智能用电小区新技术应用及运营模式

摘 要 依托智能电网先进技术，整合分布式电源、分布式储能装置、电动汽车充电服务、智能家居、双向互动以及用户需求侧响应等新技术，在智能用电小区集中展示，切实为小区居民提供高质量的供电服务。本文介绍了智能用电小区建设的总体架构及智能电网新技术的应用，并初探未来智能小区的建设模式及运营模式，进一步提高电网智能化水平、提升用电服务质量。

关键词 智能电网；智能用电小区；智能家居

中图分类号TM73 文献标识码A 文章编号1674-6708（2012）81-0194-02

0 引言

在全球节能减排、能源安全的巨大挑战下，发展智能电网成为推动后危机时代经济转型、发展低碳经济的重要手段[1]。智能配用电小区作为智能电网先进技术成果的集中展示区，越来越引起人们的关注。

美国电科院（EPRI）早在2001 年就提出发展“Intelligrid”（智能电网）技术并进行了相关研究，近年来智能电网更是被提到了国家发展战略的高度；欧洲则在2005 年成立了“智能电网（SmartGrids）欧洲技术论坛”，对欧洲的智能电网发展战略进行研讨；中国于2009 年6 月在天津大学举办了“第一届智能电网研究学术论坛”，从智能电网的基本理念、技术组成、设备需求等多个角度对中国智能电网的建设和发展进行了探讨。

配用电系统作为电力系统到用户的最后一环，与用户的联系最为紧密，对用户的影响也最为直接。智能用电技术的发展对保证用户的高效、高质量、高可靠供电具有重要意义。此外，智能配用电技术的发展可以带动众多相关产业，有助于扩展基于电力设施的系统增值服务领域。

本文主要从智能用电小区的总体架构、功能架构、新技术应用等几个方面，对智能电网先进技术在智能小区中的具体应用做个简单介绍。

1 总体架构

系统根据实际的应用情况，整个系统分为供电局计量自动化主站系统、智能小区一体化主站系统和现场前置采集系统三层，前置采集服务包括一体化智能终端（水、电、气）、路灯控制终端、充电桩控制终端、太阳能发电控制终端和用户交互终端。其中，智能小区一体化主站系统部署在智能小区内，为了保证智能小区用电安全和实时节能服务。

2 先进技术应用

2.1 水、电、气三表集抄应用

三表智能化远程集中抄表系统，集电子计算机、数字通信、传感器和微电子等多项技术于一体，通过小区信息采集通信网络，采用EPON+采集终端+采集器+电表的采集方式，完成水电气三表信息采集及主站系统建设，实现水电气三表集中采集。

主要功能包括：

1）自动抄表，实现对小区用户水电气用能信息采集；

2）用户水电气用户数据传送给智能小区一体化主站系统，方便物业管理和用户查询；

3）定时间隔计量；

4）实现对电表的远程通断电，提高催费手段；

5）故障检测和报警，实时发现和处理用电现场的故障状况等。

图1 智能用电小区总体架构

2.2 小区微电网控制与储能技术应用

目前分布式电源主要有微型燃气轮机、太阳能光伏、风力发电、燃料电池等，根据小区用电要求建设适宜规模的分布式能源，考虑到微电源的不稳定性，应依据微电源发电容量和用电负荷，配置相应的储能系统，以满足公共区域照明或居民等用电。电网支持分布式能源控制装置、储能装置的接入，支持分布式能源发出的电能就地消纳或并网。

主要功能包括：

1）分布式电源监控；

2）并离网切换控制等。

2.3 智能家居相关技术应用

智能家居作为智能用电的末端环节，它将更加关注用户互动、需求响应及家庭能源节约。将全面实现智能电网信息的实时双向互动，支持智能家用电器及传统智能家居的全面集成，与安防系统、家电控制、灯光情景控制、可视对讲及智能小区等各系统进行无缝集成。并提供节能及能效诊断服务。在智能电网指导下将能更有效地管理家庭住宅能源的消耗，使人们更智能、更高效的用电，同时还能配合电力公司推动需求侧管理，通过节约用电、降低尖峰需求及负荷控制等，逐渐引导用户养成良好的用电习惯。

