系統(tǒng)集成在智能用電小區(qū)建設(shè)中的應(yīng)用研究

1、<p>　　系統(tǒng)集成在智能用電小區(qū)建設(shè)中的應(yīng)用研究</p><p>　　摘要：智能用電小區(qū)作為堅強智能電網(wǎng)面向用戶的工程實踐，需要整合不同的業(yè)務(wù)模塊。系統(tǒng)集成技術(shù)具備解決各類設(shè)備、子系統(tǒng)間的接口、協(xié)議、系統(tǒng)平臺、應(yīng)用軟件等與其他子系統(tǒng)、建筑環(huán)境、施工配合、組織管理和人員配備相關(guān)的一切面向集成問題的能力，能夠?qū)崿F(xiàn)將配電自動化、用電信息采集、智能用電互動、分布式電源建設(shè)（風(fēng)能和太陽能）、電動汽車充電站，三網(wǎng)

2、融合業(yè)務(wù)、社區(qū)服務(wù)業(yè)務(wù)、視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)、戶外廣告業(yè)務(wù)集中融合。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：智能用電小區(qū),系統(tǒng)集成,關(guān)鍵技術(shù) </p><p>　　中圖分類號：TN915.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　1、引言 </b></p><p>　　隨著堅強智能電網(wǎng)的先進(jìn)理念、電網(wǎng)智能化水平、用電

3、服務(wù)能力的不斷提高和改善，以及智能電網(wǎng)建設(shè)的大力推進(jìn)，智能電網(wǎng)在不同的層面完成了一定的成果。為了試點新的業(yè)務(wù)模式，探索我國智能用電小區(qū)建設(shè)模式，研究智能電網(wǎng)先進(jìn)技術(shù)如何應(yīng)用于居住區(qū)，國家開展智能用電小區(qū)試點建設(shè)工作。 </p><p>　　智能用電小區(qū)建設(shè)包括電力系統(tǒng)相關(guān)業(yè)務(wù)：配電自動化、用電信息采集、智能用電互動、分布式電源建設(shè)（風(fēng)能和太陽能）、電動汽車充電站，增值業(yè)務(wù)包括：三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)、社區(qū)服務(wù)業(yè)務(wù)、視頻監(jiān)控

4、業(yè)務(wù)、戶外廣告業(yè)務(wù)等。智能用電小區(qū)建設(shè)包括了很多的子系統(tǒng)，如何將各個分離的設(shè)備、功能和信息等子系統(tǒng)集成到相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中，這就需要系統(tǒng)集成技術(shù)發(fā)揮很好的作用。 </p><p>　　2、系統(tǒng)集成理論概述 </p><p>　　2.1 系統(tǒng)集成的定義 </p><p>　　系統(tǒng)集成是根據(jù)實際應(yīng)用的需要將各種硬件設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施、系統(tǒng)軟件、基礎(chǔ)服

5、務(wù)系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等組織成能夠達(dá)到目標(biāo)、具有優(yōu)良性能的過程[1]。系統(tǒng)集成需要解決各類設(shè)備、子系統(tǒng)間的接口、協(xié)議、系統(tǒng)平臺、應(yīng)用軟件等與子系統(tǒng)、建筑環(huán)境、施工配合、組織管理和人員配備相關(guān)的一切面向集成的問題。系統(tǒng)集成實現(xiàn)的關(guān)鍵在于解決系統(tǒng)之間的互連和互操作性問題,它是一個多廠商、多協(xié)議和面向各種應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　2.2 系統(tǒng)集成的步驟 </p><p>　　隨著計算機技

6、術(shù)的發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，使得系統(tǒng)集成的功能和規(guī)模都得到了前所未有的發(fā)展，系統(tǒng)集成已經(jīng)不僅僅是硬件，網(wǎng)絡(luò)以及軟件的集成，更需要有人的廣泛參與，人成了系統(tǒng)集成的重要因素[2]。鑒于此將系統(tǒng)集成分為七個步驟:1、需求分析，2、選擇系統(tǒng)集成商或設(shè)備供貨商，3、邏輯架構(gòu)設(shè)計,4、物理架構(gòu)設(shè)計，5、系統(tǒng)安裝和調(diào)試，6、系統(tǒng)測試和驗收，7、用戶培訓(xùn)和系統(tǒng)維護。 </p><p>　　3、智能用電小區(qū)

