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智能用電社區(qū)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
智能用電社區(qū)在實(shí)現(xiàn)雙向互動服務(wù)，滿足電動汽車、分布式電源規(guī)�；尤胄枨�，提高終端用戶能源利用效率等方面表現(xiàn)出很好的效益。下面yjbys小編為大家準(zhǔn)備了關(guān)于智能用電社區(qū)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的文章，歡迎閱讀。
1 國內(nèi)外智能用電社區(qū)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 國外智能用電社區(qū)的發(fā)展概述
隨著智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的突破，世界各國有關(guān)智能用電社區(qū)的研究與應(yīng)用迅速發(fā)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(jìn)節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與居民用戶之間的良性互動，成為了世界各國發(fā)展智能用電社區(qū)的共同目標(biāo)。基于上述目標(biāo)，世界各國立足于本國實(shí)際，積極參與智能用電社區(qū)的研究與實(shí)踐，呈現(xiàn)出不同特點(diǎn)。
2008年，美國Xcel Energy公司宣布在博爾德(Boulder)建設(shè)美國首個智能用電社區(qū)，為社區(qū)內(nèi)每戶家庭安裝智能電表，可直觀地了解實(shí)時電價信息，引導(dǎo)用戶合理安排用電時段。此外，社區(qū)內(nèi)鼓勵分布式清潔能源接入，用戶可以根據(jù)實(shí)時電價信息，優(yōu)先選用清潔能源發(fā)電。從2001年起，意大利ENEL公司共投資21億歐元改造、安裝智能電表，是世界上最大規(guī)模的智能電表安裝項(xiàng)目，為智能用電社區(qū)的前期建設(shè)打下了良好的基礎(chǔ)。2008年，荷蘭啟動阿姆斯特丹智能用電社區(qū)的建設(shè)工作，其中包括智能供電系統(tǒng)、照明路燈改造、智能電表、智能樓宇、電動汽車等17類示范工程項(xiàng)目。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(jié)能示范項(xiàng)目。日本針對本國實(shí)際，基于家庭能效管理目標(biāo)，規(guī)劃建設(shè)100個智能用電社區(qū)，開展家庭節(jié)能的相關(guān)技術(shù)研究，包括智能電表、家庭節(jié)能管理系統(tǒng)、清潔能源接入、電動汽車等。
1.2 國內(nèi)智能用電社區(qū)的發(fā)展概述
智能用電社區(qū)建設(shè)是我國在智能用電領(lǐng)域的初期實(shí)踐之一。20世紀(jì)90年代，基于智能用電理念的智能社區(qū)規(guī)劃與建設(shè)逐步開展起來。2000年，建設(shè)部開展社區(qū)智能化標(biāo)準(zhǔn)的編制工作，批復(fù)了廣州匯景新城、上海怡東花園等7個社區(qū)為國家家居示范工程智能化社區(qū)。2003年，建設(shè)部發(fā)布了《居住小區(qū)智能化系統(tǒng)建設(shè)要點(diǎn)與技術(shù)導(dǎo)則》、《居住區(qū)智能化系統(tǒng)配置與技術(shù)要求》，明確了技術(shù)指導(dǎo)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
自2009年以來，國家電網(wǎng)公司在全國各地廣泛開展智能用電社區(qū)的試點(diǎn)工作。目前，國家電網(wǎng)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個省市開展智能用電社區(qū)及電力光纖到戶試點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)。
2 智能用電社區(qū)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
智能用電社區(qū)采用先進(jìn)通信技術(shù)，打造通信網(wǎng)絡(luò)社區(qū)全覆蓋，通過用電信息采集、雙向互動服務(wù)、配網(wǎng)自動化、電動汽車充電、分布式電源協(xié)調(diào)控制、智能家居等關(guān)鍵技術(shù)，通過智能電表對用戶供用電設(shè)備、分布式電源、公共用電設(shè)施等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，提高終端能源利用效率，為用戶提供優(yōu)質(zhì)便捷服務(wù)，支持“三網(wǎng)融合”服務(wù)，可實(shí)現(xiàn)對小區(qū)安防等設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。
