智慧用電社群系統架構設計

智慧用電社群在實現雙向互動服務，滿足電動汽車、分散式電源規模化接入需求，提高終端使用者能源利用效率等方面表現出很好的效益。下面yjbys小編為大家準備了關於智慧用電社群系統架構設計的文章，歡迎閱讀。

　　1 國內外智慧用電社群的發展現狀

1.1 國外智慧用電社群的發展概述

隨著智慧電閘道器鍵技術的突破，世界各國有關智慧用電社群的研究與應用迅速發展。推動清潔能源的綜合利用，提高居民終端能源利用效率，促進節能減排，實現電網與居民使用者之間的良性互動，成為了世界各國發展智慧用電社群的共同目標。基於上述目標，世界各國立足於本國實際，積極參與智慧用電社群的研究與實踐，呈現出不同特點。

2008年，美國Xcel Energy公司宣佈在博爾德(Boulder)建設美國首個智慧用電社群，為社群內每戶家庭安裝智慧電錶，可直觀地瞭解實時電價資訊，引導使用者合理安排用電時段。此外，社群內鼓勵分散式清潔能源接入，使用者可以根據實時電價資訊，優先選用清潔能源發電。從2001年起，義大利ENEL公司共投資21億歐元改造、安裝智慧電錶，是世界上最大規模的智慧電錶安裝專案，為智慧用電社群的前期建設打下了良好的基礎。2008年，荷蘭啟動阿姆斯特丹智慧用電社群的建設工作，其中包括智慧供電系統、照明路燈改造、智慧電錶、智慧樓宇、電動汽車等17類示範工程專案。法國、比利時、德國等歐盟國家相繼開展了針對1 000戶家庭住宅的“Econ Home Project”的住宅節能示範專案。日本針對本國實際，基於家庭能效管理目標，規劃建設100個智慧用電社群，開展家庭節能的相關技術研究，包括智慧電錶、家庭節能管理系統、清潔能源接入、電動汽車等。

1.2 國內智慧用電社群的發展概述

智慧用電社群建設是我國在智慧用電領域的初期實踐之一。20世紀90年代，基於智慧用電理念的智慧社群規劃與建設逐步開展起來。2000年，建設部開展社群智慧化標準的編制工作，批覆了廣州匯景新城、上海怡東花園等7個社群為國家家居示範工程智慧化社群。2003年，建設部發布了《居住小區智慧化系統建設要點與技術導則》、《居住區智慧化系統配置與技術要求》，明確了技術指導要求和相關標準。

自2009年以來，國家電網公司在全國各地廣泛開展智慧用電社群的試點工作。目前，國家電網公司確定了在北京、天津、江蘇、浙江、吉林、福建、河南、重慶、四川、寧夏等14個省市開展智慧用電社群及電力光纖到戶試點專案建設。

　　2 智慧用電社群系統架構設計

智慧用電社群採用先進通訊技術，打造通訊網路社群全覆蓋，通過用電資訊採集、雙向互動服務、配網自動化、電動汽車充電、分散式電源協調控制、智慧家居等關鍵技術，通過智慧電錶對使用者供用電裝置、分散式電源、公共用電設施等進行實時監測，提高終端能源利用效率，為使用者提供優質便捷服務，支援“三網融合”服務，可實現對小區安防等裝置和系統進行協調控制。

根據國內外智慧用電社群的發展現狀及相關技術分析，結合我國智慧電網規劃建設實際，考慮智慧電網環境下使用者側互動服務需求，歸納總結智慧用電社群系統的基本邏輯架構主要分為三層，分別為通訊網路層、資訊採集層和業務應用層。它們對應著多個工作子系統，分別為先進通訊網路系統、用電資訊採集系統、雙向互動服務系統(平臺)、配網自動化系統、分散式電源管理系統、電動汽車充電管理系統、智慧家居服務系統等。

①通訊網路層是智慧用電社群系統架構中至關重要的環節，是聯接電網與使用者的橋樑，是各工作子系統的生命線。通訊網路層主要由電力和公用業務相關通訊網路構成，其中電力通訊網路主要負責用電資訊採集、雙向互動服務、配網自動化、分散式電源、電動汽車以及儲能裝置的充放電管理，區間段覆蓋到變壓器出口至使用者側智慧電錶、電動汽車充電樁、分散式電源以及公共用電設施;公用業務通訊網主要負責電話、有線電視、網際網路、智慧家居裝置的通訊管理。其中電力通訊網路是專網通訊形式，主要包括230 MHz無線窄帶通訊、電力光纖通訊以及同步分碼多重進接無線寬頻通訊。

