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智能电网条件下的智能小区关键技术

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第35卷第12期电网技术V ol. 35 No. 12 2011年12月Power System Technology Dec. 2011 文章编号：1000-3673（2011）12-0001-07 中图分类号：TM 73；F 294 文献标志码：A 学科代码：470·4051智能电网条件下的智能小区关键技术林弘宇1，田世明2（1．哈尔滨工业大学管理学院，黑龙江省哈尔滨市 150001；2．中国电力科学研究院，北京市海淀区 100192）Research on Key Technologies for Smart Residential CommunityLIN Hongyu1, TIAN Shiming2(1. School of Management, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, Heilongjiang Province, China;2. China Electric Power Research Institute, Haidian District, Beijing 100192, China)ABSTRACT: The orderly grid-integration of solar and other clean energy, the orderly charging of electric vehicle (EV), the implementation of synthetical management of various information related to power supply and consumption and service, the enhancement of power supply and service ability for residential community and improvement of power supply reliability are key objectives to be researched for smart residential community (SRC). On the basis of analyzing present situation of SRC and by means of synthetically utilizing advanced technologies of smart grid, the connotation and features of SRC are clarified; the business flow and information flow in SRC are analyzed and a flexible and interactive architecture of SRC is proposed, meanwhile the business functions and corresponding configuration are designed; a key technical structure for SRC is given and the integrated communication in SRC, interactive service, distribution automation of SRC, operation control of distributed generation and smart house are researched to support the development of key devices for SRC.KEY WORDS: smart grid; smart residential community (SRC); residential area; distributed generation; interactive power supply service; smart house摘要：研究居民小区应用光伏等清洁能源有序并网、电动汽车有序充电技术，实现各种供用电信息的综合管理和服务，提供灵活便捷的自助用电服务，提升智能小区供电服务能力，提高供电可靠性，是智能小区研究的重要目标。

在分析智能小区现状的基础上，综合应用智能电网先进技术，明确了智能小区的内涵与特征；对智能小区业务流、信息流进行了分析梳理，提出了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；提出了智能小区关键技术架构，详细阐述了智能小区集成通信、互动服务、小区配电自动化、分布式电源运行控制、智能家居等技术，以支持智能小区关键设备的研制。

关键词：智能电网；智能小区；居民住宅区；分布式电源；互动服务；智能家居0 引言目前，对智能小区已经进行了很多研究，取得了众多成果，国家建设部发布了CJ/T 174—2003《居住区智能化系统配置与技术要求》[1]，规定了智能小区的功能和技术要求。

随着我国经济的快速发展，人民生活水平的提高，智能电网技术的兴起，电力用户期望居住区低碳环保、安全舒适、便利快捷、能提供更高的供用电服务质量。

开展智能电网条件下的智能小区关键技术研究正是为满足这一需求而开展的研究工作。

以信息化、自动化、互动化为基本技术特征的智能电网成为世界范围内的研究热点。

利用分布式清洁能源、电动汽车、配电自动化、电力光纤通信等智能电网技术成果，构建新一代智能小区，可丰富现有智能小区的技术内涵，增强其服务功能，为用户提供安全可靠、清洁环保、便捷高效的居住场所，集中展现智能用电成果，提高终端用户能源利用效率，引导用户参与电网移峰填谷。

本文将重点阐述如何构建智能小区的系统架构和通信网络，智能小区业务功能及配置，智能小区关键技术。

1 国内外智能小区相关技术现状1.1 国外智能小区相关技术现状文献[2]介绍了2008年美国在博尔德建设智能电网，为每户家庭安装可编程家居控制装置和自动控制家居用能的管理系统；介绍了美国西太平洋国家能源实验室提出的“电网友好”技术，包括电网2 林弘宇等：智能电网条件下的智能小区关键技术V ol. 35 No. 12友好的频率响应、电压响应和价格响应技术。

该实验室研制的“电网友好控制器”可安装在冰箱、空调或热水器等家用设备中。

法国、比利时、德国等欧盟国家2006年1月选择1000户家庭住宅进行以住宅节能、减少碳排放为目标的实证研究。

在日本开展的智能家居(smart house)研究项目中，主要实现家庭能源管理系统(home energy management system，HEMS)，包括：清洁能源发电接入，电动汽车充电及储能控制，电器用能可视化，利用热泵、电磁炉技术实现供热水、厨房用能电气化，家庭用电可通过电视机、互联网、智能手机实现信息查询和远程控制等。

