程 紅

（國(guó)網(wǎng)九江供電公司，江西 九江 332000）

0 引言

在國(guó)家電網(wǎng)公司全面推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)的大背景下，全國(guó)各省市都在積極推廣集節(jié)能環(huán)保、新能源利用、遠(yuǎn)程互動(dòng)和智能家電物等聯(lián)網(wǎng)技術(shù)于一體的智能用電小區(qū)試點(diǎn)建設(shè)，引導(dǎo)市民快速進(jìn)入智能電網(wǎng)時(shí)代。2012年，國(guó)網(wǎng)江西省電力公司在九江共青城市中航城果嶺東方小區(qū)開(kāi)展了智能用電小區(qū)建設(shè)試點(diǎn)，用戶規(guī)模共132戶，建設(shè)內(nèi)容包含了智能用電小區(qū)光纖通信網(wǎng)絡(luò)、互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)、家庭安防系統(tǒng)等建設(shè)。

1 智能用電小區(qū)光纖通信網(wǎng)絡(luò)

智能用電小區(qū)的通信信道，采用光纖復(fù)合低壓電纜和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力光纖到表到戶。根據(jù)小區(qū)功能業(yè)務(wù)規(guī)劃及網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計(jì)要求，小區(qū)內(nèi)光纖通信網(wǎng)絡(luò)分為內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)，內(nèi)外網(wǎng)之間采用強(qiáng)隔離設(shè)備進(jìn)行物理隔離，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.1 光纖內(nèi)網(wǎng)通道

光纖內(nèi)網(wǎng)通道接入用電信息采集系統(tǒng)、配電自動(dòng)化系統(tǒng)等內(nèi)網(wǎng)支撐系統(tǒng)，主要為小區(qū)用電信息采集、配電自動(dòng)化及電動(dòng)汽車充電樁數(shù)據(jù)采集提供通道。

1.2 光纖外網(wǎng)通道

光纖外網(wǎng)通道接入智能小區(qū)互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)、95598門戶網(wǎng)站、社區(qū)主站等外網(wǎng)支撐系統(tǒng)，主要為小區(qū)用電互動(dòng)服務(wù)、智能交互終端、智能家居業(yè)務(wù)和家庭安防提供數(shù)據(jù)通道。

圖1 智能用電小區(qū)光纖通信網(wǎng)絡(luò)

2 智能用電小區(qū)互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)

通過(guò)構(gòu)建智能用電小區(qū)互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)，如圖2所示，實(shí)現(xiàn)用戶與電網(wǎng)雙向互動(dòng)服務(wù)，實(shí)時(shí)發(fā)送家庭電器的用電情況，指導(dǎo)用戶科學(xué)合理用電，進(jìn)一步提高能量利用效率，實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”。

2.1 智能交互終端

智能交互終端是實(shí)現(xiàn)家庭智能小區(qū)互動(dòng)用電服務(wù)的關(guān)鍵設(shè)備，其通過(guò)利用先進(jìn)的信息通信技術(shù)，對(duì)家庭用電設(shè)備如空調(diào)、冰箱、熱水器、燈光、窗簾等，進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控與管理，對(duì)家庭用電信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，指導(dǎo)用戶進(jìn)行合理用電，調(diào)節(jié)電網(wǎng)峰谷負(fù)荷。

智能交互終端對(duì)加載了智能控制模塊的空調(diào)、冰箱、熱水器等設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)，相關(guān)控制指令經(jīng)智能交互終端傳至智能小區(qū)互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電器設(shè)備通過(guò)手機(jī)、PAD等多渠道遠(yuǎn)程控制。

2.2 智能插座

智能插座可安裝在室內(nèi)的插座上，智能插座與終端之間是通過(guò)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行通信的，并執(zhí)行通斷電功能來(lái)控制家電的通斷電。智能插座上可以顯示用電數(shù)據(jù)，也可以在終端顯示詳細(xì)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并生成數(shù)據(jù)曲線，以反映該家電的實(shí)際用電情況。

圖2 智能用電小區(qū)互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)

3 智能用電小區(qū)家庭安防系統(tǒng)

在智能家居的組網(wǎng)中應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)在煙霧探測(cè)器、紅外探測(cè)器和燃?xì)庑孤┨綔y(cè)器安裝傳感器和無(wú)線通信模塊，組建智能用電小區(qū)家庭安防系統(tǒng)，如圖3所示。用戶家庭智能安防設(shè)備通過(guò)無(wú)線方式，將報(bào)警信號(hào)經(jīng)智能交互終端傳送至社區(qū)主站系統(tǒng)。

3.1 煙霧探測(cè)器

在廚房的墻壁上安裝一個(gè)煙霧探測(cè)器，當(dāng)室內(nèi)煙霧濃度超過(guò)預(yù)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，探測(cè)器將會(huì)主動(dòng)發(fā)射信號(hào)至智能交互終端，終端聯(lián)系社區(qū)主站進(jìn)行報(bào)警。