智能家居主要功能包括：

1）智能家电控制；

2）灯光情景控制；

3）可视对讲系统；

4）智能安防系统；

5）家庭用能管理；

6）智能终端增值服务等。

2.4 智能配用电小区通信技术应用

智能小区通信网络建设，需要考虑业务多样、安全可靠、灵活组网、管理维护、成本控制等诸多因素，实现各种通信技术的融合。采用光纤复合电缆技术，构建信息通信网络，既能满足电网信息采集及双向互动用电服务要求，也能提供电信网、广播电视网和互联网的“三网融合”服务，实现资源共享，减少光缆敷设成本，避免重复投资，并且可以提高用户网络速度。

智能小区通信网络主要由三个部分组成：

1）是由以智能交互终端为主要设备所组成的家庭数据采集、传输、处理的前端网络；

2）是小区光纤到户网络；

3）是小区综合管理系统接入的通信网络。

2.5 智能配用电小区电动汽车充电技术应用

为智能配用电小区内电动汽车提供充电服务，是智能用电小区的一项功能，智能用电小区中的充电不同于一般充电站的充电，具有分散、无人值守等特点。在小区内公共位置或私家车位设置交流充电桩，通过智能卡实现智能充电，满足小区内公用电动汽车或私家车的充换服务需求。小区内电动汽车充电设施结合智能用电小区综合应用管理系统主要实现如下功能：

1）充电计量计费管理；

2）充电桩运行监测；

3）智能调度和负荷分析；

4）充电结算等。

2.6 智能用电小区综合应用管理平台系统应用

智能小区一体化主站系统是智能用电小区的大脑，完成小区供电系统监控和与微电网互动、分布式能源接入、家庭用能源管理系统等功能。它实现的是一个智能社区综合管理，或者含有大用户的智能用能综合利用管理，或者含有智能楼宇的综合能源管理等。主要功能包括：实现分布式能源和储能管理、信息、主站预付费、实时电价信息采集管理等等。

2.7 智能小区能效分析及节能服务

智能小区能效分析及节能服务主要包括智能路灯管理终端、智能家庭交互终端、能效分析和节能服务管理等。主要功能包括：

1）智能路灯管理终端可根据不同类型的照明控制要求，把小区的公共照明（包括小区路灯和住宅楼梯灯）进行分组，采用时控和光控结合方案，在异常天气下还能提供临时开关灯功能，从而达到节能降耗效果。并且智能小区一体化主站系统可以分析路灯和梯灯的用能情况，形成用能曲线，找出不合理能耗的原因提出整改措施和节能建议；

2）智能家庭交互终端对各个家庭用电设备的电压、电流、功率等用能数据进行采集，并将电能数据上传至智能小区一体化主站系统，分析家庭用电设备的用电规律，形成用能曲线，找出不合理能耗的原因，通过智能小区一体化主站系统向智能家庭交互终端提供家庭用电设备的节能用电建议和提醒等节能服务，从而达到节能降耗的目的。

2.8 电力营业厅服务前移模式研究

电力营业厅服务主要包括办理用电手续（包括新开户、更名过户、用电增容、验表和改类等）、办理缴费、修改档案、修改关联银行账户、宣传用电政策等业务。居民需要去营业厅办理这些业务，既浪费时间，也不便捷。研究电力营业厅前移的模式，实现在小区或家庭内通过智能交互终端完成营业厅的服务，实现小区居民初步出户就可以办理用电手续、故障投诉、用电缴费、修改用电类别等电力营业厅服务，让人民群众得到更多用电上的便利，更好的关心居民用电，服务人民群众用电，把创先争优活动办成“民心工程”、“满意工程”，不断提升群众满意度。

3 运营模式研究

根据目前投资业务运营模式和小区发展，可考虑分高、中、低三档开展商业运营模式的研究。通过对不同档次小区的投资分摊类型、盈利模式、效益测算分析提出智能小区商业模式的发展方向。智能小区运营模式主要有三种：电力公司主导型、物业公司主导型、第三方公司主导型。主要通过对这三种运营模式的研究，找出一条适合智能小区发展的运营方式。

4 结论

未来智能用电小区新技术应用，主要依托智能电网先进技术，通过三表集抄、三网融合、光纤到户、分布式能源接入、智能家居、双向互动、电动汽车充电服务、电力营业厅服务前移和小区综合管理系统等一系列智能电网新技术应用，为小区居民提供高质量的供电服务，从建设模式、运营模式等方面为未来广泛开展智能小区建设积累工程和运营经验，进一步提高电网智能化水平、提升用电服务质量。

参考文献

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