智能小区建设技术方案解析

1、智能化用电小区智能化用电小区智能化用电小区建设智能化用电小区建设技术方案技术方案20162016年年7 7月月智能化用电小区智能化用电小区1. 1. 系统概述系统概述采用光纤复合电缆和电力线载波等先进通信技术，构建覆盖小区的通信网络，在智能用电小区建立电网公司与电力客户的双向互通渠道，解决用电信息采集、小区配电自动化、95598社区智能用电服务互动平台、分布式能源接入控制、电动汽车有序充电及能效管理、智能家居等问题，为用户提供双向互动服务和三网融合服务，建立智能节电模式，实现低碳环保、安全舒适、便利快捷的供用电服务，积极探索小区低压配电管理及供用电服务的新型运营模式。智能化用电小区智能化用电小

2、区2. 2. 实施原则实施原则实用性：智能用电小区的设计和建设以居民客户智能用电的实际需求为根本出发点，小区要有实际客户参与试用，取得具有实际意义的数据；先进性：综合采用先进的智能用电、信息、通信技术先进理念；前瞻性：考虑智能电网客户服务的发展需求和智能电网各类业务发展需求。示范性：智能用电小区应充分考虑示范价值，形成在国网公司系统和面向各级政府、社会具有示范效果的试点应用；展示性：通过直观形式，有效宣传智能用电的清洁高效、低碳环保、友好互动的新型理念，展示国网公司的良好形象；推广性：智能用电小区的建设中要积极积累建设经验，充分分析和利用运行数据，注重成果的推广价值。智能化用电小区智能化用电小

3、区2. 2. 整体方案整体方案采用PFTTH（光纤复合缆）技术和EPON无源光网络通信技术实现电力光纤到户，构建覆盖小区的通信网络；建设用电信息采集、小区配电自动化、电动汽车充电桩管理、智能家居、光伏发电系统等功能模块，实现了小区各种信息的采集、分析、处理、控制，实现小区相关子系统的信息综合利用，与小区物业管理子系统和智能用电小区95598网上互动业务实现集成。通过小区物业展示大厅的电子公告屏，实现了对智能用电小区系统的综合展示；通过样板间的电视屏和智能交互终端，实现了对智能家居和光伏发电的综合展示。智能化用电小区智能化用电小区2. 2. 整体方案整体方案智能化用电小区智能化用电小区2. 2.

4、 整体方案整体方案技术特点： 用电信息采集试点了EPON技术和宽带PLC技术； 低压配电自动化实现了从10kV高压至380V低压的运行监视，并结合用电信息采集的数据，实现了低压故障的精确定位； 电动汽车充电桩管理实现对充电桩按时段错峰填谷和按配变负载调控的能效管理功能； 光伏发电实现了并网接入和监控，并具备倒送电保护等安全防护功能； 智能家居实现了与客户的交互功能，展示了未来家居的新型用电体验； 使用PFTTH、EPON等通信技术，实现电力光纤到户，服务三网融合。智能化用电小区智能化用电小区2. 2. 整体方案整体方案序号序号功能名称功能名称具体功能具体功能1用电信息采集采用光纤复合电缆和EP

5、ON技术，实现光纤到户到表，实时获取用电信息；通过宽带集中器、采集器、智能电能表，实现用电信息采集2小区配电自动化具备配电SCADA、馈线自动化、与相关应用系统互连等功能。实现对小区低压配电房配电网的运行监视和控制，以及对居住区供用电状况的监控和故障迅速响应3电动汽车充电桩管理通过充电桩计量、控制装置，统计分析用户充电要求，调配客户充电时段和充电容量，实现电动汽车有序充电和能效管理4智能用电服务互动平台建设95598互动平台，实现智能小区信息展示业务、智能小区用户互动业务、智能家电管理业务、小区故障快速定位5自助缴费终端 在小区物业安装自助缴费终端设备，方便小区客户缴纳电费、信息查询6智能家居

