基于智能电网的新型小区智能化系统研究分析

姜旭东 陈蒋科

摘要：随着智能电网的推广和信息化技术的发展，智能小区在人们对供用电服务提出更加便利化、人性化、智能化的要求下逐渐应运而生。在智能电网快速发展的背景下，利用各种先进的关键技术，打造符合小区居民用户的供用电服务需求的智能小区已成为未来必然发展的趋势。

关键词：智能电网;智能化系统;关键技术

随着信息化技术的发展，智能电网技术开始出现，电力用户对供电服务也提出了更高的要求。智能电网背景下的智能小区建设就以实现用户低碳环保、安全便捷的高质量供电服务为目的。智能电网具有信息化、自动化和互动化等特征。现代智能小区建设应该以清洁能源、光纤通信、电动汽车等智能电网技术为基础，建立可以满足用户高效便捷、清洁环保、安全可靠的居住场所为目的的新型智能小区，提高电力能源的利率用，促进电网用电平稳。鉴于此，本文从构建智能小区系统与通信网络角度出发，对智能小区建设关键技术问题进行探讨分析。

一、智能小区的内涵

智能小区指的是采用了智能电网技术的居民小区。智能小区以先进的通信技术（如光纤电缆、电力线在波）为基础打造了小区通信网络。智能小区通信网络实现了信息流的双向互动，小区内的配电自动化、智能家电、分布式电源控制、相关数据信息采集等均可以通过小区内的智能表来实现，智能小区内的公共电力设施、分布式电源、家用电器等均可以实现24小时不间断的实施监测和控制，在提高电力资源终端利用率的基础上，实现了用户与电力企业的双向沟通和互动，实现了“三网”融合。另外，智能小区的建设不但满足了居民对电力服务的多元化需求，而且对实现电网高效、节能环保目标、提高电网相应速度、稳定电网峰值、提高电网设备利用率、优化用户结构等具有非常重要的作用。

二、智能小区结构

（一）智能小区的系统组成

智能小区是以通信网络为基础，通过各业务系统之间的信息传递、交换等形式联结而成的。结合小区的居民和用户等用电情况，智能小区主要的业务系统由外网系统的用电信息采集、分布式电源管理、储能式交通工具充电、配电自动化，和内外系统的智能家居等两个部分组成的。依据国家信息安全防护的有关要求和规定，智能小区内外网系统之间实现双向的信息交换，取决于主张系统的隔离装置。

用电信息采集系统是实时采集、监控和处理用户用电信息的基础性系统，为其他系统的运转提供必要的信息辅助作用。分布式电源管理系统是指小区分布式的电源进行实时的计量、监控和保护，并与电力系统营销业务管理系统写作，为用户提供灵活的互动服务与智能化用电决策的辅助服务。储能式交通工具充电系统是指对小区内的充电装置进行实时的计量、监控以及有序的用电记录与管理的系统;配点自动化系统是指对小区内低压配电系统关键设备进行监控，并为用户提供及时的故障报修服务的系统;智能家居系统除了采集用户用电信息之外，还能实现远程控制家电起停，并可为用户提供电费自助缴纳等便民化服务。

（二）智能小区的通信网络

该种通信网络是在传统的光纤、电话和有线电视等公用业务通信网络的基础上，将智能小区的各个业务系统的通信网络充分融入其中，并形成实时的数据信息交互的一种网络结构。基于此，智能小区通信网络具有以下特点，即：稳定可靠性、交互实时性、用电安全性。因此，在设计和规划智能小区的通信网络时，必须要符合国家和电力系统的信息安全防护规定和要求。

（三）智能小区的业务功能

通过上文对智能小区主要业务系统的分析，结合人们对智能小区的业务需求分析，本文汇总出智能小区几项重要的业务功能，除了用电信息采集、配点自动化和储能式交通工具充电管理以及分布式电源管理与智能家居综合管理等之外，还有“三网融合”服务和双向互动服务。其中，智能家居和“三网融合”服务则类属于电力系统的拓展性增值业务。

（三）智能小区的核心技术

综合上文的分析内容，本文研究得出在智能电网的背景下，智能小区的核心技术集中于用电信息采集、储能式交通工具充电管理、配点自动化、分布式电源管理和智能家居以及通信技术与信息安全技术等。基于前文已对智能小区用电信息采集等业务系统做了简要的描述，下文则重点阐述一下智能小区的集成通信技术、互动服务技术、配点自动化和分布式电源运行控制。

（1）集成通信技術。智能小区通信技术是支持和保障各业务系统运转的基础，主要包含了光纤复合低压电缆技术、电力线宽带通信技术和以太无源光网络光通信技术三种。所谓光纤复合低压电缆技术就是将光纤组件叠加至低压电缆中，以实现兼具电力传输与通信能力的技术;电力线宽带通信技术是指利用扩频通信技术和正交频分复用技术等进行调制解调，使电力线载波倒1Mbps以上、2——30MHz的通信技术;以太无源光网络光通信技术是指在以太网方式的基础上，利用一点对应多点的单纤双向光方式，将局域性质的光线路终端、用户的光网络单元

和光分配器联结并组成无源光网络系统的技术。

（2）互动服务技术。智能小区的一个重要特征就是友好互动性。因此，在智能电网条件下，智能小区的互动服务技术集中体现在自助服务终端技术、95598网站互动技术和智能型终端交互技术三种。通过这三种媒介或者渠道，用电用户不仅可以随时随地查询用（供）电情况、缴纳电费或充值，还可以方便快捷地享受故障报修服务等。除此之外，借助智能型终端交互技术，可为用户提供具有增值性质的家庭安防、社区服务和互联网服务等。

（3）配点自动化技术。该技术涵盖了用户停电检测与报告、低压配电系统运行监控以及无功电压控制等技术。通过用电信息采集系统，可对小区内各用户停电故障进行跟踪监测和实时报告，并借助状态检测和自动报警功能，及时掌握和控制低压配电系统关键设备以及公用电器设施的运行情况。

（4）分布式电源运行控制技术。分布式电源是智能小区电力系统的基础，也是组小区微电网的重要单元。其核心技术集中在快速通信、运行管控、故障检测和保护以及电力电子等方面。所谓快速通信技术是在不同特性分布式电源信息的基础桑，借助电力电子器件来实现配网级、微电网级和单元级之间通信的技术。运行管控技术是指在了解并掌握当地热电需求情况、电价、电能质量要求和气象状况以及其他情况的基础上，对配电网络的运行成本和效率进行有效管控的技术;故障检测和保护技术是在对比常规电力系统防控措施的基础上，对引入的分布式电源进行相应的防控的技术。

三、结语：

通过对智能小区技术现状的梳理和汇总，我国不仅提出了符合国情的智能小区结构和业务功能，还提出了智能小区通信体系及其核心技术，为试点和推广智能小区建设提供了一定的参考依据。但是从实际执行情况来看，我国的智能小区建设在信息集成度、用户支持力和资金投入比等方面还存在较大差距，有待于日后的优化与改善以及不断地完善，进而摸索一套成熟的智能小区建设与运营模式机制。

参考文献：

[1]莫林玉.利用HFC 网建设智能小区的解决方案[J].光通信技术，2009（8）：58-60.

[2]朱彬若，张慎明，王虎.楼宇智能用电能量管理系统设计与实现[J].华东电力，2010，38（4）：520-522.

[3]刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010.

作者简介：姜旭东，男，1988.12，毕业于中国地质大学（北京），本科，高级工程师，研究方向：电力电气，建筑智能化。