摘要：智能小区体现了智能用电技术先进性、经济性、友好开放的特征，能够实现用户与电力部门之间实时交互响应，是未来发展的重要方向。根据《智能用电小区建设导则》的技术要求，充分考虑智能小区的技术试点、前瞻探索、窗口展示、产业对接等需求的前提下，提出了一种智能小区设计方案。详细分析了应用在智能小区的用电信息采集、配电自动化、分布式电源运行控制、智能用电服务互动、智能家居、统一展示平台等智能电网技术。
关键词：智能电网；智能小区；用电信息采集；分布式电源；配电自动化
随着我国国民经济的快速发展，人们对生活质量提出了新的要求，智能化城市建设已经成为未来的发展趋势。智能城市的出现主要是为了将城市管理、建筑、电网、交通等集一体化发展，有效将知识经济和信息技术相结合，实现城市的现代化智能发展。而智能电网是智能城市建设中极为关键的一部分，但是由于技术和其他因素的影响，导致智能电网尚存在缺陷，因此必须要加强对智能电网的改进和完善。
1.智能电网技术在智能小区的应用现状
居住小区是智能电网用电环节的重要组成部分。为了研究智能电网先进技术如何应用于居住小区，探索我国智能用电小区建设模式、展现智能电网成果、宣传坚强智能电网的先进概念、提高电网智能化水平、提升为用户服务的能力、促进智能用电小区有序发展，2010年4月，国家电网公司颁布了《智能用电小区试点工程建设导则》（V1.6），并开始在其业务管辖范围内的二十多个省、市、自治区逐步开展试点工程。目前，上海、廊坊、重庆等地已经陆续完成了几个智能用电小区的建设。概括而言，这些已建成的智能用电小区融入了智能电网的技术；采用光纤复合低压电缆通信或电力线载波（PLC）通信等技术，构造了覆盖小区的通信网络在居民家庭中的应用；通过用电信息采集、双向互动服务、小区配电自动化、电动汽车有序充电、分布式电源运行控制、智能家居等技术，对公共用电设施、分布式电源、用户用电设备等进行监测、分析和控制，以提高能源的终端利用效率，为用户提供优质便捷的双向互动服务和“三网融合”服务，同时可以对小区安防等系统进行协调控制。
这些智能用电小区的建设，一方面可以满足社会对用电服务的多元化需求，实现智能电网经济、高效、优质、节能、环保的目标，达到节能和利用新能源的目的，并引导用户优化用能结构；另一方面可以推动社会资源共享，引导用户用电行为，响应电网错峰，实现避峰填谷，提高电网设备的使用效率，推进和谐社会的建设，创造未来的商用典范与新的生活方式等。应该说，这些智能用电小区的建设是比较成功的，取得了良好的社会效益。
2.智能小区总体架构
2.1智能小区系统架构
智能小区系统架构是在通信网络支撑之下由各业务系统相互关联而构成的，如图1所示，业务系统包含用电信息采集、电动汽车充电、分布式电源管理、配电自动化、智能家居等；高速通信网络是智能小区的重要支撑，满足国家相关信息安全防护规的要求。主站系统内外网信息交换通过隔离装置实现双向数据交换。原则上，用电信息采集、电动汽车充电、配电自动化等业务接入电力公司内网；智能家居等接入电力公司外网。
图1智能小区系统架构
用电信息采集系统是对用户的用电信息进行实时采集、处理和监控的系统，为其他系统提供基础的用电信息支撑。智能用能系统通过家居智能交互终端及95598互动网站等多种途径给用户提供灵活、多样的互动服务，为用户提供信息查询、智能控制、用电策略辅助决策等服务，是实现智能用电增值服务的有效手段。分布式电源管理子系统完成小区分布式电源计量、监控和管理功能，包括分布式电源并网实时监控、计量、保护，并与营销业务管理系统实现信息交互，完成用户档案管理。电动汽车充电监控系统完成小区充电计量、监控和管理功能，包括有序用电管理、计量管理、运行监控、充电记录，并与营销业务管理系统实现信息交互，完成用户档案管理。小区配电自动化系统完成小区低压配电系统的关键设备监测控制、小区居民用户故障自动报修等，提高供电的可靠性和停电抢修服务的及时性，满足高质量的用电服务需求。
2.2配电自动化