6、通过智能交互终端、智能插座实现对家用电器设备信息采集、监测、分析及控制，实现家电联动7光伏发电满足分布式能源接入，使用和控制8三网融合采用光纤复合电缆和EPON技术，实现光纤到户，服务三网融合9水、气表集抄水务、天然气公司将数据发送到物业管理系统，物业管理系统将数据下发至智能交互终端，通过智能交互终端可查询水、气表信息10统一展示平台在物业展示区，通过电子公告屏展示电动汽车充电桩系统、小区配电自动化系统、用电信息采集系统和物业管理系统等综合信息。智能化用电小区智能化用电小区3. 3. 信息安全信息安全智能用电小区涉及多系统间、系统与客户间的信息交互，遵循电监安全要求，将信息按照安全等级划分为不

7、同区域，将通信网络划分为信息内、外网，在不同安全分区、不同网络之间，采取安全措施和加装网络隔离设备。如下图所示，小区配电自动化、电动汽车充电桩管理属于生产控制大区，用电信息采集、95598网上互动业务内网属于管理信息大区，95598互动外网和小区物业管理系统属于外网。生产控制大区与管理信息大区通过隔离装置进行安全防护。管理信息大区与外网通过强隔离装置进行安全防护；95598互动外网和小区物业管理系统之间通过SSL加密协议和隔离软件进行安全防护。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案 用电信息采集用电信息采集智能小区用电采集系统采用国网信通智能用电信息采集系统，主站置于市公司客

8、户服务中心，接入公司内网，并在供电局设置工作站用于对现场设备管理。系统以双向、宽带通信信息网络为基本特征，实现低压电力客户的“全覆盖、全采集、全费控”，系统的结构如下图所示：智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案小区采用“485电能表+EPON+光纤”方式采集用电信息，对居民客户每三层设置一个ONU，对于独立放置的计量点可单独设置一个ONU，直接通过485接口采集电表信息，上送小区用电信息采集OLT，实现小区用电信息采集，结构如右图所示：智能化用电小区智能化用电小区

9、4. 4. 实施方案实施方案数据接口包括三个方面的工作：一是客户档案的获取，本采集系统所需的用电客户档案信息由公司现有CSM系统负责提供；二是本采集系统负责将采集的用电信息数据交换至CSM系统，由CSM系统完成相应的营销业务应用；三是本采集系统负责将采集的用电信息数据(主要是曲线数据等)交换至95598互动网站，通过物业管理系统主站完成95598互动网站与客户智能交互终端的双向信息交互。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案配电自动化配电自动化智能用电小区配电自动化，实现对小区低压配电房配电网的运行监视和控制，具备配电SCADA、馈线自动化、与相关应用系统互连等功能，主要由配

10、电主站、配电终端、配电子站、二次安防设备和通信通道等部分组成，还有视频监控功能。配电主站：主要实现配电网数据采集与监控等基本功能。配电终端：安装于低压配电房的远方监测、控制单元的监控终端distribution terminal unit（即DTU，站所终端）。配电子站：为优化系统结构层次、提高信息传输效率、便于配电通信系统组网而设置的中间层，实现所辖范围内的信息汇集、处理或配电网区域故障处理、通信监视等功能。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案二次安防设备：配置丛向安全防护设备，物理隔离装置等视频监控设备：监视配电房和控制室的视频图像，传送到配网运维中心。设备位置：每个配

11、电室摆放1面配电自动化柜，其中含有配网子站和通讯设备的屏柜摆放在新设置的样板间的屏柜布置小室。配电柜与子站屏柜之间用光纤通讯。配网子站屏柜与用电信息主站之间也用光纤通讯，之间加物理隔离装置。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案功能描述功能描述：通过配电终端，实现对配电房高、低压线路上的三相电流、三相电压、有功、无功、频率、功率因数等线路参数的采集（遥测量的采集）；还可以实现线路上开关位置、储能、过负荷、三相故障、零序过流、零序过压、蓄电池活化、交流输入异常等遥信信息的采集（遥信量的采集）。也可以通过信息输入（如故障指示器等）实现对线路上遥信和遥测或者某些保护信息（如零线断线

