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小區(qū)智能用電系統(tǒng)中通信技術(shù)運(yùn)用

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小區(qū)智能用電系統(tǒng)中通信技術(shù)運(yùn)用

摘要:小區(qū)智能用電系統(tǒng)建設(shè)是智能電網(wǎng)建設(shè)的延伸,是實(shí)現(xiàn)家居智能化服務(wù)的重要途經(jīng),作為智能用電系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵點(diǎn),文章分析光纖通信、電力線通信、無線電通信的技術(shù)特點(diǎn),介紹試點(diǎn)小區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模型,以及運(yùn)用計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)、電力自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)“三網(wǎng)融合”、智能用電交互、家居智能化服務(wù)的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞:智能用電;通信技術(shù);智能化服務(wù)

0引言

根據(jù)地方政府“四化融合,智慧佛山”發(fā)展規(guī)劃綱要以及智慧城市建設(shè)工作要求,供電企業(yè)作為電力建設(shè)主體,積極響應(yīng)國家建設(shè)智能電網(wǎng)號(hào)召,配合地方建設(shè)規(guī)劃,主動(dòng)承擔(dān)“依云水岸”小區(qū)智能用電系統(tǒng)研究及其示范工程,充分發(fā)揮供電網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)管理方面的優(yōu)勢(shì),按照地方政府和上級(jí)公司智能電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略要求和統(tǒng)一部署,積極開展智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究。

1智能用電系統(tǒng)

1.1系統(tǒng)功能需求

隨著人們生活水平以及供電企業(yè)管理和服務(wù)水平的提高,對(duì)小區(qū)智能用電提出新的需求,如供電系統(tǒng)運(yùn)行狀況、電能質(zhì)量采集與監(jiān)測(cè),實(shí)時(shí)計(jì)量數(shù)據(jù)采集、高級(jí)電能應(yīng)用分析、故障自動(dòng)檢測(cè)和迅速響應(yīng);雙向互動(dòng)業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)電話、電視、寬帶網(wǎng)絡(luò)和用電方面足不出戶可進(jìn)行相關(guān)業(yè)務(wù)的報(bào)障、報(bào)裝、繳納、信息查詢功能;家居智能化服務(wù),實(shí)現(xiàn)家庭電器智能控制、視頻監(jiān)控和安防、水、電、燃?xì)猱惓?bào)警,體驗(yàn)“三網(wǎng)融合”業(yè)務(wù)等。

1.2系統(tǒng)對(duì)通信需求

高級(jí)智能用電系統(tǒng)作為小區(qū)住戶溝通聯(lián)絡(luò)供電、電信、網(wǎng)絡(luò)、廣播等單位業(yè)務(wù)信息的載體,對(duì)小區(qū)的通信網(wǎng)絡(luò)提出了很高的要求,如小區(qū)用電及三網(wǎng)信息傳遞到相關(guān)企業(yè),小區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)延伸到樓層住戶,家居電器及相關(guān)設(shè)備連接組成家庭局域網(wǎng)以及“三網(wǎng)融合”通信安全等。

2通信技術(shù)

為保證小區(qū)智能用電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)滿足系統(tǒng)信息交互的應(yīng)用要求,確保通信網(wǎng)絡(luò)為系統(tǒng)提供安全可靠的通信通道,從數(shù)據(jù)傳輸速率、穩(wěn)定性、抗干擾性能等方面對(duì)幾種通信技術(shù)進(jìn)行分析、比較。

2.1光纖通信

光纖通信技術(shù)具有傳輸頻帶寬、通信容量大、傳輸衰耗小、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性好的優(yōu)點(diǎn),作為小區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)的接入手段,能夠滿足“三網(wǎng)融合”、智能用電交互服務(wù)、家居智能化服務(wù)的需求。

2.2電力線通信技術(shù)

