谭志伟
（国网冀北秦皇岛供电公司）
摘要：通过智能小区试点建设，推进智能用电服务体系建设，开拓新型智能用电业务，为用户提供电动汽车充换电管理、分布式电源管理、能效管理等智能互动用电服务，通过物联网、智能电网、信息通信的技术融合，探索新型智能小区商业运营模式，构建全新、开放、互动的智能用电互动服务平台，研发智能小区关键技术和设备，支持电力光纤到户，服务“三网融合”，支持第三方通过系统提供增值服务，为物联网、智能电网的集成创新提供应用环境，助力国家战略性新兴产业发展。
关键字：智能小区；电力光纤到户；智能用电
Abstract: Tentative construction of smart communities promotes smart-usage-of-power service system, develops new smart-usage-of-power businesses and provides users with smart interactive power services such as electric vehicle charging service management, distributed generation management and energy efficiency management. Integration of objective networking, smart grid and information and communication technology can explore new business model of smart communities, build a new, open, interactive smart power services platform, develop key technologies and equipment to support the Fiber To The Home (FTTH), serve "triple integration", support third-party value-added services, provide integrated innovative application environment for objective networking and smart grids and help the country develop strategic emerging industries.
Keywords: Smart Community; Fiber To The Home (FTTH); Smart-Usage-of-Power.
0 引言
智能电网作为能源流与信息流的一体化平台，将拥有比互联网更大的社会和经济影响力。建设智能电网[1]已经成为全球电力行业共同的选择，以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网，将会实现中国电网从传统电网向智能、高效、可靠的绿色电网升级和跨越的目标。我国正积极转变电网发展方式，将智能用电小区作为智能电网用电环节的重要组成部分，智能小区[2]试点建设，以国家电网公司智能小区试点建设相关技术规范和文件为指导，通过物联网、智能电网、信息通信的技术融合，探索新型智能小区商业运营模式，构建全新、开放、互动的智能用电互动服务平台，研发关键技术和设备，支持电力光纤到户，服务“三网融合”，支持第三方通过系统提供增值服务，实现多方共赢，为客户和社会创造最大价值。
本文在分析国内外智能小区理论与实践的基础上，按照国家电网公司坚持智能电网的战略部署，结合了小区用户的实际需要，通过电力光纤到楼、到户，承载用电信息采集、智能用电双向交互、三网融合等业务，实现用电监控、智能家居等目的，网络基础设施的共建共享等一系列特色服务，体现出良好的交互性和智能化特色。
1 智能电力小区研究现状
对智能建筑的研究基本集中在三点，一是先进的和创新性建筑智能技术的研究；二是智能建设性能评估方法的研究；三是投资评估分析方法的研究。
智能电网[3]的研究主要集中在小区智能化系统热门技术方面的研究。如：水电远程抄表系统，实现了数字化抄表全过程；家庭网关可在以太网上进行数据互传，实现智能小区水表、电表、热表、燃气表耗能计量的自动管理。
进行的灵活互动的智能小区系统架构，设计了智能小区业务功能和相应的配置，对智能小区集成通信[4]、互动服务、小区配电自动化、分布式电源运行控制等技术进行了详细阐述，以支持智能小区关键设备的研制；进行的家庭设备控制网络和智能小区或智能楼宇控制网络的集成研究。
采取的小区智能化系统综合评价方法，从小区智能化系统的基础技术平台谈起，结合技术及经济的角度论述了其综合评价指标。采取的市场调研的方法，收集实际调研数据，对数据进行分析，得到有关信息，为住宅的智能设施投资方案的选择提供支持。
2 智能小区用电系统总体设计
2.1概要
智能小区总体设计主要包括网络总体设计、业务功能总体设计、信息安全总体设计。在总体设计的基础上，对智能用电采集及用电交互服务系统进行介绍与实现[6]，提高了电网对小区用电的集中式管理与控制，同时优化家庭用电策略和用电方案，为用户提供了新型高质量的用电平台。