12、保护信息）的采集；实现运行监控信息的图形化管理和状态自动报警功能。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案故障自动检测与隔离：小区配电自动化对配电系统的故障进行自动诊断、自动隔离（需要待配网主站建立以后才能进一步完善），以减少故障停电范围，恢复非故障段供电。及时告知小区客户故障信息，并协调各部门进行快速故障处理。实现视频监控：在小区配电室（站）等重要区域安装视频监控设备，并把监控信息及图像传递到配网运维中心。系统结合用电信息采集的数据，通过分析用电信息采集系统和配电自动化系统上传的信息，实现了低压故障的精确定位。配电终端通过以太网通讯、光纤通讯等多种方式将采集到的信息传送给配电

13、子站，配电子站可以同时接收和发送多台配电终端的信息和控制命令，并且与配电主站通讯，可以实现对配电主站的信息转发和命令转发，从而实现了配电主站对配电房线路监控。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案电动汽车充电桩电动汽车充电桩两个小区停车场拟建电动汽车充电设施，共25个电动汽车充电桩。两个小区合并组成后台管理系统。除充电桩外，后台系统还包括充电桩管理控制子系统和计量计费子系统，充电桩电能表采用RS485接口，通过内网实现充电桩计量（用电信息采集）和充电桩监测及控制；统计分析客户充电要求，合理调配客户充电时段和充电容量，实现按时段错峰填谷和按配变负载调控的能效管理功能。两个小区采

14、用相同模式：交流桩分散布置于停车位，交流桩电源从专用的电源箱引取，控制室内设监控后台。监控后台和充电桩之间通过通讯线连接，通讯方式可选择现场总线(CAN网)，串口通讯和以太网，距离较远时可选择通过光纤传输。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案充电桩管理系统由后台、通讯管理机和充电桩组成。充电桩管理系统具备对充电桩运行状态的综合测控保护能力如运行状态监测、故障状态监测、充电计量和充电过程的联动控制、短路保护、过流保护等功能。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案计量计费系统主要由计量部分和计费部分组成，计量部分由交流电能表和用电采集终端组成；计费部分由计费工

15、作站与服务器组成。用电采集终端采集各个交流电能表的实时电量信息，通过本地工业以太网与计费工作站通讯，将整个电动汽车充电站的总电量、各充电桩的每次充电量传送到后台进行处理，并把电量和计费信息存储到数据库服务器中。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案智能用电服务互动平台智能用电服务互动平台智能化用电小区95598网上互动业务扩展功能包括：与现有95598门户网站集成，实现智能小区信息展示业务、智能小区客户互动业务、智能家电管理业务。智能用电服务互动平台通过内网中间库和外网数据库接受来自小区的用电服务互动信息，实现与小区配电自动化系统、充电桩管理系统、用电信息采集系统、物业管理系

16、统连接。 系统用户管理：系统用户、系统管理员的增加、修改、删除。 配电自动化信息查询：通过智能用电小区95598网上扩展系统，对低压配电自动化系统中设备信息以及运行状态实现集中展示和关联信息分析查询。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案 网上充电桩业务：充电桩信息展示、客户充电信息查询、充电桩预约充电申请等，还可查询充电桩当前使用情况和地理位置。 智能家居服务：实现网上客户家用电器用电设备信息、实时用电信息的展示，为客户提供用电参考策略，客户通过互动网站，可对智能家电、安装了智能插座的普通家电，以及安防设备实施远程控制。 用电信息发布：对客户用电信息、分布式电源发电量信息、

17、充电桩用电量信息、台区配表信息进行展示，包含日96点数据，采用曲线图、柱状图、饼状图等直观方式进行展示。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案智能用电服务互动平台外网网站和外网数据库放置于电力公司数据机房外网服务器隔离区，内网中间库放置于电力公司营销机房。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案信息内网部分：接入的信息包括小区配电自动化、充电桩管理、用电信息采集，通过公司内网中间库、强隔离装置，与公司外网数据库连接。信息外网部分：小区局域网内，客户智能用电交互终端和客户电脑可访问物业管理系统，再通过web服务方式与公司智能用电互动web服务器相连；外部因特网，

