区智能用电服务互动平台、小区智能家居、小区物业管理、光伏发电等系统，通过通信网络连接，实现智能用电功能集中展示及电力公司和客户之间的双向互动。

采用PFTTH(光纤复合缆)技术和EPON无源光网络通信技术实现电力光纤到户，构建覆盖小区的通信网络;建设用电信息采集、小区配电自动化、电动汽车充电桩管理、智能家居、光伏发电系统等功能模块，实现了小区各种信息的采集、分析、处理、控制，实现小区相关子系统的信息综合利用，与小区物业管理子系统和智能用电小区95598网上互动业务实现集成。通过小区物业展示大厅的电子公告屏，实现对智能用电小区系统的综合展示;通过样板间的电视屏和智能交互终端，实现对智能家居和光伏发电的综合展示。

系统整体结构图如图1所示。

图1 智能用电小区整体结构图

智能用电小区涉及多的系统间、系统与客户间的信息交互，严格遵循电监安全要求，将信息按照安全等级划分为不同的区域，将通信网络划分为信息内网和信息外网，在不同的网络和安全分区之间，采取安全措施和加装网络隔离设备，从而保证了信息的安全性。

3 具体功能

3.1 用电信息采集系统

通过采用光纤复合电缆或电力线载波通信技术，建设小区用电信息采集通信网络，安装智能电能表、采集器等设备，实现用电信息采集、用户数据分析以及数据同享等功能，实时获取用电信息并掌握用电规律，实现小区内电力客户的“全覆盖、全采集、全费控”。

用电信息采集系统架构图如图2所示。

3.2 智能用电双向互动服务

通过部署智能交互终端、自助用电服务终端等设备，结合规划建设的95598互动网站，实现双向互动服务。

(1)提供信息互动。向用户提供用电状况、缴费结算、用能效率、营业网点分布、电价政策、服务种类等信息查询服务;

图2 用电信息采集系统整体结构图

(2)业务受理互动。受理用户的业扩报装、投诉、举报与建议等业务;

(3)用户缴费互动。提供智能化多渠道缴费服务;

(4)辅助服务互动。包括用能管理、能效诊断、需求侧管理、增值服务及分布式电源、电动汽车、储能装置等新能源新设备的接入与使用等服务。

3.3 配点自动化

建立完善的、先进的、可持续发展的配电自动化系统。通过配电自动化系统的建设，实现缩短用户停电时间、提高供电可靠性、提高配电运行的工作效率等目标。总体上，配电自动化主站系统是配电SCADA、故障处理、配网分析应用、配网仿真、实时信息发布、设备视频监控以及配网相关系统的有效集成，按照业务流在配网运行管理集成系统上整合各类信息系统，以缩短用户停电时间为主线、以提高配电运行管理为目标串联各类信息，提高配网的安全经济运行水平。

3.4 三网融合

结合“三网融合”，采用光纤复合电缆入户技术，构建信息通信网络，支持电信网、广播电视网和互联网的“三网融合”。“三网融合”结构图如图3所示。

3.5 电动汽车充电桩

在智能用电小区内建成完善的电动汽车配套充电基础设施，形成科学合理的电动汽车充电桩布局，通过充电桩计量、控制装置，统计分析用户充电要求，合理调配用户充电时段和充电容量，实现电动汽车有序充电。电动汽车充电桩管理系统如图4所示。

图3 “三网融合”结构图

图4 充电桩管理系统结构图

3.6 光伏发电

在智能用电小区内大力推广太阳能热水器，积极推动清洁能源发展。光伏发电系统主要由太阳能电池板、并网逆变器、电能表、操作终端、避雷装置及相应配套设备构成。个人计算机通过可以查询并网逆变器电压、电流、历史发电量等信息。光伏发电系统结构图见图5。

3.7 智能家居

安装智能交互终端，实现对家庭用能设备信息采集、监测、分析及控制，进行用电方案设置，实现家电联动，并可通过电话、手机、远程网络等方式实现家居的监控与互动。

通过智能家居交互终端、电话等多种途径给客户提供灵活的互动服务，为客户提供信息采集与查询、智能控制、用电策略决策等服务。智能家居采集电能表、气表、水表等信息，采集家电用电信息，远程控制家电起停;并实现光纤复合电缆到户，支持三网融合。在客户深入体验的基础上，展现智能电网在用户侧友好开放、双向互动的用能模式，实现增值服务，包括生活服务、医疗保健、社区服务、社保服务、视频点播、购物、安防等。

图5 光伏发电系统结构图

3.8 物业管理

物业管理系统由物业管理主站、家居智能交互设备 (含智能交互终端、智能交互机顶盒)等构成，由小区宽带局域网连接，可为住户提供社区智能用电、社区服务、医疗服务、视频电话、智能家居、感应式控制、智能安防等各种物业管理及增值服务。

(1)智能用电，从95598电力门户网站获取家庭单位的电表采集数据，通过智能交互终端或机顶盒实现对用电数据的明细显示，用能分析，并根据家庭用电情况计算单位环境下的绿色用电指数。与分布式能源相集成，通过终端读取分布式能源的即时发电情况，或通过智能插座实时采集用电负荷数据，实现测量显示、通断控制、家电控制命令的透明传输等。

(2)智能家居，通过PLC窄带和433无线技术实现家庭智能用电设备控制。

(3)社区服务，在终端显示社区新闻及社区内各项通知。

(4)医疗服务，在终端显示健康常识，药品代购及预约就诊功能。

(5)视频电话，通过SIP技术，智能终端可与社区内用户实现视频电话功能。

(6)感应式控制，通过红外感应设备，交互终端应能主动感应人体所在的活动范围，实现家庭服务情景模式的切换，以及照明、安防设备的自动启停。

(7)智能安防，通过无线方式接收烟雾探测器、红外探测器、紧急求助按钮、燃气泄露探测器等设备的报警信号，实现智能安防。

3.9 宣传展示平台

在小区建设过程中，充分考虑示范价值，积极利用各种媒体，对智能用电小区建设意义、试点目标、建设过程、阶段性成果向外界进行宣传和展示。采用现场参观、视频展示、用户体验等多种形式向社会直观展现智能用电小区试点的先进技术以及新技术带来的用电理念、用电方式的变化，更好地发挥宣传示范的效应。

4 结论

智能用电小区是将信息通信、计算机和自动控制等技术运用于住宅小区，通过有效的信息传输网络、各系统的优化配置和综合应用，向住户提供先进的安全防范、信息服务、物业管理等方面的功能，以期为居住者创造安全、舒适、便捷、高效的生活空间。

随着信息网络的高速发展，智能用电小区建设的重要性日益凸显。通过将各种用电设备、信息采集设备和计算机通过网络连接起来，并保持这些设备与住宅的协调，从而构筑舒适安全的用电环境与居住空间，满足人们家居用电安全、可靠、节能、便于管理、服务需求快速响应等需要。同时智能用电小区还能为供电企业提供先进的用电管理手段，通过为用户提供优化用电策略，引导用户用电行为，响应电网错峰，实现移峰填谷，提高电网设备的使用效率，实现更经济的电力供应;为用户提供贴心的用能服务指导，促进用户改善用能结构，提高电能在终端能源消费中的比重。智能用电小区不仅仅是一次技术上的革新，更是生活方式的一种转变，发展智能用电小区是未来住宅建设的必然趋势。