7、建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)概述 </p><p>　　智能用電小區(qū)建設(shè)包括電力系統(tǒng)相關(guān)業(yè)務(wù)：配電自動化、用電信息采集、智能用電互動、分布式電源建設(shè)（風(fēng)能和太陽能）、電動汽車充電站，增值業(yè)務(wù)包括：三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)、社區(qū)服務(wù)業(yè)務(wù)、視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)、戶外廣告業(yè)務(wù)等。根據(jù)以上內(nèi)容將智能用電系統(tǒng)中涉及的部分關(guān)鍵技術(shù)概述如下： </p><p>　　3.1、光纖復(fù)合低壓電纜 </p><p>　

8、　光纖復(fù)合低壓電纜是電力光纖接入網(wǎng)發(fā)展的一種最終形式。光纖接入網(wǎng)以光網(wǎng)絡(luò)單元的位置所在，分為FTTH、FTTB(光纖到大樓)、FTTP(光纖到駐地)和FTTC(光纖到路邊)等幾種情況，統(tǒng)稱FTTX。光纖連接用戶主要有兩種方式：一種是用光纖直驅(qū)；另一種是采用無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，用分光器把光信號進(jìn)行分配，同時多個用戶提供服務(wù)。將光纖組合在電力電纜的結(jié)構(gòu)層中，使其同時具有電力傳輸和光纖通信功能的電纜稱為光纖復(fù)合低壓電纜(簡稱OPLC或OPIC)。

9、 </p><p>　　3.2、無源光網(wǎng)絡(luò) </p><p>　　EPON(基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡(luò))是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，它采用點到多點結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。EPON系統(tǒng)由局側(cè)的光線路終端(OLT)、用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)和光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)組成，OLT到ONU下行方向采用廣播的方式，OLT發(fā)送的信號通過ODN到達(dá)各個ONU。ONU到OLT上行方向

10、采用TDMA多址接入方式，ONU發(fā)送的信號只會到達(dá)OLT，而不會到達(dá)其他ONU。 </p><p>　　3.3、光纖抄表技術(shù) </p><p>　　光纖抄表是基于光纖到戶的基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的通信技術(shù)、電子技術(shù)，實現(xiàn)ONU和采集器功能的結(jié)合，直接通過抄表ONU抄讀智能電表，與用電信息采集主站進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)對小區(qū)內(nèi)用電信息高效、可靠的采集與傳遞，為更好的對用戶用電行為和規(guī)律進(jìn)行分析，從而指導(dǎo)

11、用戶科學(xué)用電打下基礎(chǔ)。 </p><p>　　3.4、智能家居集成 </p><p>　　門禁系統(tǒng)應(yīng)用于智能交互終端，采用先進(jìn)的音頻、視頻IP網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，將圖像、聲音、控制數(shù)據(jù)通過光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸。智能插座采用專用計量SOC一體芯片，完成計量、LCD顯示、通斷控制等功能。安防傳感設(shè)備采用微功率無線與交互終端進(jìn)行通訊，因此采用2節(jié)高能干電池供電，可用3至5年。通過先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程家電

12、控制，安防遠(yuǎn)程報警，可視對講、社區(qū)增值服務(wù)。 </p><p>　　4、系統(tǒng)集成在智能用電小區(qū)建設(shè)中的應(yīng)用 </p><p>　　智能用電小區(qū)作為智能電網(wǎng)用電環(huán)節(jié)的重要組成部分，是滿足電網(wǎng)安全可靠供電，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶之間實時交互響應(yīng)，增強電網(wǎng)綜合服務(wù)能力，滿足互動營銷需求，提升服務(wù)水平的重要手段。因此，智能用電小區(qū)工程是以建設(shè)電網(wǎng)與用戶協(xié)調(diào)發(fā)展，具有信息化、自動化、互動化為特征的可靠、自愈

