智能用电社区系统架构设计

智能用电社区系统架构设计

　　智能用电社区在实现双向互动服务，满足电动汽车、分布式电源规模化接入需求，提高终端用户能源利用效率等方面表现出很好的效益。下面yjbys小编为大家准备了关于智能用电社区系统架构设计的文章，欢迎阅读。

　　1 国内外智能用电社区的发展现状

　　1.1 国外智能用电社区的发展概述

　　随着智能电网关键技术的突破，世界各国有关智能用电社区的研究与应用迅速发展。推动清洁能源的综合利用，提高居民终端能源利用效率，促进节能减排，实现电网与居民用户之间的良性互动，成为了世界各国发展智能用电社区的共同目标。基于上述目标，世界各国立足于本国实际，积极参与智能用电社区的研究与实践，呈现出不同特点。

　　2008年，美国Xcel Energy公司宣布在博尔德(Boulder)建设美国首个智能用电社区，为社区内每户家庭安装智能电表，可直观地了解实时电价信息，引导用户合理安排用电时段。此外，社区内鼓励分布式清洁能源接入，用户可以根据实时电价信息，优先选用清洁能源发电。从2001年起，意大利ENEL公司共投资21亿欧元改造、安装智能电表，是世界上最大规模的智能电表安装项目，为智能用电社区的前期建设打下了良好的基础。2008年，荷兰启动阿姆斯特丹智能用电社区的建设工作，其中包括智能供电系统、照明路灯改造、智能电表、智能楼宇、电动汽车等17类示范工程项目。法国、比利时、德国等欧盟国家相继开展了针对1 000户家庭住宅的“Econ Home Project”的住宅节能示范项目。日本针对本国实际，基于家庭能效管理目标，规划建设100个智能用电社区，开展家庭节能的相关技术研究，包括智能电表、家庭节能管理系统、清洁能源接入、电动汽车等。

　　1.2 国内智能用电社区的发展概述

　　智能用电社区建设是我国在智能用电领域的初期实践之一。20世纪90年代，基于智能用电理念的智能社区规划与建设逐步开展起来。2000年，建设部开展社区智能化标准的编制工作，批复了广州汇景新城、上海怡东花园等7个社区为国家家居示范工程智能化社区。2003年，建设部发布了《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》，明确了技术指导要求和相关标准。

　　自2009年以来，国家电网公司在全国各地广泛开展智能用电社区的试点工作。目前，国家电网公司确定了在北京、天津、江苏、浙江、吉林、福建、河南、重庆、四川、宁夏等14个省市开展智能用电社区及电力光纤到户试点项目建设。

　　2 智能用电社区系统架构设计

　　智能用电社区采用先进通信技术，打造通信网络社区全覆盖，通过用电信息采集、双向互动服务、配网自动化、电动汽车充电、分布式电源协调控制、智能家居等关键技术，通过智能电表对用户供用电设备、分布式电源、公共用电设施等进行实时监测，提高终端能源利用效率，为用户提供优质便捷服务，支持“三网融合”服务，可实现对小区安防等设备和系统进行协调控制。

　　根据国内外智能用电社区的发展现状及相关技术分析，结合我国智能电网规划建设实际，考虑智能电网环境下用户侧互动服务需求，归纳总结智能用电社区系统的基本逻辑架构主要分为三层，分别为通信网络层、信息采集层和业务应用层。它们对应着多个工作子系统，分别为先进通信网络系统、用电信息采集系统、双向互动服务系统(平台)、配网自动化系统、分布式电源管理系统、电动汽车充电管理系统、智能家居服务系统等。

　　①通信网络层是智能用电社区系统架构中至关重要的环节，是联接电网与用户的桥梁，是各工作子系统的生命线。通信网络层主要由电力和公用业务相关通信网络构成，其中电力通信网络主要负责用电信息采集、双向互动服务、配网自动化、分布式电源、电动汽车以及储能装置的充放电管理，区间段覆盖到变压器出口至用户侧智能电表、电动汽车充电桩、分布式电源以及公共用电设施;公用业务通信网主要负责电话、有线电视、互联网、智能家居设备的通信管理。其中电力通信网络是专网通信形式，主要包括230 MHz无线窄带通信、电力光纤通信以及同步码分多址无线宽带通信。