18、客户可使用个人电脑，通过防火墙访问公司Web服务器。公司Web服务器连接外网数据库，通过强隔离装置实现与公司内网数据库的信息交换。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案自助缴费终端自助缴费终端小区物业大厅内各安装1台自助缴费终端设备，接入市公司现有的银联自助交费系统，方便小区客户缴费、查询等。小区缴费终端租用电信ADSL专线从端，主端已在市公司与电信公司互联，从端需接入主端专线与自助缴费终端通信，IP地址由电信公司统一分配。在自助缴费终端安装点附近有带接地的标准三相电源插座，电源为220V，50HZ标准交流电。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案客户使用银

19、联卡划账方式可以通过自助服务终端进行电费缴纳，只要银联系统能通过的卡均能在自助服务终端上进行缴费，还可以打印缴费凭证、电费清单等票据。还可以为住户提供电费、电价、政策法规、用电常识、业务介绍、客户电量、电费、缴费、欠费等信息服务。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案智能家居智能家居智能家居展示样板间一个，建筑面积112平米，两室一厅结构。智能家居样板间系统由智能交互设备、软件系统、智能家用电器、安防系统、智能装饰、电子公告屏等构成，采用PFTTH方式接入小区通信网络。样板间共配置智能交互终端1台，智能交互机顶盒1个，智能插座12个，软件系统一套、智能家用电器若干、防盗报警系

20、统1套、视频监控系统1套、智能装饰（电动窗帘、智能灯光控制、智能遥控器）1套、电子公告屏1套。通过智能家居交互终端、电话等多种途径给客户提供灵活的互动服务，为客户提供信息采集与查询、智能控制、用电策略决策等服务。智能家居采集电能表、气表、水表等信息，采集家电用电信息，远程控制家电起停；并实现光纤复合电缆到户，支持三网融合。在客户深入体验的基础上，展现智能电网在用户侧友好开放、双向互动的用能模式。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案在智能家居样板间中，将实现以下功能： 实现智能用电服务的有关功能，如家庭用电分析、设备耗能

21、分析、绿色用电指数、用电贴士发布等； 实现电能表、水表、气表三表数据自动采集，并可根据需求调用历史记录，进行用能展示等； 实现智能家电的控制和管理，通过互联网、智能交互机顶盒、电话等方式对家电进行远程控制，并实现家电模式联动等； 实现增值服务，包括生活服务、医疗保健、社区服务、社保服务、视频点播、购物、安防等。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案智能家电、安防系统通过433MHz无线方式与智能交互终端实现交互，普通家电通过智能插座以PLC载波方式与智能交互终端实现交互。客户可通过因特网经物业服务系统或者通过电话控制盒（用于智能交互终端和电话之间，主动监听电话信号和智能交互终

22、端之间的通信，对家电进行控制），实现对家电的远程访问和控制。智能家居样板间信息由PFTTH经过ONU汇集，实现与社区管理的互动；并经过OLT与因特网、电信运营商、广电运营商的网络连接，实现光纤入户，服务于三网融合。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案光伏发电光伏发电在1#小区5号楼样板间建设2kW光伏发电装置，通过并网逆变器接入样板间供电，试点分布式能源清洁利用。光伏发电系统主要由太阳能电池板、并网逆变器、电能表、操作终端、避雷装置及相应配套设备构成。主要包括以下设备：太阳能电池板：采用单晶硅片太阳电池板（125mm

23、125mm）20块，功率0.1kW/块20块=2kW。安装在小区楼顶。考虑到*地区位于东经106.45、北纬29.57，设计角度为电池板与水平面交叉倾角向南35度。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案逆变器：额定容量2kW，匹配容量以保证最大限度地把太阳能电池板转换电能送入电网；具有可靠性高、多种并网保护功能、对电网无谐波污染等特点。带232和RJ45通讯接口，可实现远程监控。安装于2层强电井电能表箱内。防雷装置：系统采取防雷措施以保证系统在雷雨等恶劣天气下能够安全运行，防雷装置安装于2层强电井电能表箱内。电能表：在2层强电井电能表箱内装设智能电能表，用于光伏发电系统发电电

