基于智能小區(qū)的供電技術(shù)

馮麗

摘 要：在科技日益進(jìn)步的今天，電力資源已經(jīng)成為了人們生產(chǎn)生活中最重要的組成之一。在我國人民的生活水平逐漸提高，各種生活電器走進(jìn)人們家中，人們對電力的使用也越來越廣泛。為了滿足人們的電力資源需求，對小區(qū)的電力進(jìn)行改進(jìn)成為了目前電力技術(shù)改革的主要目標(biāo)之一。智能小區(qū)的供電技術(shù)將電力技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動控制技術(shù)融合在一起，并運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)把物業(yè)管理和用戶的電力系統(tǒng)連結(jié)在一起，形成智能的管理模式，極大地方便了用戶的生活。本文就智能小區(qū)供電技術(shù)問題進(jìn)行研究，提出了相應(yīng)的問題及解決方案，為我國的電力事業(yè)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：智能小區(qū)；智能電網(wǎng)；自動化；供電

中圖分類號：TU852 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）19-0171-02

1 關(guān)于智能小區(qū)的概述

智能小區(qū)就是融合了智能電網(wǎng)技術(shù)而建造的居住小區(qū)。它融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能電網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)等，致力于給民眾營造一個更加方便、綠色環(huán)保的生活環(huán)境。這種智能小區(qū)具備以下幾個優(yōu)點(diǎn)[1]：

（1）綠色節(jié)能，智能小區(qū)運(yùn)用了柔性充電控制技術(shù)，配備了電動汽車充電站，方便了電動汽車的使用，對于推廣綠色電動汽車的使用具有重要作用。除此之外，依據(jù)小區(qū)的位置與自然環(huán)境，合理配備光伏發(fā)電或者風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，在停電時就可以利用這些備用電源為用戶供電，從而實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保的目的。（2）互動友好，使用自動用電服務(wù)和智能交互等終端設(shè)備，把電費(fèi)繳納、受理業(yè)務(wù)、故障檢測等成為雙向互動的服務(wù)，極大地方便了人們的生活。運(yùn)用供電優(yōu)化策略，還能夠引導(dǎo)居民的用電行為，將電力供應(yīng)變得更加環(huán)保經(jīng)濟(jì)。（3）安全可靠，通過監(jiān)測智能小區(qū)電能的質(zhì)量和供電設(shè)備的運(yùn)行情況，自主檢查故障問題并把故障信息反饋給電力部門，使電力部門可以以最快的速度獲取故障信息，并以最快的速度進(jìn)行修復(fù)處理，及時恢復(fù)電力供應(yīng)，提高電力部門的故障處理能力。

2 智能小區(qū)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

智能小區(qū)的整體設(shè)計(jì)使用了用電信息自動收集系統(tǒng)、自動化配電系統(tǒng)、智能家居系統(tǒng)、光能發(fā)電系統(tǒng)以及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等智能電網(wǎng)技術(shù)，充分利用了小區(qū)信息的采集、分析與控制，實(shí)現(xiàn)了小區(qū)物業(yè)系統(tǒng)與用電網(wǎng)上互動業(yè)務(wù)的集成。智能小區(qū)運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)的連接功能使供用電情況的集中展示與電力部門和用戶之間的雙相互動成為了可能；運(yùn)用光纖到戶技術(shù)以及以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為高低壓配電自動化、用電信息等提供通道；并且每個小區(qū)的物業(yè)大廳都配備有電子顯示屏，集中展示供用電用電系統(tǒng)，智能家電以及光伏、風(fēng)力發(fā)電的各種信息也可以在此進(jìn)行展示，方便居民了解和使用[2]。

3 智能小區(qū)的用電設(shè)計(jì)方案

智能小區(qū)運(yùn)用供電管理技術(shù)把物業(yè)管理中心系統(tǒng)和小區(qū)用戶的電力系統(tǒng)連接在一起，并逐漸成熟與完善，使小區(qū)的供用電變得更加方便快捷，形成了環(huán)保高效的管理模式。這種供電技術(shù)對于智能小區(qū)的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)理念的實(shí)現(xiàn)具有重要作用，符合智能小區(qū)的用電需求[3]。