小区通过配电自动化系统具备配电数据采与监视控制、馈线自动化、与相关应用系统互连、视频监控等功能，可以监视和控制小区低压配电网的运行。系统主要由配电主站、配电子站、配电终端、安防设备和通信通道等部分组成。通过配电终端，实现对配电房高低压线路上的三相电流、三相电压、有功、无功、频率、功率因数等线路参数的采集；还可以实现线路上开关位置、储能、过负荷、三相故障、零序过流、零序过压、蓄电池活化、交流输入异常等遥信信息的采集。也可以通过信息输入实现对线路上遥信和遥测或者某些保护信息的采集，运行监控信息的图形化管理和状态自动报警功能。配电终端设备采集遥信信息，由配电网子站和主站服务器负责转发信息。通过以太网通讯、光纤通讯等多种方式，配电终端将采集到的信息发送给配电子站，配电子站可以对多台配电终端的信息和控制命令同时发送和接收，通过配电主站进行通讯，可以对配电主站的信息和命令进行转发，从而使配电主站能够监控配电房线路。
图2配电自动化系统结构图
小区配电自动化系统能够对配电系统的故障进行自动诊断、自动隔离，以将故障停电范围降到最低，将非故障段供电恢复，及时告知小区客户故障信息，并协调各部门进行快速故障处理。在小区配电室等重要区域需要安装监控设备，并把监控信息传递到小区监控中心以实现对重要区域的监控。
2.3智能家居的应用
随着人们生活水平的提高，人们对于住宅生活的需求也开始提高，除了要确保住宅的质量外，还要加强住宅的安全性、舒适性和环保性。设计人员利用网络通讯技术实现了家居系统的智能化，将内部家居系统与外界网络系统相连，这样就能实现对家居信息的传输与共享，进而提高家居服务水平。智能家居的应用，不仅可以实现远程抄表，还能实现远程教育和医疗，能够有效保证家居生活质量的提升。智能家居一般是指将家庭中各种与信息有关的通信设备、家用电器和家庭保安装置，通过家庭总线技术连接到一个家庭智能化系统上，以实现监视、控制和家庭事务性管理，并保证这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。在小区设置一个两室一厅结构的智能家居展示样板间。样板间系统由智能电器、智能交互设备、安保系统、电子显示屏等子系统构成，通过PFTTH方式与小区通信网络进行。最终样板间能够实现以下功能：1）实现智能用电服务的有关功能，如家庭用电分析、设备耗能分析、绿色用电指数、用电贴士发布等；2）实现对水气表、电能表数据进行自动采集，如果有需求可以对历史记录进行调用，进行用能展示等；3）可以通过电话、交互机顶盒、互联网等方式对家电进行远程控制和管理。
3.智能电网建设中存在的问题及解决对策
虽然智能电网是智能城市建设的重要部分，但是智能电网建设过程中出现了诸多问题，比如电网建设与城市建设速度协调、遗留问题较多等，这些问题的存在都将导致智能城市建设的速度减慢。因此，必须要采取相应的解决对策。
（1）我国政府部门要建立试点城市，根据智能城市的建设需求，制定相应的组织结构和工作政策，下属各部门要加强合作，明确项目方案和设计计划，政府部门要确保资金早日到位，重视智能电网投资汇报，比如采用“临时电价政策冶”，通过提高电价水平回收智能电网方面的投资，形成一种投资的良性循环。
（2）政府要制定工作组织体系和标准制定线路图，明确只能电网参考模型，制定有限行动措施，准备必要的有效指导工作文件，提供人力资源保障，辅助措施落到实处，激励措施也落到实处。从细微处入手，将城市智能电网的体系“由点到线、由线到面、由面到体”，保证电网投资和建设的高效管理。加强电网规划投入，同时扫清相关体制障碍，简化智能电网选址、审批和建设的过程，消除体制壁垒。
结论
综上所述，智能城市的建设离不开智能电网技术，政府部门要明确试点城市，充分利用智能电网技术的优势，快速推进智能城市的发展。
参考文献
[1]林弘宇，田世明.智能电网条件下的智能小区关键技术[J].电网技术，2011（12）.
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[3]马德顺.智能电网在电力系统的应用研究[J].齐齐哈尔大学学报（自然科学版），2010（05）
论文作者:陈澧佳
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/15
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