1.2 国内智能小区相关技术现状1）传统智能小区技术现状。

在智能电网技术应用于智能小区之前，已经开展了多项研究。

文献[3]主要介绍了小区抄表系统的组成、功能以及软硬件设计和安全设计等。

文献[4]主要介绍用Zigbee无线通信系统实现智能小区水表、电表、热表、燃气表耗能计量信息的采集和自动管理。

文献[5]针对智能小区内各机电设备通信协议不统一而使系统不能集成的问题，提出了采用BACnet协议进行集成的方法。

文献[6]详细阐述了基于HFC技术的智能小区的宽带接入方式。

通过利用这些现代通信网络技术、计算机技术、自动控制技术、IC卡技术，通过有效的传输网络，建立一个由住宅小区综合物业管理中心与安防系统、信息服务系统、物业管理系统以及家居智能化组成的住宅小区服务和管理集成系统。

建有这些技术系统的小区即是本文所称的传统智能小区。

1999年，少量房地产开发商在建设楼盘时，规划设计了智能化系统。

2000年，大部分商品楼盘不同程度地开始建设智能化系统。

国家建设部2000年批准了广州汇景新城、上海怡东花园等7个智能小区为国家康居示范工程智能化系统示范小区。

随后，我国的智能小区迅速发展。

目前，全国新建的居住区几乎都不同程度地建设了智能化系统，特别是安防系统、宽带网及对讲装置。

2003年，国家建设部发布了《居住小区智能化系统建设要点与技术导则》[7]，导则依据智能小区不同的功能设定、技术含量、经济投入等因素综合考虑划分为一星级、二星级和三星级，并提出相应的配置要求。

2005年国家建设部重新修订该标准。

同年10月，国家建设部颁布了《居住区智能化系统配置与技术要求》，将智能化居住区定义为配备有智能化系统的住宅小区，达到建筑结构与智能化系统有机结合，并能通过高效的管理与服务，为住户提供一个安全、舒适与便利的居住环境。

居住小区智能化系统包含安全防范子系统、管理与监控子系统、通信网络3大子系统。

其中安全防范子系统包括以下功能：住宅报警、访客对讲、小区周界报警、闭路电视监控、电子巡更。

管理与监控子系统包括以下功能：水电气三表自动抄表、车辆进出管理、紧急广播、物业计算机管理、公共设施监控。

通信网络包括电话网、有线电视网、宽带接入网、控制网、家庭网。

2）新型智能小区技术现状。

国内智能小区应用智能电网技术方面开展了相关专项技术研究，文献[8-9]在阐述智能配电网研发特点的基础上，寻求一条既充分发挥当代电网作用又跟踪技术创新实现跨越式发展的研发路线。

文献[10]在阐述自愈电网的基础上分析了分布式电源如何实现自愈供电。

文献[11]对国内外配用电领域的智能技术进行了分析，提出了智能配用电的关键技术。

文献[12]分析了电价政策对智能用电的影响，提出基于实时电价的智能用电系统框架，阐述了功能需求。

文献[13]介绍了上海世博园国家电网企业馆楼宇智能用电能量管理系统。

文献[14]针对分布式清洁能源提出了家庭能源管理方法学，所提出的方法既适用于单一智能住宅优化，亦适用于多个智能住宅全局优化。

文献[15]介绍了当前电动汽车充电站建设的3种典型模式，在此基础之上设计了一种电动汽车充电站监控系统。

该系统主要包括软件统一支撑平台、充电监控、配电监控、电池维护监控、快速更换设备监控等功能。

文献[16]对国外几个主要家庭网络标准DLNA、OSGi、Echonet、 LonWorks进行了对比分析。

目前的研究尚未对智能电网技术应用到居民小区的系统架构、通信网络、功能配置、关键技术进行整体研究和阐述。

在智能小区实践方面，2002年中国电力科学研究院与沈阳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年国网信通公司在北京莲香园小区和阜成路95号院开展了用电信息采集、智能家居及增值服务等示范展示工作，为新型智能小区的研究和建设进行了前期探索。