根據(jù)國內(nèi)外智能用電社區(qū)的發(fā)展現(xiàn)狀及相關(guān)技術(shù)分析，結(jié)合我國智能電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)實(shí)際，考慮智能電網(wǎng)環(huán)境下用戶側(cè)互動服務(wù)需求，歸納總結(jié)智能用電社區(qū)系統(tǒng)的基本邏輯架構(gòu)主要分為三層，分別為通信網(wǎng)絡(luò)層、信息采集層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層。它們對應(yīng)著多個工作子系統(tǒng)，分別為先進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)、雙向互動服務(wù)系統(tǒng)(平臺)、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)、分布式電源管理系統(tǒng)、電動汽車充電管理系統(tǒng)、智能家居服務(wù)系統(tǒng)等。
�、偻ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)層是智能用電社區(qū)系統(tǒng)架構(gòu)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，是聯(lián)接電網(wǎng)與用戶的橋梁，是各工作子系統(tǒng)的生命線。通信網(wǎng)絡(luò)層主要由電力和公用業(yè)務(wù)相關(guān)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其中電力通信網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)用電信息采集、雙向互動服務(wù)、配網(wǎng)自動化、分布式電源、電動汽車以及儲能裝置的充放電管理，區(qū)間段覆蓋到變壓器出口至用戶側(cè)智能電表、電動汽車充電樁、分布式電源以及公共用電設(shè)施;公用業(yè)務(wù)通信網(wǎng)主要負(fù)責(zé)電話、有線電視、互聯(lián)網(wǎng)、智能家居設(shè)備的通信管理。其中電力通信網(wǎng)絡(luò)是專網(wǎng)通信形式，主要包括230 MHz無線窄帶通信、電力光纖通信以及同步碼分多址無線寬帶通信。
�、谛畔⒉杉瘜邮菍τ脩粲秒娦畔⑦M(jìn)行實(shí)時采集和監(jiān)控的系統(tǒng)，位于用戶側(cè)，通過智能電表和智能終端計(jì)量設(shè)備，結(jié)合應(yīng)用社區(qū)電力光纖、電力線纜及無線等通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)傳感測量、信息實(shí)時采集、信息監(jiān)測與處理、異常用電分析等功能，為其他子系統(tǒng)提供基礎(chǔ)用電信息支撐，滿足智能服務(wù)需求。同時，整合電動汽車充電、分布式電源及儲能裝置接入的信息采集與監(jiān)控系統(tǒng)，將其統(tǒng)一管理，協(xié)調(diào)調(diào)度，為智能用電社區(qū)提高基礎(chǔ)用電信息，有效地服務(wù)居民用戶多樣化的用電需求。電動汽車充電、分布式電源及儲能裝置監(jiān)控系統(tǒng)完成電量計(jì)量、監(jiān)控管理功能，主要包括有序充電管理、分布式電源與儲能并網(wǎng)實(shí)時監(jiān)控、運(yùn)行監(jiān)控，與營銷業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，完善用戶檔案管理。
�、蹣I(yè)務(wù)應(yīng)用層是電網(wǎng)與用戶互動的有效載體，主要以雙向互動平臺為基礎(chǔ)，有效融合營銷業(yè)務(wù)、用電信息采集、配網(wǎng)自動化、95598等工作子系統(tǒng)的多樣化業(yè)務(wù)，提供常規(guī)用電服務(wù)、智能用電服務(wù)和社會增值服務(wù)等業(yè)務(wù)應(yīng)用。智能用電子系統(tǒng)通過家居智能終端、95598網(wǎng)站等途徑給用戶提供靈活、多樣的雙向互動服務(wù)，為用戶提供信息查詢、智能控制、用電輔助決策等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)智能用電的增值服務(wù)。配電自動化子系統(tǒng)完成社區(qū)低壓配電系統(tǒng)的設(shè)備監(jiān)測控制、用戶故障自動報(bào)修，提高供電可靠性和停電搶修的及時性，滿足用戶高質(zhì)量的用電需求。智能家居子系統(tǒng)通過自助用電服務(wù)終端繳納電費(fèi)，通過95598網(wǎng)站進(jìn)行信息交互，實(shí)現(xiàn)電力光纖到戶，支持三網(wǎng)融合。