3.1 總設(shè)計(jì)方案

“綠色環(huán)保，安全高效”是智能小區(qū)在供電設(shè)計(jì)方面的第一原則，深入調(diào)查分析小區(qū)的實(shí)際情況，討論總體的設(shè)計(jì)方案，對傳統(tǒng)的電網(wǎng)進(jìn)行改造和完善。設(shè)計(jì)方案要充分考慮到自動化、智能化在供電技術(shù)中的重要作用，合理運(yùn)用自動化、智能化技術(shù)，讓設(shè)計(jì)方案能夠與時俱進(jìn)，符合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的要求。

3.2 供電技術(shù)的功能分析

在利用供電技術(shù)對用戶的用電信息進(jìn)行收集整理時，應(yīng)及時對小區(qū)居民的用電進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)信息采集自動化、配電自動化和管理智能化的功能。在電力輸送方面，運(yùn)用配電自動化功能自動完成對居民的配電工作，并對每一個居民的用電情況進(jìn)行分析，規(guī)劃居民的用電量。自動化管理功能在用電故障時能夠快速作出反應(yīng)，及時查看小區(qū)用電網(wǎng)絡(luò)線路，找出故障所在并迅速處理，保障小區(qū)的正常供電。

4 供電技術(shù)的建設(shè)目標(biāo)

4.1 管理智能化，提高用電率

智能小區(qū)的供電管理系統(tǒng)是以傳統(tǒng)的電力通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，結(jié)合用電信息自動采集系統(tǒng)和小區(qū)配電自動化系統(tǒng)的新型框架系統(tǒng)，能夠?yàn)樾^(qū)居民提供多種多樣的供電服務(wù)。智能小區(qū)供用電技術(shù)所要達(dá)到的目的之一就是實(shí)現(xiàn)智能化，提升用電部署能力，再結(jié)合多個智能系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)對供用電系統(tǒng)的智能化管理。智能小區(qū)還配備有智能化開關(guān)設(shè)備，這使得小區(qū)的配電自動化系統(tǒng)更加地完善，保障了智能小區(qū)的正常供電。運(yùn)用智能化可以極大地減少能源消耗，而使用終端則可以快速利用網(wǎng)絡(luò)完成配電供電工作，這些都是傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)所無法比擬的[4]。

4.2 完善自動化，減少人工操作

傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)需要大量的技術(shù)人員進(jìn)行分析才能得出小區(qū)電路的使用情況，然后再通過人力對電力進(jìn)行調(diào)配，但隨著自動化管理的實(shí)現(xiàn)，人力的使用大大減少，工作人員只需要運(yùn)用自動化管理系統(tǒng)對小區(qū)電力進(jìn)行分析，自動化管理系統(tǒng)就會自動采集小區(qū)的用電信息。如遇見停電情況，自動化管理系統(tǒng)會主動上報(bào)情況，以便第一時間解決，從而有效提高小區(qū)的供電效率。

5 實(shí)現(xiàn)智能小區(qū)供電技術(shù)的措施

5.1 運(yùn)用自動化技術(shù)

自動化技術(shù)在小區(qū)供電的使用中發(fā)揮著舉足輕重的作用，自動化技術(shù)就是利用自動化部件，使充電設(shè)施可以自動完成對智能小區(qū)的電力信息的及時反饋。自動化的機(jī)械和裝置在無人操作干預(yù)的情況下依據(jù)一開始所規(guī)定的指令完成對小區(qū)供用電的管理。自動化技術(shù)目前已經(jīng)廣泛運(yùn)用于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，尤其是在與計(jì)算機(jī)的結(jié)合方面，自動化技術(shù)在小區(qū)的應(yīng)用使配電技術(shù)人員從繁瑣的腦力體勞動中解放出來，極大地提高了勞動生產(chǎn)率。自動化在小區(qū)的供用電系統(tǒng)中替代了配電技術(shù)人員的角色，自主地處理用電設(shè)備和供電設(shè)備之間的關(guān)系。自動化技術(shù)的使用極大地促進(jìn)了智能小區(qū)供用電技術(shù)的成熟，使小區(qū)的電力提供更加安全可靠。