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电力光纤到户在智能小区应用

电力光纤到户在智能小区应用

电力光纤到户在智能小区的应用研究摘要：电力光纤到户的发展使智能电网进入用户终端成为现实。

本文通过河南三门峡电力光纤到户试点工程，阐述电力光纤到户的必要性和发展趋势，对电力光纤在智能小区的应用研究进行说明，通过智能用电小区的系统设计方案、社区信息服务系统的设计研究，加快了未来智能用电家居的建设，进而推动智能小区的发展。

关键词：电力光纤到户；智能小区；应用研究目前电网广泛应用的有全介质自承式光缆（adss）、光纤架空复合地线（opgw）和光纤架空复合相线（oppc）三大系列。

2009年，电力光纤到户关键技术取得重大突破，世界上第一条用于商业运营的光纤复合低压电缆（oplc）研制成功，它由国网信通公司自主研发，集光缆、电力输电缆于一体，支持多种传输技术［1］。

由于将电力输电缆与光缆功能合二为一，光纤复合低压电缆成功解决了制约宽带网络入户的瓶颈问题，被誉为“最后一千米”问题的“终结者”。

oplc是光纤入户的又一新革命，不同于opgw、oppc仅适用于电网内部建设，oplc在诞生之初就被赋予更高使命--进入用户端。

一电力光纤到户电力光纤到户（pftth）是指在低压通信接入网中采用光纤复合低压电缆（oplc），将光纤随低压电力线敷设，实现到表到户，配合无源光网络技术，承载用电信息采集、智能用电双向交互、“三网融合”等业务［2］。

电力光纤到户实现了网络基础设施的共建共享，大幅度降低了“三网融合”成本，提高了网络的综合运营效率，特别在节能环保方面优势明显，可为居民降低能耗25%至30%，是构建节约型社会的重要手段。

通过电力光纤到户试点工程，探索智能小区、智能家居建设是提高社会信息化水平的有效途径。

1 电力光纤到户的必要性（1）目前我国电力系统已建成世界上最大的、先进可靠的电力专用光纤通信网络。

但总体上又呈现“骨干网强、接入网弱”、“高端强，低端弱”的态势，110kv以上骨干网基本实现100%光纤化；35kv及10kv中压配电网仅仅50%光纤化；电网“最后一公里”的380v及220v用户接入网光纤化率极低。

物联网在小区智能用电中的应用

物联网在小区智能用电中的应用

物联网在小区智能用电中的应用摘要：随着技术的发展，我们切实感受到生活便利性提高。

而智慧化用电，智慧化生活已经成为了现代人生活不可分割的一部分。

物联网是以便捷用户生活为目标，来服务于人民的生活。

凭借着它强大的信息加工以及信息处理，可以在智能用电，智能家居，智慧生活上体现出它的独特优越性。

因此把物联网运用在生活智能用电上，既减少了能源浪费，也提高了电的真实使用率。

本文对物联网在小区智能用电中的应用进行探讨。

关键词：物联网；智能用电；智慧生活一、物联网的概念根据国际电信联盟（ITU）的定义：物联网主要解决物品与物品（ThingtoThing，T2T），人与物品（HumantoThing，H2T），人与人（HumantoHuman，H2H）之间的互连。

它不仅将各种互联网相连接，更把自己智慧化生活带到了不一样的境界。

它把人们生活与网紧紧相连。

而欧盟提出的《TheInternetofThingsin2020》指出，物联网是通过射频识别技术，传感器技术，智能定位技术等互联网传播手段，以获得标志物体的基本信息。

