智能用电小区及其关键技术

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智能用电小区及其关键技术

邓桂平，陈俊

４３００７７） （湖北省电力试验研究院，武汉

［摘 要］ 智能用电小区是用电环节智能化的重要组成部分。主要介绍了智能用电小区国内外的

发展概况，智能用电小区的概念、特征及其建设目标，分析了智能用电小区的系统架构，并探讨了智能用

电小区建设的关键技术。

［关键词］ 智能电网；智能用电；双向互动；智能家居；“三网融合”

［中图分类号］ＴＭ７２；ＴＭ７６ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００６—３９８６（２０１０）增刊Ｉ一００７３—０３

用电环节智能化是智能电网的主要标志，是实 表、家庭节能管理器、待机电力管理插座及人员活动

现电网实时信息采集管理、电网与用户之间实时交 感知器的ＨＥＭＳ节能系统。

互响应，增强电网综合服务能力，满足互动营销需

求，提升服务水平的重要手段。与此同时，利用光纤

１．２国内发展概况

智能小区２Ｏ世纪９０年代进人我国，１９９９年少

量房地产开发商在建设楼盘时，规划设计了智能化

和电力线宽带等通信技术构建的网络为基础，建立

用户与电网之问实时连接、开放、互动的数字网络，

系统，２０００年大部分商品楼盘都不同程度地开始建

设智能化系统。建设部从２０００年起，开始进行小区 提供能源与通信信息一体化服务。

智能化相关标准的编制工作，并批准了广州汇景新

城、上海怡东花园等７个智能小区为国家家居示范

工程智能化系统示范小区。２００３年，建设部发布了 内涵。本文主要介绍了智能用电小区国内外的发展

《居住小区智能化系统建设要点与技术导则》、《居住

区智能化系统配置与技术要求》，明确定义及技术要 析了智能用电小区的系统架构，并探讨了智能用电

智能用电小区是实现上述功能的主要载体，智

能用电技术的快速发展，赋予了智能用电小区新的

概况，智能用电小区的概念、特征及其建设目标，分

小区建设的关键技术。

求。２００２年，国家电网公司组织公司相关科研单位

和供电公司研究和开发了基于全电力线的智能家居

自动化系统；２００９年，国家电网公司相关单位在北

ｌ智能用电小区国内外的发展概况

１．１国外发展概况

京开展小区用电信息采集、智能家居及增值服务等

示范工作。２０１０年，上海世博园国家电网馆及上海

公司智能家居样板间安装调试完毕。目前各地已建 每户家庭都安装了智能电能表，人们可直观地了解

成一些智能用电小区试点工程：北京阜成路９５号

院、北京莲香园小区、浙江省海盐县、上海越富豪庭

２００８年美国宣布在Ｂｏｕｌｄｅｒ建设智能电网，为

当时的电价和用电信息，从而把洗衣服、烫衣服等安

排在电价低的时问段；２００８年荷兰阿姆斯特丹启动

了智能用电小区相关建设工作，包括智能供用电、

ＬＥＤ路灯改造、智能建筑、智能表计、电动汽车（船

小区和东郊紫园小区、重庆市加新沁园和富抱泉花

园小区。国家电网公司又确定了在华北、北京、天

津、山西、辽宁、吉林、上海、江苏、浙江、福建、河南、

四川、重庆、青海、宁夏１４个网省公司开展智能用电

小区及电力光纤到户试点建设。

舶）充电站、太阳能屋顶／幕墙等１７项试点工作；法

国、比利时、德国等６个欧盟国家于２００６年１月开

始进行以住宅节能为目的“Ｅｃｏｎ’Ｈｏｍｅ Ｐｒｏｊｅｃｔ”项

目，针对１ ０００户家庭住宅，节能目标设定为每户家

庭达到１０ ～２０ 节能效率；Ｅｔ本基于节约能源与

宜居为目标，开展家庭节能技术研究，包括智能电能

［收稿日期］２０１０—０９—１９

２智能用电小区的概念、特征及建设

目标

２．１智能用电小区的概念

智能用电小区是为了适应分布式电源广泛应

［作者简介］邓桂平（１９８１ ），女，湖北 首人，工程师。

用、居民家用电动汽车及储能装置迅猛发展，满足居

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２０１０年１２月

民客户对供电服务日趋多样的需求，提高家庭用能

综合利用效率，综合运用现代信息、通信、计算机、自

动控制等先进技术，支持小型光伏发电、风力发电等

可再生能源和电动汽车、储能装置接入电网、双向结

算和信息发布，实现居民小区能效智能管理、供电安

全可靠、服务双向互动，服务国家“三网融合”战略实

施，促进资源优化配置、居民用能效率提升，创建低

碳、节能、环保、智能的现代居住示范区。

智能用电小区是采用光纤复合电缆通信或电力 现家用电器实时监测和运行智能控制；降低居住区

线载波等先进技术，构造覆盖小区的通信网络，通过 整体能耗，提高终端用能效率和电能占终端能源消

用电信息采集、双向互动服务、需求响应、小区配电

自动化、电动汽车有序充电、分布式电源运行控制、 （４）支持新能源新设备接人，提高电网资产利用

智能家居等技术，对用户供用电设备、分布式电源、

公用用电设施等进行监测、分析、控制，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，同时可实现对小区安防等设 新设备接人电网，有效解决接人时谐波影响、双向计

