谈采用智能电网技术的智能小区的规划设计

文｜智控国际北京研发中心 王福良

谈采用智能电网技术的智能小区的规划设计

文｜智控国际北京研发中心 王福良

本文结合某省级电力公司职工住宅小区智能化系统的规划设计及其特点分析，阐述了智能电网技术的发展和应用给智能小区规划设计带来的改变和发展。

智能电网 智能用电小区 传统智能小区 采用了智能电网技术的智能小区

1 智能电网技术在智能小区的应用现状

居住小区是智能电网用电环节的重要组成部分。为了研究智能电网先进技术如何应用于居住小区，探索我国智能用电小区建设模式、展现智能电网成果、宣传坚强智能电网的先进概念、提高电网智能化水平、提升为用户服务的能力、促进智能用电小区有序发展，2010年4月，国家电网公司颁布了《智能用电小区试点工程建设导则》（V1.6），并开始在其业务管辖范围内的二十多个省、市、自治区逐步开展试点工程。目前，上海、廊坊、重庆等地已经陆续完成了几个智能用电小区的建设。概括而言，这些已建成的智能用电小区融入了智能电网的技术；采用光纤复合低压电缆通信或电力线载波（PLC）通信等技术，构造了覆盖小区的通信网络；通过用电信息采集、双向互动服务、小区配电自动化、电动汽车有序充电、分布式电源运行控制、智能家居等技术，对公共用电设施、分布式电源、用户用电设备等进行监测、分析和控制，以提高能源的终端利用效率，为用户提供优质便捷的双向互动服务和“三网融合”服务，同时可以对小区安防等系统进行协调控制。

这些智能用电小区的建设，一方面可以满足社会对用电服务的多元化需求，实现智能电网经济、高效、优质、节能、环保的目标，达到节能和利用新能源的目的，并引导用户优化用能结构；另一方面可以推动社会资源共享，引导用户用电行为，响应电网错峰，实现避峰填谷，提高电网设备的使用效率，推进和谐社会的建设，创造未来的商用典范与新的生活方式等。应该说，这些智能用电小区的建设是比较成功的，取得了良好的社会效益。

我们常常提到的智能小区，是《智能建筑设计标准》（GB/T 50314-2006）中定义的，已在我国发展了二十年，我们在此称之为传统智能小区。而国家电网公司在《智能用电小区试点工程建设导则》中提到的“智能用电小区”实际上是将智能电网的技术成果应用于传统智能小区的产物，可以说是对传统智能小区的进一步丰富和完善，我们称之为采用智能电网技术的智能小区。

2 采用了智能电网技术的智能小区的规划设计案例概要

2.1 项目概况及用户需求概要

某省级电力公司职工住宅小区，位于省会城市的市区，项目总建设面积约760000m2，其中住宅约570000m2，公建约190000m2，共有各种户型约3000户，属于较大型的居住小区。

业主要求在小区智能化的规划设计中，除了引用传统智能小区的先进成果外，更要充分应用当今智能电网技术的先进成果，将两种技术合理融合，把该小区打造成为国内领先的智能示范小区，探索和创造新的智能小区建设模式，引领产业发展。

2.2 设计思想和设计依据

项目设计思想为：

◆ 引入先进理念，实现智能电网和传统智能小区技术的融合，起到示范作用，引领产业发展；

◆ 为小区居民提供安全、舒适、便捷、高效的生活居住环境；

◆ 创造绿色、智能、环保的居住环境；

◆ 规划、设计一步到位，适度超前，可分步实施。

设计依据包括：

◆《智能建筑设计标准》；

◆ 国家电网公司的《智能用电小区试点工程建设导则》；

◆ 国家电网公司标准《基于以太网方式的无源光网络（EPON）系统》；

◆ 常规智能建筑设计中参照的其他相关标准。

2.3 功能子系统规划

以《智能建筑设计标准》为基础，充分融入当今智能电网技术成果，按功能将该小区智能化系统划分为信息设施、智能用电、公共安全、智能家居、环境管理、综合增值服务平台六大部分，每个部分下面再按功能分出若干子系统，系统整体功能规划结构如图1所示。

3 采用智能电网技术的智能小区区别于传统智能小区的主要特点概述

分析上述案例不难看出，采用智能电网技术的智能小区在规划设计时不仅涵盖了传统智能小区应该考虑到的要素，还融入了智能电网的技术特征——这是对传统智能小区的进一步完善，使得智能小区的内容变得更加丰富了。