13、、靈活的智能用電小區(qū)為目標(biāo)，是以實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的實時互動響應(yīng)，創(chuàng)造舒適、安全、便捷、高品位生活環(huán)境，倡導(dǎo)節(jié)能、環(huán)保、低碳的社會理念和新生活方式為方向，實現(xiàn)政府、社會、電力企業(yè)、開發(fā)商和用戶的共同價值為導(dǎo)向的系統(tǒng)工程。 </p><p>　　在具體實施過程中，本人主要關(guān)注技術(shù)方面的應(yīng)用，所以本文將對系統(tǒng)集成步驟中的部分內(nèi)容省略，主要闡述技術(shù)設(shè)計內(nèi)容。 </p><p>　　4.1 邏輯網(wǎng)絡(luò)設(shè)

14、計 </p><p>　　智能用電小區(qū)相關(guān)軟件系統(tǒng)在邏輯上分為設(shè)備層、通信層以及主站層三個層次。其中主站層又分為公共支撐平臺和應(yīng)用平臺兩部分。設(shè)備層主要包括通信設(shè)備、安全設(shè)備、智能交互設(shè)備以及各類采集控制對象(煤氣表、水表、電表和安防設(shè)施等)。通信層包括智能用電小區(qū)采用的各類通信方式，包括光纖專網(wǎng)、3G無線公網(wǎng)等遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)，光纖、低壓電力線載波等小區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)以及低壓電力線載波、RF、ZigBee、WIFI等

15、家庭通信網(wǎng)絡(luò)。具體設(shè)計如圖1所示： </p><p>　　圖1 邏輯架構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　4.2 物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 </p><p>　　按照國家電網(wǎng)公司關(guān)于智能用電小區(qū)功能業(yè)務(wù)規(guī)劃及網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計要求，將小區(qū)光纖通信網(wǎng)絡(luò)分為內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)，之間進(jìn)行物理隔離。光纖內(nèi)網(wǎng)物理通道主要為智能用電互動平臺、光纖抄表、充電樁數(shù)據(jù)采集、太陽能數(shù)據(jù)采集監(jiān)控提供通道。外網(wǎng)主要為社區(qū)

16、主站、智能交互終端、電力自助終端實現(xiàn)電力互動業(yè)務(wù)、遠(yuǎn)程智能家居、社區(qū)增值業(yè)務(wù)提供數(shù)據(jù)通道，具體設(shè)計如圖2所示。 </p><p>　　圖2 物理架構(gòu)設(shè)計 </p><p><b>　　5、結(jié)語 </b></p><p>　　系統(tǒng)集成技術(shù)在智能用電小區(qū)建設(shè)中起到了很大的作用，完成了很多任務(wù)，實現(xiàn)了很多功能。但是，由于智能用電小區(qū)建設(shè)需要集成的業(yè)務(wù)

17、繁多，各設(shè)備供應(yīng)商的協(xié)議不統(tǒng)一，開放接口問題困難，影響了集成后的效果，而且部分業(yè)務(wù)有些超前，不能達(dá)到預(yù)期的目的。需要筆者及廣大智能用電小區(qū)建設(shè)者在不斷工程實踐中，改進(jìn)技術(shù)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 仇麗鳳 董衛(wèi)紅 王淑娟.計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成策略與實踐[N].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2010-01-15(3) </p&

18、gt;<p>　　[2] 彭可 ,陳際達(dá) ,鄒潤民 .控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化及控制系統(tǒng)與信息網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)[J].信息與控制 2002,31(5):441-445. </p><p><b>　　作者簡介： </b></p><p>　　周宇（1982-），男，江蘇丹陽，北京國電通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司部門經(jīng)理，工程師，主要從事智能用電小區(qū)建設(shè)和項目管理實踐工作,zho