备和系统的协调控制。

２．２智能用电小区的特征

（１）技术先进：综合运用计量、控制、通信、储能

等新技术；

（２）节能高效：推动可再生能源利用和提高能源

效率； 采用光纤复合低压电缆等技术，构建小区通信

（３）安全可靠：为用户提供安全可靠的电力供

应；

（４）灵活互动：实现电能、信息和业务的双向交

互；

（５）友好开放：充分利用电网资源为客户提供增

值服务。 智能用电小区系统主要由小区低压电力通信网

２．３智能用电小区的建设目标

（１）提高电网控制系统安全水平，确保安全可靠

供电。 网自动化系统、“三网融合”服务等８部分组成。

通过优化智能小区低压配电系统网络结构，配

置高可靠供电电源，部署智能开关设备与自动化监

控设备，构建小区配电自动化系统，确保电网控制系 合低压电缆作为宽带主干网络通道，并以电力线载

统和客户用电系统的安全，为小区客户提供更加安 波、ＲＳ４８５、无线等其它通信方式作为补充和延伸，

全可靠的电力供应，更加快速的故障响应和处理，减

少停电时间，提供更优质、更安全的供电服务。 户。小区电力光纤通信采用ｘＰＯＮ无源光网络等

（２）实现电网与客户互动，提供多样化供电服

务。

统筹应用实施９５５９８互动网站、用电信息采集

系统、客户用能服务系统、分布式电源与储能管理系 息采集与监控业务需要。

统、电动汽车充电管理系统、营销业务应用系统等，

通过电脑、自助终端、智能交互终端、智能监控终端、

智能电能表、电话、手机等互动渠道，为居民客户提 统的总体要求，在小区内全部安装智能电能表和智

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供信息查询、业务受理、电费缴纳、用能策略、电动汽

车充电、分布式电源接人、服务定制等多样化供电服

务。

（３）实现能效智能化管理，提高终端用能效率。

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能终端设备。综合应用小区电力光纤、电力线、无线

等通信技术，实现小区用电信息实时采集与处理。停

电信息主动上报。小区客户费控，异常用电分析，电

能质量统计分析，用电信息采集设备档案管理，提供 控终端，利用小区光纤通信网络，实现小区供用电运

对其它系统数据交换服务等功能，为小区各种信息

的综合应用提供基础用电信息。并将电动汽车充 电线路及设备故障智能检测与隔离设备，实现故障

电、分布式电源接入的采集与监控纳入采集系统范

同，为智能小区提供基础用电信息和监控手段。

３．３双向互动服务平台

通过用电服务自助终端、智能交互终端、电动汽

车充电设施监控终端、分布式电源监控终端及电脑、

电话、手机等设备，以营销业务应用系统为支撑，利

用９５５９８互动网站、短信、语音、邮件等多种渠道， 信、互联网运营商开展战略合作，在基于已实现光纤

构建智能用电互动服务平台，实现电网与客户的双

向互动。

根据客户的定制要求，向客户提供灵活多样服 网络资源出租、智能社区及其增值业务、互联网、ＩＰ

务。一是实现信息查询，根据客户的定制要求，向客

户提供用电运行状况、缴费结算、营业网点分布、电

价政策、服务种类等信息查询服务。二是实现业务

服务互动，向客户提供业务受理、客户用能策略、多

渠道缴费等服务。三是实现辅助服务互动，通过信

息通信网络，实现电动汽车有序充电、分布式电源智 系统正常、可靠运转的基本保障，同时也为智能用电

能化管理，提供智能家居控制的辅助手段。 小区更多功能的实现奠定基础，需兼容小区电力光

３．４智能家居

通过部署智能交互终端、智能插座、智能家电等

设备，实现对家用电器用电信息自动采集、发布、分 （２）用户侧储能技术。通过召唤用户在电力负

析，开展烟雾探测、燃气泄漏探测、家庭安防、紧急求 荷低谷时段存储电能，在负荷高峰时释放电能，有效

助、水表气表电表三表抄收等增值业务；通过智能交 调节电力负荷的波动，提高负荷利用率。

互终端与小区低压电力通信网互联，利用９５５９８互 （３）交互终端技术。智能交互终端为电力企业

动网站和智能家居服务平台，实现智能家居远程控

制与管理。

３．５电动汽车充电设施

电动汽车充电设施包括充电桩、计量装置、控制

装置、电能质量治理设施、计量计费及电动汽车充电 用电研究成果，积极探索利用小区低压电力通信网

管理系统等，实现电动汽车充电时段和充电容量有

序控制，满足智能小区电动汽车充电需求。

３．６分布式电源与储能

分布式电源根据小区实际，选择光伏发电、地热

发电、小型风力发电等可再生能源，合理配置储能装

置，同步部署双向计量、控制装置及分布式电源与储

能管理系统，实现分布式电源并网控制。

３．７小区配网自动化系统

小区低压配电网要满足分布式电源、电动汽车

充电设施及储能装置接人电网的要求。通过部署监

行状况监控和电能质量实时监测。在小区内部署配

的迅速响应和自愈供电。依托配电ＳＣＡＤＡ主站系