5.2 用電信息采集自動化

現(xiàn)代用電信息的采集結(jié)合了通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，可以對居民的用電信息進(jìn)行全方位的監(jiān)測與采集。光纖通信是智能小區(qū)的數(shù)據(jù)采集方式，每隔一段居民區(qū)設(shè)置一個獨(dú)立的計(jì)量點(diǎn)，使得電力信息的采集能夠快速有效地進(jìn)行。除此之外，在電力配變處安裝寬帶集中器，運(yùn)用電能表電能表接口直接對用電數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，再通過采集器與配電室集中器的連接關(guān)系，利用集中器把用電數(shù)據(jù)輸送到供電部門內(nèi)，使電力信息的采集能覆蓋智能小區(qū)中的每一個用戶。

5.3 自動化配電

智能小區(qū)運(yùn)用配電自動化系統(tǒng)進(jìn)行配電數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)視、控制，能夠達(dá)到對小區(qū)高低壓配電網(wǎng)運(yùn)作的控制的目的。配電主站、子站、終端及通信通道等是配電自動化的主要組成部分，利用配電終端，可以快速準(zhǔn)確地獲取配電房高低壓線路上的功率因數(shù)、電流及電壓等參數(shù)，也可以及時獲取線路上的過負(fù)荷、交流異常、零序過流、零序過壓等信息。此外，對于某些被保護(hù)的信息，工作人員可以通過手動的方式獲取權(quán)限進(jìn)行采集。配電終端將收集的信息通過以太網(wǎng)、光纖等方式輸送到配電主站及子站，之后配電主站及子站將信息轉(zhuǎn)發(fā)出去，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控配電房線路的目的。智能小區(qū)的配電自動化系統(tǒng)能夠自動診斷和隔離故障線路，把因故障停電的范圍控制在最小范圍內(nèi)，并且及時修復(fù)故障以恢復(fù)正常通電。

5.4 實(shí)現(xiàn)分布式電源控制

電動汽車的充電樁是智能小區(qū)微電網(wǎng)中的重要組成部分，也是電動汽車服務(wù)系統(tǒng)的基本設(shè)施之一。電動汽車充電系統(tǒng)的主要由計(jì)費(fèi)子系統(tǒng)、充電樁系統(tǒng)和充電樁控制管理子系統(tǒng)。充電樁系統(tǒng)能夠全方位監(jiān)控和保護(hù)充電樁的運(yùn)作狀態(tài)，并擁有充電計(jì)量與控制的功能。用電量采集終端則可以實(shí)時有效地采集電能表中的電量信息，并輸送至后臺，交由后臺處理，最后把用電量及計(jì)費(fèi)信息儲存到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中[5]。

5.5 建設(shè)智能服務(wù)互動平臺

運(yùn)用好智能服務(wù)和業(yè)務(wù)是智能服務(wù)互動平臺的目標(biāo)，主要為使用者提供社會增值服務(wù)和智能用電服務(wù)。智能服務(wù)互動平臺系統(tǒng)主要的組成部分有數(shù)據(jù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、服務(wù)器平臺、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等。智能小區(qū)的信息系統(tǒng)主要由內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)組成，用電服務(wù)的信息可以由內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)進(jìn)入到服務(wù)互動平臺，并以營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，同時運(yùn)用智能交互終端及智能家庭網(wǎng)關(guān)等設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)用戶和電網(wǎng)之間的雙向互動。并且，智能服務(wù)互動平臺還可以營造一個輕松、自由、方便的繳費(fèi)環(huán)境，這對于提高服務(wù)質(zhì)量具有重要作用。自助查詢、信息發(fā)布、自助交費(fèi)和實(shí)時監(jiān)控是智能服務(wù)互動平臺的主要功能，它主要有遠(yuǎn)程及本地兩種售電方式，并擁有卡繳與現(xiàn)金繳費(fèi)兩種繳費(fèi)方式，這有利于提高智能小區(qū)的供電服務(wù)效率與供電質(zhì)量，進(jìn)一步促進(jìn)小區(qū)電網(wǎng)的和諧穩(wěn)定發(fā)展。