并且和云计算的结合，促进了智慧地球的实现，进而加快了智能用电的布局。

二、智能用电及研究现状1、智能用电概念智能用电就是解决我们在实际生活中小区，城市中用电更加智能便捷的问题。

它可以带给我们更加合理的电力调配方案以及解决低碳减排的问题，它能够凭借物联网的高效快捷，可以将众多小区用户融为一体，便于管理。

区别于现在普通家庭用电，智能用电更体现在节约，便利。

它带来的是一种全新的生活体验。

电是我们生活的助手，更是我们现代生活中必不可少的部分。

而智能用电更理应推广，我们凭借它，把自己的所需要的直接反馈给管理者，大大便捷了我们的生活。

作为国家大力提倡的智能电网的一部分，它能够使电网管理者合理调配电的使用，可以将管理者与用户一对一接触，更快速解决实际问题。

所以，足以见得提倡智能用电是很有必要的。

2、国内外智能用电的研究现状对于欧洲而言，借助于它们自己的Address项目，将自身电网与居民相结合，以此来更加的分配电的使用。

浅谈住宅小区供电方式

浅谈住宅小区供电方式

浅谈住宅小区供电方式随着城市化进程的不断推进，住宅小区如雨后春笋般涌现。

而供电作为住宅小区正常运转的关键要素之一，其供电方式的选择和优化直接关系到居民的生活质量和安全。

本文将对住宅小区常见的供电方式进行探讨，以期为相关从业者和居民提供一些有益的参考。

一、住宅小区供电方式的分类1、市电供电市电供电是目前住宅小区最常见的供电方式。

它通过城市电网将电能输送到小区的配电室，再经过变压器降压后分配给各个用户。

市电供电具有供电稳定、可靠性高的优点，但在用电高峰期可能会出现电压波动等问题。

2、自备电源供电自备电源供电通常作为市电供电的补充或备用。

常见的自备电源有柴油发电机组、太阳能发电系统、风力发电系统等。

在市电出现故障或停电时，自备电源能够迅速启动，为小区的重要设施如电梯、消防设备、应急照明等提供电力保障。

3、分布式能源供电分布式能源供电是一种新兴的供电方式，它将小型的发电设备如微型燃气轮机、燃料电池等安装在小区内，直接为小区提供电能。

分布式能源供电具有能源利用效率高、环境污染小等优点，但由于成本较高，目前尚未得到广泛应用。

二、住宅小区供电方式的选择因素1、小区规模和用电量小区的规模和用电量是选择供电方式的重要因素。

对于规模较大、用电量较高的小区，市电供电通常是首选；而对于规模较小、用电量较低的小区，可以考虑采用自备电源或分布式能源供电作为补充。

2、供电可靠性要求如果小区对供电可靠性要求较高，如高层住宅小区、医院附近的小区等，除了市电供电外，还应配备一定容量的自备电源，以确保在市电故障时能够正常供电。

3、能源成本和环境因素能源成本和环境因素也是选择供电方式时需要考虑的因素。

例如，在太阳能资源丰富的地区，可以考虑采用太阳能发电作为补充供电方式，既能降低能源成本，又能减少对环境的污染。

4、投资成本和维护管理不同的供电方式投资成本和维护管理难度也不同。

市电供电的投资成本相对较低，但维护管理主要由供电部门负责；自备电源和分布式能源供电的投资成本较高，且需要小区自行负责维护管理，因此需要综合考虑经济实力和技术能力。

智能电网Smart Grid

智能电网Smart Grid

智能电网Smart Grid美国2001年EPRI最早提出“Intelligrid”（智能电网），并开始研究，欧洲2005年成立“智能电网(SmartGrids)欧洲技术论坛”，也将“SmartGrids”上升到战略地位展开研究。

目前，“智能电网”被大家普遍接受的术语和称谓为：“The Smart Grid”（DOE, USA,2008）。

2008年11月11日-13日，在中美清洁能源合作组织特别会议上(Joint US-China Cooperation on Clean Energy -JUCCCE-)和18日-中美绿色能源论坛上的提法为：“Smart Grid”。

定义：以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。

它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。

特征：智能电网主要特征要素为：坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化等（1）坚强（Robust）在电网发生大扰动和故障时，电网仍能保持对用户的供电能力，而不发生大面积的停电事故；在自然灾害和极端气候条件下、或人为的外力破坏下仍能保证电网的安全运行；具有确保信息安全的能力和防计算机病毒破坏的能力。

（2）自愈（Self-Healing）具有实时、在线连续的安全评估和分析能力，强大的预警控制系统和预防控制能力，自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。

（3）兼容（Compatible）能支持可再生能源的正确、合理地接入，适应分布式发电和微电网的接入，能使需求侧管理的功能更加完善和提高，实现与用户的交互和高效互动。

（4）经济(Economical)支持电力市场和电力交易的有效开展，实现资源的合理配置，降低电网损耗，提高能源利用效率。