下面针对采用智能电网技术的智能小区区别于传统智能小区的主要特点展开论述。

3.1 设计依据丰富

设计依据中增加了国家电网公司的《智能用电小区试点工程建设导则》和《基于以太网方式的无源光网络（EPON）系统》这两个文件，丰富了规划设计时的参考依据，显然是一种技术的进步。

3.2 信息设施部分采用光纤复合低压电缆建设无源光网络，可很好地实现三网融合

利用无源光网络技术（EPON/GPON），在电信网、广播电视网、互联网向宽带通信网、数字电视网、下一代互联网演进的过程中，实现三者的网络互联互通、资源共享，将三者整合成一套光网络平台，为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务，从而很好地实现三网融合。

如图2所示，小区内网络采用光纤复合低压电缆OPLC（如图3所示）为主干传输线缆，将光纤随着低压电缆一并敷设；采用光纤入户方式实施住户网络的线缆敷设。光纤由小区主机房呈放射型敷设至各建筑物内的弱电间；在弱电间内通过分光器（Optical splitter）分出多条链路，分别敷设至各住宅内的家居布线箱中，从而实现光纤入户。为满足小区内其他系统的需要，光纤根据实际情况敷设至每个单元或每个单体建筑的公共区域，例如连接至小区数字网络摄像机、信息发布终端、网络广播功放等设备。

采用光纤随低压电缆布放的方式实现光纤到户和三网合一，和传统智能小区所采用的布线方式相比，不仅大大节约了布线和网络设备的成本，还大大改善了小区信息高速公路的质量；是十几年来三网融合技术应用的突破，不能不说是技术上的飞跃。

3.3 增加了智能用电方面的内容

仅依照《智能建筑设计标准》设计的传统智能小区，很少拥有智能用电方面的内容，而采用了智能电网技术的智能小区则增加了这方面的内容，可以说是实现了对传统智能小区的丰富和完善。

（1）用电信息采集系统基于小区的无源光网络，通过配合用户家庭安装的智能电表，可实现整个小区的自动抄表、负荷检测与管理等功能，成功建立起用户与电力公司的双向互动。

（2）配网自动化系统通过实现对小区高低压配电线路、开闭所、环网柜等的开关、断路器以及变压器等的数据采集和监测，提高了小区电力系统整体的装备和运行水准，也提高了供电可靠性和安全性。

（3）电动汽车充电系统是小区支持住户使用电动汽车的必要设施——电动汽车是一种发展前景广阔的绿色交通工具，是未来重要的交通工具；推广电动汽车的应用是解决能源和环境问题的重要手段。

（4）小区能耗管理系统对小区内的能源利用状况进行监视、管理和控制，能够在可再生能源等新能源普及的情况下，有效实现小区内能源的就地消纳，达到电力供需平衡最优化的目的。

（5）家庭能耗管理系统通过实现各家各户用电的可视化，达到促进节能的目的。

（6）太阳能发电是对可再生能源的合理利用。

采用了智能电网技术的智能小区引入的各种智能用电方面的内容，强化了对小区用电的管理、能耗的控制及可再生能源的利用等，为智能小区增添了更多的“绿色”。

3.4 由于无源光网络系统的大面积灵活应用，使得网络数字化系统更多地被采用

由于有了随低压供电电缆布放的，遍布小区各处的基于TCP/IP的无源光网络，其他子系统，如数字视频监控系统、网络数字化广播系统、数字化多媒体信息发布系统等变得非常灵活。

也可以说，这种网络结构非常适合于支持在小区内开展基于TCP/IP的网络数字化系统应用——可以节约大量的布线成本，使得系统结构变得简单。

以数字视频监控系统为例说明，如图4所示：采用全数字视频监控系统，网络摄像机就近接入附近的无源光网络，充分利用小区宽带资源，不但可以节约大量的布线成本，还能使系统结构变得异常灵活和简单——这就是为什么要采用基于TCP/IP网络的数字系统的理由。

4 结束语

通过以上的阐述和分析，我们可以看出，智能电网技术的发展和应用已经给传统智能小区的规划设计带来了一些改变。智能建筑或智能小区的规划设计者，在进行智能小区的规划设计时，要清醒地认识到这一点，才能不断提高我国智能建筑或智能小区的设计水平，更好地推动这个产业的发展。