電力線通信技術(shù)是利用電力線作為傳輸介質(zhì)進(jìn)行通信,技術(shù)成熟,連接方便,抗干擾能力強(qiáng)、傳輸安全性好。其中電力線通信技術(shù)包括電力線寬帶技術(shù)和電力線窄帶技術(shù)。電力線寬帶技術(shù)采用正交頻分復(fù)用技術(shù)OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸,保證通信通道可靠,不受墻壁的阻隔影響,適合組建小區(qū)接入或家庭內(nèi)局域網(wǎng)。電力線窄帶技術(shù)通常采用調(diào)頻、調(diào)相或擴(kuò)頻技術(shù),采用正交頻分復(fù)用技術(shù)OFDM提高可靠性,通信速率一般小于1Mbit/s,適合組建家庭內(nèi)局域網(wǎng)[1]。

2.3無線通信

隨著無線電通信技術(shù)的發(fā)展和家居智能化的需求,在家居智能化系統(tǒng)中應(yīng)用的無線電技術(shù)比較 多的有Wi-Fi、ZibBee以及RF433通信技術(shù)。Wi-Fi通信技術(shù)是由AP(AccessPoint)和無線網(wǎng)卡組成的無線網(wǎng)絡(luò),是短距離的無線通信技術(shù),一般約90米內(nèi),使用開放的2.4GHz直接序列擴(kuò)頻,最大數(shù)據(jù)傳輸速率為11Mbps,支持無線信號(hào)接入,速度快,可靠性高。ZibBee通信技術(shù)是一種無線連接,可工作在2.4GHz,數(shù)據(jù)傳輸最高速率為250kbit/s,傳輸距離在10~75m的范圍內(nèi),具有數(shù)據(jù)傳輸可靠、網(wǎng)絡(luò)容量大等特點(diǎn)。RF433通信技術(shù)使用433MHz頻段,采用射頻技術(shù),對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行打包、檢錯(cuò)、糾錯(cuò)處理,可高速、可靠傳輸數(shù)據(jù)信號(hào),具無線接入簡(jiǎn)單、成本低,適用于組建家庭內(nèi)局域網(wǎng)。

3依云水岸小區(qū)智能用電系統(tǒng)建設(shè)

小區(qū)智能用電工程建設(shè)主要由電力智能應(yīng)用系統(tǒng)、家居智能化系統(tǒng)以及小區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)組成,其中小區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)是通過敷設(shè)光電復(fù)合低壓電纜(OPLC)到樓宇層間,將電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)等各運(yùn)營商業(yè)務(wù)接入小區(qū)EPON網(wǎng)延伸至層間公共管線平臺(tái);電力智能應(yīng)用系統(tǒng)是智能用電和交互服務(wù)的支撐平臺(tái),負(fù)責(zé)收集小區(qū)用電情況和住戶用電信息需求,為供電企業(yè)和住戶提供高級(jí)應(yīng)用和信息服務(wù);家居智能化系統(tǒng)主要由智能燈光控制、智能家電控制、智能安防報(bào)警、智能娛樂系統(tǒng)、可視對(duì)講系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等組成,提供整個(gè)家居的智能化控制、“三網(wǎng)融合”及信息在線交流服務(wù)[2]。

3.1通信網(wǎng)絡(luò)模型

通信網(wǎng)絡(luò)物理層鏈路建設(shè)首先對(duì)小區(qū)遠(yuǎn)程接入網(wǎng)、小區(qū)通信機(jī)房到小區(qū)各高壓配電房,采用敷設(shè)專用光纜,連接110kV東平變電站、小區(qū)通信機(jī)房、配電房;其次從配電房敷設(shè)PFTTH電力光纖到樓宇層間的公共管線平臺(tái),再從層間公共管線平臺(tái)敷設(shè)多根UTP接入住戶弱電箱與WAN路由器相連,家庭局域網(wǎng)采用以太網(wǎng)、電力線窄帶、無線電通信等方式,實(shí)現(xiàn)智能家電接入到智能終端進(jìn)行控制。本地接入網(wǎng)絡(luò)傳輸內(nèi)容,在小區(qū)內(nèi)建設(shè)兩套物理隔離的EPON設(shè)備,分別連接電力業(yè)務(wù)和公用業(yè)務(wù),保證電力專網(wǎng)和公共網(wǎng)的完全隔離。電力專網(wǎng)主要傳輸計(jì)量用電信息采集、低壓配電遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)、配電房?jī)?nèi)視頻監(jiān)控信號(hào)等的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),公共網(wǎng)管線平臺(tái)主要傳輸電話、有線電視、互聯(lián)網(wǎng)、公用設(shè)施管理、家庭智能設(shè)備管理、電力業(yè)務(wù)雙向互動(dòng)溝通服務(wù)等的數(shù)據(jù),提供端口與各運(yùn)營商的主干網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接,實(shí)現(xiàn)區(qū)內(nèi)“三網(wǎng)融合”。