　　②信息采集层是对用户用电信息进行实时采集和监控的系统，位于用户侧，通过智能电表和智能终端计量设备，结合应用社区电力光纤、电力线缆及无线等通信技术，实现传感测量、信息实时采集、信息监测与处理、异常用电分析等功能，为其他子系统提供基础用电信息支撑，满足智能服务需求。同时，整合电动汽车充电、分布式电源及储能装置接入的信息采集与监控系统，将其统一管理，协调调度，为智能用电社区提高基础用电信息，有效地服务居民用户多样化的用电需求。电动汽车充电、分布式电源及储能装置监控系统完成电量计量、监控管理功能，主要包括有序充电管理、分布式电源与储能并网实时监控、运行监控，与营销业务管理系统进行信息交互，完善用户档案管理。

 　　③业务应用层是电网与用户互动的有效载体，主要以双向互动平台为基础，有效融合营销业务、用电信息采集、配网自动化、95598等工作子系统的多样化业务，提供常规用电服务、智能用电服务和社会增值服务等业务应用。智能用电子系统通过家居智能终端、95598网站等途径给用户提供灵活、多样的双向互动服务，为用户提供信息查询、智能控制、用电辅助决策等服务，实现智能用电的增值服务。配电自动化子系统完成社区低压配电系统的设备监测控制、用户故障自动报修，提高供电可靠性和停电抢修的及时性，满足用户高质量的用电需求。智能家居子系统通过自助用电服务终端缴纳电费，通过95598网站进行信息交互，实现电力光纤到户，支持三网融合。

　　3 智能用电社区关键技术应用

　　智能用电是智能电网发展的客观要求，也是低碳智慧城市的外在表现。随着经济社会的快速发展，人民生活水平的日益提高，居民用户期望居住社区能提供更低碳、节能、环保、便捷的供电服务，智能用电社区应运而生。然而，现阶段的智能用电社区试点中，存在运行管理技术滞后、设备集成技术不成熟等问题，无法满足用户多样化的用电需求。因此，需要从技术内涵的角度对智能用电社区的先进通信设计、互动服务技术、智能家居技术、分布式电源技术等关键技术进行深入研究。

　　①先进通信技术。先进通信系统是智能用电社区建设的关键环节，是智能用电社区的骨架。先进通信技术是为系统安全、可靠运行提供信息传输通道和技术保障。当前的通信技术主要存在光纤复合低压电缆技术、电力线宽带通信技术、基于以太网方式的无源网络光通信技术。通过运用先进通信技术，实现了电网与用户的双向互动，获取用户侧实时数据，有效引导用户参与电网移峰填谷，提高终端用户能源利用效率。

　　②互动服务技术。互动性是智能电网的重要特征之一。互动服务系统是电网与用户友好交流的信息汇集地，也是构建智能用电服务体系的关键环节。智能用电社区双向互动服务技术包含自助用电服务终端技术、95598互动服务技术以及智能交互终端技术。通过运用互动服务技术可以提升现有用电服务水平，开展智能化用电业务应用，为第三方开展其他社会增值服务提供有效的技术支撑。

　　③智能家居技术。在智能用电社区范围内，智能家居技术主要包括智能家电、智能插座、智能终端技术等。通过安装智能交互终端、智能家电、智能插座、智能手机、计算机等设备，实时采集家用电器的用电信息，针对异常用电信息，进行数据检测与分析，并上报处理信息。通过智能交互终端连接通信网络，运用95598网站、智能家居服务系统(平台)完成智能家居用电信息的双向远程管理任务，优化居民用户的生活方式，提升家居生活的舒适性与安全性。

　　④分布式电源技术。智能用电社区是有效接纳清洁能源的载体。智能用电社区允许多种不同类型的发电与储能系统无缝接入，实现用户侧分布式电源的即插即用，从而形成微电网模式，具有并网运行和孤岛运行两种运行方式。智能用电社区内分布式电源(微电网)的关键技术主要有实时通信、能量管理、电力电子、故障检测与继电保护等技术。智能用电社区的微电网模式可以提高供电可靠性、电能质量以及清洁能源的利用效率，还可以实现定制电力服务。

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