小区智能用电系统中通信技术运用

2018-02-15刘毅江西省邮电规划设计院抚州设计所抚州市340000

江西通信科技 2018年1期

刘毅江西省邮电规划设计院抚州设计所抚州市 340000

0 引言

根据地方政府“三网融合，智慧抚州”发展规划纲要以及智慧城市建设工作要求，供电企业作为电力建设主体，积极响应国家建设智能电网号召，配合地方建设规划，主动承担“铂金水岸”小区智能用电系统研究及其示范工程，充分发挥供电网络和技术管理方面的优势，按照地方政府和上级公司智能电网的发展战略要求和统一部署，积极开展智能电网关键技术研究。

1 智能用电系统

1.1 系统功能需求

随着人们生活水平以及供电企业管理和服务水平的提高，对小区智能用电提出新的需求，如供电系统运行状况、电能质量采集与监测，实时计量数据采集、高级电能应用分析、故障自动检测和迅速响应；双向互动业务，实现电话、电视、宽带网络和用电方面足不出户可进行相关业务的报障、报装、缴纳、信息查询功能；家居智能化服务，实现家庭电器智能控制、视频监控和安防、水、电、燃气异常报警，体验“三网融合”业务等。

1.2 系统对通信需求

高级智能用电系统作为小区住户沟通联络供电、电信、网络、广播等单位业务信息的载体，对小区的通信网络提出了很高的要求，如小区用电及三网信息传递到相关企业，小区通信网络延伸到楼层住户，家居电器及相关设备连接组成家庭局域网以及“三网融合”通信安全等。

2 通信技术

为保证小区智能用电系统通信网络满足系统信息交互的应用要求，确保通信网络为系统提供安全可靠的通信通道，从数据传输速率、稳定性、抗干扰性能等方面对几种通信技术进行分析、比较。

2.1 光纤通信

光纤通信技术具有传输频带宽、通信容量大、传输衰耗小、抗干扰能力强、可靠性好的优点，作为小区通信网络的接入手段，能够满足“三网融合”、智能用电交互服务、家居智能化服务的需求。

2.2 电力线通信技术

电力线通信技术是利用电力线作为传输介质进行通信，技术成熟，连接方便，抗干扰能力强、传输安全性好。其中电力线通信技术包括电力线宽带技术和电力线窄带技术。电力线宽带技术采用正交频分复用技术OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultipl exing），实现数据高速传输，保证通信通道可靠，不受墙壁的阻隔影响，适合组建小区接入或家庭内局域网。电力线窄带技术通常采用调频、调相或扩频技术，采用正交频分复用技术OFDM提高可靠性，通信速率一般小于1Mbit/s,适合组建家庭内局域网[1]。

2.3 无线通信

随着无线电通信技术的发展和家居智能化的需求，在家居智能化系统中应用的无线电技术比较多的有Wi-Fi、ZibBee以及RF433通信技术。Wi-Fi通信技术是由AP(AccessPoint)和无线网卡组成的无线网络，是短距离的无线通信技术，一般约90米内，使用开放的2.4GHz直接序列扩频，最大数据传输速率为11Mbps，支持无线信号接入，速度快，可靠性高。ZibBee通信技术是一种无线连接，可工作在2.4GHz,数据传输最高速率为250kbit/s，传输距离在10～75m的范围内，具有数据传输可靠、网络容量大等特点。RF433通信技术使用433MHz频段，采用射频技术，对传输的数据进行打包、检错、纠错处理，可高速、可靠传输数据信号，具无线接入简单、成本低，适用于组建家庭内局域网。

3 铂金水岸小区智能用电系统建设

小区智能用电工程建设主要由电力智能应用系统、家居智能化系统以及小区通信网络组成，其中小区通信网络是通过敷设光电复合低压电缆（OPLC）到楼宇层间，将电信网、互联网、广电网等各运营商业务接入小区EPON网延伸至层间公共管线平台；电力智能应用系统是智能用电和交互服务的支撑平台，负责收集小区用电情况和住户用电信息需求，为供电企业和住户提供高级应用和信息服务；家居智能化系统主要由智能灯光控制、智能家电控制、智能安防报警、智能娱乐系统、可视对讲系统、远程监控系统等组成，提供整个家居的智能化控制、“三网融合”及信息在线交流服务[2]。

3.1 通信网络模型

通信网络物理层链路建设首先对小区远程接入网、小区通信机房到小区各高压配电房，采用敷设专用光缆，连接110kV东平变电站、小区通信机房、配电房；其次从配电房敷设PFTTH电力光纤到楼宇层间的公共管线平台，再从层间公共管线平台敷设多根UTP接入住户弱电箱与WAN路由器相连，家庭局域网采用以太网、电力线窄带、无线电通信等方式，实现智能家电接入到智能终端进行控制。本地接入网络传输内容,在小区内建设两套物理隔离的EPON设备，分别连接电力业务和公用业务，保证电力专网和公共网的完全隔离。电力专网主要传输计量用电信息采集、低压配电远程在线监测、配电房内视频监控信号等的业务数据,公共网管线平台主要传输电话、有线电视、互联网、公用设施管理、家庭智能设备管理、电力业务双向互动沟通服务等的数据，提供端口与各运营商的主干网络进行连接，实现区内“三网融合”。

3.2 应用情况

智能用电系统按功能主要分为电力智能应用系统、家居智能化系统两部分，其中电力智能应用系统由小区内低压配电监测与计量一体化主站和供电企业智能用电支撑平台组成，负责收集小区内各配电房低压配电监测数据、视频监控信息，并进行智能用电分析及提供用电交互服务；家居智能化系统提供整个家居的智能化控制，以及提供IP电话、视频点播、宽带接入等多元增值服务整合平台[3]。

3.2.1 配电监测与计量一体化主站

在小区内安装配电自动化设备，实现供电系统运行状况、电能质量采集与监测，实时计量数据采集、高级电能应用分析、故障自动检测，对故障进行迅速响应。

3.2.2 智能用电服务双向互动平台

在供电企业安装智能用电平台，提供与住户智能双向互动业务相关的功能，实现足不出户进行报障、报装、用电信息查询、电费缴纳、停电信息查询，以及电力业务相关的公示公告等功能。

3.2.3 家居智能化服务

在住户内安装智能用电终端，实现家居电器智能控制、视频监控、安防报警，水、电、气异常报警、家电用电浏览以及小区增值服务，体验“三网融合”业务等，体现“一键式家居智能控制”。