3.2 紅外探測(cè)器

在住戶室內(nèi)墻壁上安裝一個(gè)被動(dòng)紅外探測(cè)器實(shí)現(xiàn)防盜的目的。當(dāng)感應(yīng)到異常情況時(shí)，探測(cè)器會(huì)發(fā)射信號(hào)至智能交互終端，終端會(huì)發(fā)出報(bào)警提示，并將報(bào)警信息通過(guò)智能交互終端傳到社區(qū)主站。

3.3 燃?xì)庑孤短綔y(cè)器。

在廚房的墻壁上安裝一個(gè)燃?xì)庑孤短綔y(cè)器，用于主動(dòng)探測(cè)室內(nèi)燃?xì)鉂舛?，?dāng)探測(cè)值高于預(yù)設(shè)定值時(shí)會(huì)發(fā)射信號(hào)至智能交互終端，終端聯(lián)系社區(qū)主站進(jìn)行報(bào)警。

3.4 無(wú)線門磁

安裝在前門上，當(dāng)有人非法進(jìn)入大門時(shí)，無(wú)線門磁發(fā)射信號(hào)至智能交互終端，終端會(huì)發(fā)出報(bào)警提示，并將報(bào)警信息通過(guò)智能交互終端傳到社區(qū)主站

3.5 緊急求助按鈕

當(dāng)家中有人突發(fā)疾病或發(fā)生緊急事件時(shí)，用戶按下緊急求助按鈕后，按鈕會(huì)直接發(fā)射信號(hào)到智能交互終端，并通過(guò)智能交互終端向社區(qū)監(jiān)控室告警。

圖3 智能用電小區(qū)家庭安防系統(tǒng)

4 智能用電小區(qū)數(shù)據(jù)分析

通過(guò)智能交互終端，可實(shí)時(shí)查詢用戶家庭內(nèi)部的電器設(shè)備能耗情況，用戶可根據(jù)采集到的用電數(shù)據(jù)，結(jié)合峰谷時(shí)間點(diǎn)，科學(xué)合理用電，達(dá)到“削峰填谷”的目的。本文以共青城中航城果嶺東方小區(qū)樣板房采集的用電數(shù)據(jù)為例，其月數(shù)據(jù)、天數(shù)據(jù)和電器能耗數(shù)據(jù)分別通過(guò)柱狀圖、曲線圖和餅圖的方式并行展示，分析用戶用電行為。

4.1 樣板房月數(shù)據(jù)電量柱狀圖

共青城中航城果嶺東方小區(qū)樣板房2014年8月份采集的數(shù)據(jù),如圖4所示采用柱狀圖的方式可直觀展示家庭電器設(shè)備當(dāng)天的能耗量，用戶根據(jù)最終的可視化數(shù)據(jù)，在滿足其自身用電需求上，科學(xué)合理用電。

圖4 樣板房月數(shù)據(jù)電量柱狀圖

4.2 樣板房天數(shù)據(jù)電量曲線圖

取樣板房2014年8月20日數(shù)據(jù)為例，如圖5所示，電量變化的區(qū)間主要集中在8:00-17:30時(shí)間段。用戶家庭的電器設(shè)備用電數(shù)據(jù)通過(guò)智能插座，實(shí)時(shí)上傳至智能交互終端，在終端上顯示詳細(xì)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并生成最終的數(shù)據(jù)曲線。

圖5 樣板房1天數(shù)據(jù)電量曲線圖

4.3 家庭電器設(shè)備能耗餅圖

取樣板房2014年8月20日家庭電器能耗數(shù)據(jù)為例，如圖6所示，樣板房能耗主要包含空調(diào)、熱水器、照明和其他，其中空調(diào)用電占比54.13%。通過(guò)家庭電器設(shè)備的能耗餅圖，了解電器能耗占比情況，能指導(dǎo)用戶更科學(xué)用電。

圖6 樣板房家庭電器設(shè)備能耗餅圖

5 結(jié)束語(yǔ)

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能用電小區(qū)研究與應(yīng)用，用戶從被動(dòng)的服務(wù)接受者變?yōu)橹鲃?dòng)的參與者，普通居民可通過(guò)智能家居交互終端，實(shí)時(shí)了解電器的用電情況和當(dāng)前電價(jià)，實(shí)現(xiàn)電力公司與用戶的雙向互動(dòng)，鼓勵(lì)用戶科學(xué)合理用電，最大限度滿足用戶的用電需求。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能小區(qū)家庭安防系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在智能用電小區(qū)內(nèi)開(kāi)展物業(yè)、安防等信息定制，向社會(huì)公眾展示了新型用能服務(wù)理念，使社會(huì)各方對(duì)智能電網(wǎng)具有真實(shí)的感性體驗(yàn)，為智能用電的建設(shè)起到示范作用。