24、能量计量，将电表由小区用电信息采集进行采集。在样板间的个人计算机通过可以查询并网逆变器电压、电流、历史发电量等信息，以便于功能展示。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案三网融合三网融合小区实现电力光纤到户，覆盖所有试点用户，服务“三网融合”，具备实现以下功能的条件：电话业务。有线电视业务。互联网业务。内容浏览、网络智能家居及家庭安防、IPTV、IP电话等。试点小区内建设一套三网融合专用EPON通信网络，提供小区客户光接入通道以及相关设备，实现客户端“最后一公里”的接入。网络运营商负责光传输接入系统的建设、开放语音业务软

25、交换平台，将信号源通过光纤方式布放至小区主机房；提供网络出口满足互联网业务需要，将信号源通过光纤方式布放至小区主机房；负责互联网业务和语音业务的运营和维护，包括用户注册、计费、管理等。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案水、气表集抄水、气表集抄实现水表、气表的信息采集、数据存储，可在小区物业管理系统主站查看和智能交互终端查看水、气使用信息。水表采用DN15无线远传水表，共计297只，定制开发水表接口协议软件模块4套。燃气表采用ZD-JM无线远传燃气表，共计528只；定制开发燃气表接口协议软件模块2套。智能化用电小区智能

26、化用电小区4. 4. 实施方案实施方案物业管理系统物业管理系统物业管理系统由物业管理主站、家居智能交互设备（含智能交互终端、智能交互机顶盒）等构成，由小区宽带局域网连接，可为住户提供各种物业管理及增值服务。系统以物业主站为核心，通过智能交互设备等的协同工作，实现社区智能用电、社区服务、医疗服务、视频电话、智能家居、感应式控制、智能安防等服务。其通过利用先进的信息通信技术，对小区进行统一监控、互动与服务。为便于集中展示智能用电小区的各项试点项目，在社区内设置了统一展示平台，由社区电子公告屏、KVM切换器等设备构成，实现小区信息的综合展示。展示信息包括来自电动汽车充电桩、小区配网自动化、用电信息采

27、集、物业管理系统的用电信息、用户信息以及电网负荷和设备状态。智能化用电小区智能化用电小区4. 4. 实施方案实施方案小区内有用电信息采集、配电自动化及电动汽车充电设施、三网融合三套通信系统。三网融合网络外接了公共数据网，需独立建设。用电信息采集和配电自动化及电动汽车充电设施网络为电力公司网络，但属不同的安全区，需分开建设，之间加隔离设备连接。按照国网公司的推荐，网络均采用EPON技术构建。故小区通信网络总体结构为三套EPON系统的合成。智能化用电小区智能化用电小区5. 5. 小区客户体验效果小区客户体验效果早晨，居民在背景音乐设备的悠扬乐声中醒来，电动窗帘拉开，满室光明灿烂，开始一天的美好清晨

28、。智能家电通过家居的智能管理系统，可以做到更加方便地操控各种电器设备。从烧菜煮饭的智能电饭锅到样样精通的智能微波炉，给生活带来更多的便利体验。在外出之前，居民只要按一个键就可以关闭家中所有的灯和电器。在办公室或在出差时只需登录网络或打一个电话，家中的安全设备和家用电器立即尽在掌握，可以方便地控制家里的电器开关。不管是洗衣服还是煮饭，都可远程控制实现。如果家里有煤气泄漏或者其他突发状况，安防系统会自动向物业管理系统发送报警。智能、可控的家庭，给居民带来更多的安全感。智能化用电小区智能化用电小区5. 5. 小区客户体验效果小区客户体验效果在炎热的夏天，居民可以在下班前在办公室远控打开空调，回到家里便能享受清凉；在寒冷的冬季，则可以享受到融融的温暖。还可提前启动空气净化器，一回家就能体验清新森林的感觉。回家前启动电饭煲，一到家就可以吃上香喷喷的米饭。下班后，当居民回到家中，随着门锁被开启，家中的安防系统自动解除室内警戒，廊灯缓缓点亮，空调、新风系统按照设定的情景模式自动启动，最喜欢的背景交响乐轻轻奏起，欢迎主人回家。在家中，只需一个遥控器就能控制家中所有的电器。安防系统、空调系统、背景音乐、视频分布器、房门开关都被智能的无线装置控制。实现感应式控