3 智能用電社區(qū)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用
智能用電是智能電網(wǎng)發(fā)展的客觀要求，也是低碳智慧城市的外在表現(xiàn)。隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，人民生活水平的日益提高，居民用戶期望居住社區(qū)能提供更低碳、節(jié)能、環(huán)保、便捷的供電服務(wù)，智能用電社區(qū)應(yīng)運(yùn)而生。然而，現(xiàn)階段的智能用電社區(qū)試點(diǎn)中，存在運(yùn)行管理技術(shù)滯后、設(shè)備集成技術(shù)不成熟等問題，無法滿足用戶多樣化的用電需求。因此，需要從技術(shù)內(nèi)涵的角度對智能用電社區(qū)的先進(jìn)通信設(shè)計(jì)、互動服務(wù)技術(shù)、智能家居技術(shù)、分布式電源技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究。
�、傧冗M(jìn)通信技術(shù)。先進(jìn)通信系統(tǒng)是智能用電社區(qū)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是智能用電社區(qū)的骨架。先進(jìn)通信技術(shù)是為系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行提供信息傳輸通道和技術(shù)保障。當(dāng)前的通信技術(shù)主要存在光纖復(fù)合低壓電纜技術(shù)、電力線寬帶通信技術(shù)、基于以太網(wǎng)方式的無源網(wǎng)絡(luò)光通信技術(shù)。通過運(yùn)用先進(jìn)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)與用戶的雙向互動，獲取用戶側(cè)實(shí)時數(shù)據(jù)，有效引導(dǎo)用戶參與電網(wǎng)移峰填谷，提高終端用戶能源利用效率。
�、诨臃⻊�(wù)技術(shù)�；有允侵悄茈娋W(wǎng)的重要特征之一�；臃⻊�(wù)系統(tǒng)是電網(wǎng)與用戶友好交流的信息匯集地，也是構(gòu)建智能用電服務(wù)體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。智能用電社區(qū)雙向互動服務(wù)技術(shù)包含自助用電服務(wù)終端技術(shù)、95598互動服務(wù)技術(shù)以及智能交互終端技術(shù)。通過運(yùn)用互動服務(wù)技術(shù)可以提升現(xiàn)有用電服務(wù)水平，開展智能化用電業(yè)務(wù)應(yīng)用，為第三方開展其他社會增值服務(wù)提供有效的技術(shù)支撐。
�、壑悄芗揖蛹夹g(shù)。在智能用電社區(qū)范圍內(nèi)，智能家居技術(shù)主要包括智能家電、智能插座、智能終端技術(shù)等。通過安裝智能交互終端、智能家電、智能插座、智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)等設(shè)備，實(shí)時采集家用電器的用電信息，針對異常用電信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測與分析，并上報(bào)處理信息。通過智能交互終端連接通信網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用95598網(wǎng)站、智能家居服務(wù)系統(tǒng)(平臺)完成智能家居用電信息的雙向遠(yuǎn)程管理任務(wù)，優(yōu)化居民用戶的生活方式，提升家居生活的舒適性與安全性。
�、芊植际诫娫醇夹g(shù)。智能用電社區(qū)是有效接納清潔能源的載體。智能用電社區(qū)允許多種不同類型的發(fā)電與儲能系統(tǒng)無縫接入，實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)分布式電源的即插即用，從而形成微電網(wǎng)模式，具有并網(wǎng)運(yùn)行和孤島運(yùn)行兩種運(yùn)行方式。智能用電社區(qū)內(nèi)分布式電源(微電網(wǎng))的關(guān)鍵技術(shù)主要有實(shí)時通信、能量管理、電力電子、故障檢測與繼電保護(hù)等技術(shù)。智能用電社區(qū)的微電網(wǎng)模式可以提高供電可靠性、電能質(zhì)量以及清潔能源的利用效率，還可以實(shí)現(xiàn)定制電力服務(wù)。
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