5.6 智能家居的使用

智能家居是指居民家中各種可以和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)相關(guān)聯(lián)的家用電器、安全裝置以及各種通信用具。這些智能家居依靠家庭總線技術(shù)連接至家庭智能化系統(tǒng)中，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了控制、監(jiān)視和家庭的事務(wù)性管理的功能，保障了家庭環(huán)境設(shè)施的和諧。智能小區(qū)中的智能家居系統(tǒng)主要由智能交互設(shè)施、電子顯示屏、智能電器及安全系統(tǒng)組成，并使用小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)了智能用電服務(wù)的一些相關(guān)功能，比如設(shè)備耗能分析、控制家庭用電量等，還實(shí)現(xiàn)了對水氣表、電能表數(shù)據(jù)的自動采集；除此之外，用戶還能利用互聯(lián)網(wǎng)、交互機(jī)頂盒及電話等方式對智能家居進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制與管理。智能家居的使用對于小區(qū)的供電改革具有重要意義，它促進(jìn)了小區(qū)供電的自動化改革，使小區(qū)的配電自動化系統(tǒng)得到了進(jìn)一步完善。

5.7 統(tǒng)一的展示平臺

為了能夠更好地展示智能小區(qū)的各種供用電項(xiàng)目，智能小區(qū)建立了統(tǒng)一的展示平臺。它主要包括各個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口、工作站以及數(shù)據(jù)服務(wù)器等部分，可以有效展示小區(qū)的綜合信息。此外，工作站的視頻信號也可以直接顯示到電子公告屏上，把關(guān)于配電自動化系統(tǒng)、電動汽車充電管理系統(tǒng)、居民的用電信息、電網(wǎng)的負(fù)荷信息以及設(shè)備的狀態(tài)信息清晰地展現(xiàn)出來。

6 結(jié)語

隨著技術(shù)的迅速進(jìn)步及成熟，智能小區(qū)的供用電技術(shù)漸漸形成了只屬于自己的技術(shù)理論。自動化技術(shù)以及智能化技術(shù)與供用電技術(shù)的漸趨融合，為智能小區(qū)的供用電系統(tǒng)提供了堅(jiān)實(shí)可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。智能化終端系統(tǒng)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)實(shí)時監(jiān)控智能小區(qū)的電力使用，再科學(xué)合理地分配電力，之后由自動化終端系統(tǒng)執(zhí)行智能化系統(tǒng)發(fā)出的操作指令，從而達(dá)到不需要人工操作，也可以很好地完成電力調(diào)配的目的。智能小區(qū)的完善與發(fā)展離不開供用電技術(shù)的不斷進(jìn)步，只有不斷改革供用電技術(shù)，才能使中國的智能小區(qū)做到安全舒適與和諧。

參考文獻(xiàn)

[1]劉全海.試析電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用探析[J].科技風(fēng)，2012，（24）：159.

[2]杜鵑.智能用電小區(qū)新技術(shù)應(yīng)用及運(yùn)營模式[J].科技傳播，2012，（24）：224-225.

[3]劉萌萌，蔡志偉，王彥靜，李淼.智能小區(qū)分布式電源接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施[J].江西電力，江西電力，2016，（10）：30-32.

[4]嚴(yán)輝，李庚銀，趙磊，武斌.電動汽車充電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電網(wǎng)技術(shù)，電網(wǎng)技術(shù)，2009，（12）：15-19.

[5]于江利.住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)及其集成的設(shè)計(jì)[D].北京建筑大學(xué)，2013.