②資訊採集層是對使用者用電資訊進行實時採集和監控的系統，位於使用者側，通過智慧電錶和智慧終端計量裝置，結合應用社群電力光纖、電力線纜及無線等通訊技術，實現感測測量、資訊實時採集、資訊監測與處理、異常用電分析等功能，為其他子系統提供基礎用電資訊支撐，滿足智慧服務需求。同時，整合電動汽車充電、分散式電源及儲能裝置接入的資訊採集與監控系統，將其統一管理，協調排程，為智慧用電社群提高基礎用電資訊，有效地服務居民使用者多樣化的用電需求。電動汽車充電、分散式電源及儲能裝置監控系統完成電量計量、監控管理功能，主要包括有序充電管理、分散式電源與儲能併網實時監控、執行監控，與營銷業務管理系統進行資訊互動，完善使用者檔案管理。

③業務應用層是電網與使用者互動的有效載體，主要以雙向互動平臺為基礎，有效融合營銷業務、用電資訊採集、配網自動化、95598等工作子系統的多樣化業務，提供常規用電服務、智慧用電服務和社會增值服務等業務應用。智慧用電子系統通過家居智慧終端、95598網站等途徑給使用者提供靈活、多樣的雙向互動服務，為使用者提供資訊查詢、智慧控制、用電輔助決策等服務，實現智慧用電的增值服務。配電自動化子系統完成社群低壓配電系統的裝置監測控制、使用者故障自動報修，提高供電可靠性和停電搶修的及時性，滿足使用者高質量的用電需求。智慧家居子系統通過自助用電服務終端繳納電費，通過95598網站進行資訊互動，實現電力光纖到戶，支援三網融合。

　　3 智慧用電社群關鍵技術應用

智慧用電是智慧電網發展的客觀要求，也是低碳智慧城市的外在表現。隨著經濟社會的快速發展，人民生活水平的日益提高，居民使用者期望居住社群能提供更低碳、節能、環保、便捷的供電服務，智慧用電社群應運而生。然而，現階段的智慧用電社群試點中，存在執行管理技術滯後、裝置整合技術不成熟等問題，無法滿足使用者多樣化的用電需求。因此，需要從技術內涵的.角度對智慧用電社群的先進通訊設計、互動服務技術、智慧家居技術、分散式電源技術等關鍵技術進行深入研究。

①先進通訊技術。先進通訊系統是智慧用電社群建設的關鍵環節，是智慧用電社群的骨架。先進通訊技術是為系統安全、可靠執行提供資訊傳輸通道和技術保障。當前的通訊技術主要存在光纖複合低壓電纜技術、電力線寬頻通訊技術、基於乙太網方式的無源網路光通訊技術。通過運用先進通訊技術，實現了電網與使用者的雙向互動，獲取使用者側實時資料，有效引導使用者參與電網移峰填谷，提高終端使用者能源利用效率。

②互動服務技術。互動性是智慧電網的重要特徵之一。互動服務系統是電網與使用者友好交流的資訊彙集地，也是構建智慧用電服務體系的關鍵環節。智慧用電社群雙向互動服務技術包含自助用電服務終端技術、95598互動服務技術以及智慧互動終端技術。通過運用互動服務技術可以提升現有用電服務水平，開展智慧化用電業務應用，為第三方開展其他社會增值服務提供有效的技術支撐。

③智慧家居技術。在智慧用電社群範圍內，智慧家居技術主要包括智慧家電、智慧插座、智慧終端技術等。通過安裝智慧互動終端、智慧家電、智慧插座、智慧手機、計算機等裝置，實時採集家用電器的用電資訊，針對異常用電資訊，進行資料檢測與分析，並上報處理資訊。通過智慧互動終端連線通訊網路，運用95598網站、智慧家居服務系統(平臺)完成智慧家居用電資訊的雙向遠端管理任務，優化居民使用者的生活方式，提升家居生活的舒適性與安全性。

④分散式電源技術。智慧用電社群是有效接納清潔能源的載體。智慧用電社群允許多種不同型別的發電與儲能系統無縫接入，實現使用者側分散式電源的即插即用，從而形成微電網模式，具有併網執行和孤島執行兩種執行方式。智慧用電社群內分散式電源(微電網)的關鍵技術主要有實時通訊、能量管理、電力電子、故障檢測與繼電保護等技術。智慧用電社群的微電網模式可以提高供電可靠性、電能質量以及清潔能源的利用效率，還可以實現定製電力服務。