智能小区[7]依托用电信息采集、配电自动化、电动汽车充电管理、分布式电源管理、智能用能服务等系统以及第三方的各类系统，实现对供用电、家用、信息等设备的分散信息收集、储存和处理，并进行多方共享和双向互动，使智能用能等各项功能可以通过本地、远程和协作的方式实现。供电企业获取用户相关信息后，结合电网运行状况，合理安排故障检修，有序控制电动汽车充电，调节分布式电源发电，发布电价信息及用电激励政策，实现电网经济安全运行。小区用户通过智能交互终端、自助用电服务终端、计算机等终端设备访问95598互动网站获取家庭用电、小区停电、电动汽车充电、分布式电源发电、实时电价及用能策略等相关信息，及时了解供电企业用电激励政策，办理相关业务，实现电网削峰填谷；还可访问社区主站获取小区物业、监控安防等第三方各类系统信息，及时了解小区状况。
2.3 业务功能总体设计
智能小区业务功能包括核心功能和拓展功能两大类。核心功能包括用电信息采集、用电服务、小区配电自动化[11]、需求响应、电动汽车充电和分布式电源等与电能输送、使用和服务相关的功能；拓展功能是指充分利用智能小区的信息通信资源，实现核心功能以外的延伸性功能。
2.4 信息安全总体设计
根据Q/GDW/Z 518-2010的规定，智能用能服务系统、营销业务管理系统通过共享数据平台与用电信息采集系统、小区配电自动化系统、电动汽车充电管理系统、分布式电源管理系统进行信息交互、数据处理[11]。
智能小区的信息安全应该严格遵照GB/T 22240-2008、Q/GDW 582-2011、Q/GDW 594-2011及电力二次系统安全防护总体方案等国家及电力企业信息安全的相关条例和规定，在进行数据采集、控制、交互等操作时，应采用网络加密系统保证远程数据传输的安全性和完整性。对智能小区内接入的终端或用户身份进行严格认证，保证用户身份的唯一性和真实性。智能小区通信网络[12]不得与各级调度数据网相联，同时不得与10kV 以上配电网自动化系统直接相联。按照智能小区的数据流向，从终端设备、接入层、通道、边界、主机系统五个维度进行安全防护设计，以实现层层递进，纵深防御。
3 智能用电采集及用电交互服务
3.1 用电采集系统
在用户家中的主要用电设备插头部分安装智能插座，通过智能插座[13]采集用电设备的各类用电信息和参数。智能插座通过自组网通讯方式与感知互动网关进行数据交互，同时将数据上传至感知互动综合服务系统的专用数据库，系统在后台可进行用电总量、用电时间、用电比例等形式的数据分析，以此建立用户家庭用电模型。同时将相关信息推送至感知互动终端上，用户可实时查询到相关信息，并且与用电政策进行关联，主动调整用电模式，完成需求响应[14]。设计方案改变了之前的电力载波抄表方式，采用光纤通信进行抄表，主要是采集器采集到电表数据后，通过采集器ONU和串口服务器，前者将电信号转换成光信号，在光纤线路中进行传输，后者将OLT转换的电信号传给集中器，进而实现采集器与集中器的通信，实现集中器抄表的过程。用电信息采集的总计架构如图（4）所示：
图（4） 用电信息采集总体架构图
采集系统[15]是建设统一坚强智能电网的重要组成部分，是智能用电服务的技术支撑；是“SG186”营销业务建设的重要基础，实现与用户的双向互动服务，提升用户服务质量，满足用户多元化需求，实现智能化营销的必然选择；是实现“集团化运作、集约化发展、精益化管理、标准化建设”的重要措施。
采集系统通过整合电能计量、负荷管理、低压集抄、配电监测等系统，实现用电信息的实时采集与监控，构建完善的电能信息数据平台；通过与营销业务应用系统的集成，及时、完整、准确地为营销业务应用提供实时用电信息数据，为实现智能双向互动服务提供信息基础，全面提升公司的用电服务水平；通过与生产管理、调度、交易等系统的数据交互，实现各层面的信息共享，为公司的分析决策提供支撑，推动公司现代化管理水平的提高。
电表数据先通过RS485通信到采集器，采集器再将数据送给采集器ONU，采集器ONU将数据转换为光信号传给OLT，OLT将接收到的光信号数据再转换成电信号数据传给集中器服务器模块，模块将接收到的数据，直接传给集中器，集串器根据主站的命令将数据上报到主站。具体流程图如图（5）所示：
图（5） 数据流程图
家庭能耗分析主要是通过智能插座对家庭内主要用电设备的用点时间和耗电量数据进行采集，通过感知互动网关集中上传至平台数据库。最后通过感知互动综合服务系统对数据的分析和处理，向居民用户推送家庭用电策略和用电优化方案。
3.2 用电交互
用电交互服务主要指电力公司与用户之间的双向交互，用户通过智能交互终端/智能交互机顶盒可以查询到自己的缴费记录、剩余电费以及接收电力公司的通知，电力公司通过终端可以发布停电供电信息、节能信息、用电分析和用能建议等。该功能需电力公司提供相应业务，包括：供停电信息发布，发布停电时间、停电区域、停电线路、停电用户及计划送电时间等信息。用电分析和用能建议，每月为用户发布家庭详细用电情况，包括用电高峰时段，负荷时间分布曲线等，并且发送节能提醒等信息。
4 结论
本文整体介绍了网络建设、基础平台的搭建和业务功能。在网络建设中，概括说明了组网设计的原则以及网络设计的内容，基于智能交互系统的基础平台的搭建，包括系统的逻辑架构、物理架构以及系统的部署。
通过智能小区的电力网络建设，验证智能用电关键技术成果，推进智能用电服务体系建设，为用户提供智能家居[16]、电动汽车充电换电管理、分布式电源管理、能效管理等智能互动用电服务，引导客户积极主动参与需求响应，实现节能减排，提升服务质量。
参考文献：
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作者简介：
谭志伟，1963年2月，河北秦皇岛人，北京广播电视大学，单位：国网冀北秦皇岛供电公司，研究方向：工程管理
论文作者:谭志伟
论文发表刊物:《电力设备》2015年7期供稿
论文发表时间:2016/2/15
标签：智能论文; 小区论文; 电网论文; 互动论文; 数据论文; 系统论文; 信息论文; 《电力设备》2015年7期供稿论文;