浅谈智能用电小区宽带无线综合业务系统的设计分析

【摘要】 本文结合智能用电小区的基本特点，在分析智能用电综合业务需求的基础上提出了面向智能用电小区的综合业务信息通信平台设计方案，给出了相应的组网方式和网络架构，且对相应的软件平台设计也给出了方案。

【关键词】 智能用电 宽带无线 光纤入户

一、智能用电小区用电业务分析

功能齐全的智能用电应用系统是实现智能用电小区各项功能的基础和灵魂，智能用电应用系统架构可设计如图1所示。

1.1基础用电业务

（1）实时获取用电信息。通过采用宽带无线接入技术或光纤复合电缆技术，建设小区用电信息采集通信网络，安装智能电能表、采集器等设备，实现用电信息采集、用户数据分析以及数据同享等功能，实时获取用电信息并掌握用电规律。

（2）智能用电双向互动服务。通过部署智能交互终端、自助用电服务终端等设备，结合规划建设的95598智能互动网站等实现双向互动服务，如用户缴费互动、辅助服务互动等服务。

（3）居住区供用电状况的监控和故障迅速响应。通过小区配用电自动化建设，将小区配电系统运行信息传送到公司配电自动化主站，实现供用电运行状况、电能质量监控、故障自动检测与自动隔离，并对故障迅速响应。

（4）分布式电源接入、使用和控制。智能用电小区内应视自然条件部署太阳能、地热、风力等分布式电源，并同步建设控制装置、储能装置。这样，家庭太阳能、风能发电系统结合储能系统便可组成一个小系统，再通过微电网技术便可接入智能配用电网，进行能量交互，实现家庭用户的发电。

（5）智能家居。在智能家居这方面，通过智能交互终端，对家庭用能设备信息采集、监测、分析及控制进行用电方案设置，实现家电联动，可通过电话、手机、远程网络等方式实现家居的监控与互动，查询用电基本信息及三表抄收等其他增值服务。

1.2新型互动业务

智能用电小区的用电业务对网络接入带宽、实时性、可靠性、安全性的需求持续增加，传统的接入方式将不能满足需求。电力光纤接入是一个逐渐成熟的过程，现阶段提出智能用电小区的宽带无线接入作为光纤接入的补充，能够较好地弥补光纤通信组网的不足，同时，还提供高带宽、可靠的数据传输以及灵活的组网方式，以满足智能电网多种业务的要求。

二、宽带无线综合业务系统设计方案

宽带无线综合业务系统基于宽带无线接入技术开展各类智能用电业务。在智能用电小区，通过用电信息采集、双向互动服务等技术综合应用，实现小区的智能化用电服务，实现电网与用户电力流、信息流、业务流双向互动。

2.1智能用电小区用电通信网络结构

（1）互动层。智能用电小区的互动层中，智能设备如智能电表、家电、安防等通过部署在周围的传感器和互动终端采集信息，通过网关发送到网络层。对于新型互动业务，智能电表可实现分布式电源双向供电模式下双向独立计量，可实现动态浮动电价下的快速响应、快速切换、电价实时结算等功能。通过放置终端设备可以开展多渠道自助服务，如电费双向自动结算，还能对客户进行在线用电安全监测与故障的自动诊断等。

（2）网络层。网络层的功能主要是将互动层收集上来的信息通过电力通信网传送到电力服务平台。这部分包括电力宽带接入专网和宽带接入公网两部分。其中电力宽带接入专网部分包括电力光纤网和宽带无线接入网，其主要覆盖配用电网开关站、配用电室、环网柜、柱上开关、公用配用电变压器、配用电线路等的通信网络，智能用电公变出口至用户电表、电动汽车充电站、分布式能源站点，并向下延伸至传感器网络的接入网关。

（3）应用层。网络层将信息通过电力主干网传到应用层，即电力控制平台和后方控制中心。这样传感器采集到的信息由网络层经骨干网传到电力平台，自动对电网实时运行状况进行分析、判断，实时调整并计算出最优调整指令。依托智能用电技术平台，提供满足电网发展及客户需求的智能化应用，整合供用电资源，自动生成最优的客户业扩方案。

最底层的是小区中用户的各种业务信息，包括用户用电信息、用电设备状态信息、用户请求服务信息等。通过数据采集模块，用户的用电信息被收集起来，传到上层的中央控制单元。

2.2智能用电小区软件平台的设计

智能用电小区中基于宽带无线的通信平台的建设旨在建立以客户为中心的供需双方互动协调工作机制；普查用电服务、用电管理相关客户和电网数据资料，建立更深层次的电网设备和客户基础资料的对应拓扑关系。智能用电小区软件平台根据用户的不同要求提供不同的互动服务信息，如图2所示。

图2 “智能用电小区软件平台”

智能用电小区的软件平台是智能用电小区提供人性化管理、连接客户的桥梁。在智能用电小区中，将用户智能交互终端连接配套社区软件，实现物业管理、社区服务、社区电话、可视门禁等智能化功能。基于网络化、人机交互、融合业务与功能的原则，凭借用电信息采集系统的网络平台，直接向用户显示用电信息、用电方式、告警信息以及电价政策等相关内容；对于居民用户，将用电信息采集系统通信网络向用户家庭延伸，可在家中安装用电显示终端，终端显示可直接连接到家庭电气线路上，以采集器或电能表为网关，通过宽带无线通道自动监测自家电能表。建立用户与电力公司之间实时连接、互动、开放的数字网络，实现电力流、信息流、业务流的有机融合，满足双向互动营销需求，实现通信与能源一体化服务。

三、结论

开展智能用电小区建设是为了研究智能电网先进技术如何应用于居住区。在用电通信网中开展基于宽带无线接入技术的无线专网建设一方面可以尽快满足用电领域的现实通信需求，另一方面可以借此为电力专网抢占并储备宝贵的频谱、站址资源。作为电力光纤网的补充和延伸，将宽带无线网络技术应用于电力宽带接入网建设，通过无线网络的覆盖解决配电用电信息采集、居民数据与话音的接入问题。用户根据需要将信息通过宽带无线网络传回后方控制中心，为电力管理实现现代化和智能化提供了可靠的通信保障。