3.2應(yīng)用情況

智能用電系統(tǒng)按功能主要分為電力智能應(yīng)用系統(tǒng)、家居智能化系統(tǒng)兩部分,其中電力智能應(yīng)用系統(tǒng)由小區(qū)內(nèi)低壓配電監(jiān)測(cè)與計(jì)量一體化主站和供電企業(yè)智能用電支撐平臺(tái)組成,負(fù)責(zé)收集小區(qū)內(nèi)各配電房低壓配電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控信息,并進(jìn)行智能用電分析及提供用電交互服務(wù);家居智能化系統(tǒng)提供整個(gè)家居的智能化控制,以及提供IP電話、視頻點(diǎn)播、寬帶接入等多元增值服務(wù)整合平臺(tái)[3]。

3.2.1配電監(jiān)測(cè)與計(jì)量一體化主站

在小區(qū)內(nèi)安裝配電自動(dòng)化設(shè)備,實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)運(yùn)行狀況、電能質(zhì)量采集與監(jiān)測(cè),實(shí)時(shí)計(jì)量數(shù)據(jù)采集、高級(jí)電能應(yīng)用分析、故障自動(dòng)檢測(cè),對(duì)故障進(jìn)行迅速響應(yīng)。

3.2.2智能用電服務(wù)雙向互動(dòng)平臺(tái)

在供電企業(yè)安裝智能用電平臺(tái),提供與住戶智能雙向互動(dòng)業(yè)務(wù)相關(guān)的功能,實(shí)現(xiàn)足不出戶進(jìn)行報(bào)障、報(bào)裝、用電信息查詢、電費(fèi)繳納、停電信息查詢,以及電力業(yè)務(wù)相關(guān)的公示公告等功能。

3.2.3家居智能化服務(wù)

在住戶內(nèi)安裝智能用電終端,實(shí)現(xiàn)家居電器智能控制、視頻監(jiān)控、安防報(bào)警,水、電、氣異常報(bào)警、家電用電瀏覽以及小區(qū)增值服務(wù),體驗(yàn)“三網(wǎng)融合”業(yè)務(wù)等,體現(xiàn)“一鍵式家居智能控制”。

4結(jié)論

隨著人們生活水平的提高和科技的發(fā)展,智能用電系統(tǒng)提供廣泛的信息交互功能,優(yōu)化居住環(huán)境,幫助人們有效地利用信息、節(jié)約能源,實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力、家電、防盜報(bào)警、環(huán)境、設(shè)備的監(jiān)測(cè)與控制,而且還實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制功能,家居智能化已成為一種必然趨勢(shì)而深入千家萬戶,智能用電小區(qū)建設(shè)也將是未來發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn):

[1]劉年國,劉東.楊事正.EPON技術(shù)在智能用電小區(qū)建設(shè)中的應(yīng)用[J].華東電力,2011,(5):508-511.

[2]苗新,張愷,等.支撐智能電網(wǎng)的信息通信體系[J].電網(wǎng)技術(shù),2009(4):21-23.

[3]李炎.現(xiàn)代通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用前景[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2009(8):48-50.

作者:盧漢平 單位:廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局

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