秦曉丹，鄭劍南

（國(guó)網(wǎng)邢臺(tái)供電公司，河北邢臺(tái)054001）

淺談智能電能表在智能小區(qū)的示范應(yīng)用

秦曉丹，鄭劍南

（國(guó)網(wǎng)邢臺(tái)供電公司，河北邢臺(tái)054001）

著重介紹我國(guó)智能電表在智能小區(qū)示范應(yīng)用研究現(xiàn)狀分析。并提出了一套智能電能表在智能小區(qū)的示范應(yīng)用方案。通過(guò)項(xiàng)目的開展可以為用電信息采集提供有效手段，為智能小區(qū)的各項(xiàng)用電與增值業(yè)務(wù)提供支持平臺(tái)。

智能電能表；用電信息采集；智能小區(qū)

1　智能電能表定義與研究背景

我國(guó)廣大電力客戶21世紀(jì)之前普遍應(yīng)用的電能采集裝置大部分為傳統(tǒng)的機(jī)械電能表或?qū)崿F(xiàn)功能較為簡(jiǎn)單的電子式電能表，而智能電能表具有用電信息以及用電量計(jì)量與采集、用電信息實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、上傳以及處理、用電信息以及用電量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、用戶與電網(wǎng)的各類用電信息實(shí)時(shí)交互等功能，是實(shí)現(xiàn)用電信息智能采集和智能電網(wǎng)最關(guān)鍵的量測(cè)工具［1］。

智能電能表除了用電信息以及用電量計(jì)量與采集、用電信息實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、上傳以及處理、用電信息以及用電量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、用戶與電網(wǎng)的各類用電信息實(shí)時(shí)交互等功能，還滿足雙向計(jì)量、階梯與峰谷電價(jià)、分時(shí)與分布式電價(jià)等各類實(shí)際應(yīng)用的需求，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電、電動(dòng)汽車充電設(shè)施等分布式電源的有效計(jì)量、用戶與電網(wǎng)的雙向互動(dòng)服務(wù)、智能家居、智能樓宇的用電服務(wù)技術(shù)的裝備基礎(chǔ)。

2　智能電能表在智能小區(qū)應(yīng)用研究現(xiàn)狀

2.1國(guó)際研究現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)不斷增長(zhǎng)，當(dāng)前世界各類化石能源日漸枯竭、導(dǎo)致各類用電需求激增的情況下，西方的美國(guó)、英國(guó)、意大利等若干發(fā)達(dá)國(guó)家，以及包括巴西、印度、南非等新興發(fā)達(dá)國(guó)家均大力倡導(dǎo)發(fā)展智能電能表，在用電信息采集系統(tǒng)實(shí)用化和規(guī)模化、集成化應(yīng)用等方面實(shí)現(xiàn)良好示范效果。

2.2我國(guó)研究現(xiàn)狀

2009年至今，國(guó)家電網(wǎng)公司開展智能電能表應(yīng)用與用電信息采集服務(wù)研究工作，制定智能用電小區(qū)整體技術(shù)路線和智能用電解決方式，優(yōu)先試點(diǎn)應(yīng)用智能電能表、智能交互終端、智能充電樁、電力光纖到戶等各類智能用電服務(wù)技術(shù)，有效建立用戶與電網(wǎng)、供電公司之間的實(shí)時(shí)性、交互性、開放性的數(shù)字信息網(wǎng)絡(luò)，有效地滿足電網(wǎng)與用戶之間開展雙向互動(dòng)營(yíng)銷的愿望。在上海、北京等地試點(diǎn)建設(shè)了多個(gè)智能小區(qū)，還試點(diǎn)水、電、氣、網(wǎng)四表合一集中建設(shè)，家庭安防、智能家居，以及智能門窗等各類生活服務(wù)、社區(qū)服務(wù)、用電信息展示等功能。

3　智能電能表在智能小區(qū)應(yīng)用技術(shù)內(nèi)容

3.1總體建設(shè)方案目標(biāo)

建設(shè)以雙向、寬帶通信信息網(wǎng)絡(luò)為基本特征的智能電能表用電信息采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能小區(qū)用戶的“智能電表全覆蓋、用電信息全采集、智能繳費(fèi)全費(fèi)控”，及時(shí)、完整、準(zhǔn)確地為用電營(yíng)銷采集信息系統(tǒng)及智能配電網(wǎng)絡(luò)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，推進(jìn)供電企業(yè)營(yíng)銷計(jì)量、遠(yuǎn)程抄收模式標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)下列目標(biāo)：1）通過(guò)智能電能表實(shí)現(xiàn)所有智能小區(qū)用戶計(jì)量裝置的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)以及用戶負(fù)荷、電量、瞬時(shí)功率狀態(tài)等各類用電信息的實(shí)時(shí)有效采集；2）實(shí)現(xiàn)單相智能電能表本地費(fèi)控功能和三相智能電能表遠(yuǎn)程費(fèi)控功能；3）智能電能表滿足階梯電價(jià)的需求，并且具備分時(shí)電價(jià)功能；4）為智能電網(wǎng)配電、用電側(cè)的建設(shè)提供通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和技術(shù)保障；5）智能電能表為基于電力光纖到戶的“三網(wǎng)融合”和增值業(yè)務(wù)開展提供網(wǎng)絡(luò)支撐［2］。

3.2具體應(yīng)用技術(shù)分析

新建和改造智能小區(qū)采用“光纖到表到戶”的方式，110 kV變電站至智能小區(qū)配變敷設(shè)光纜，從小區(qū)配變至樓宇電能表箱全程采用0.4 kV光纖復(fù)合低壓電纜，在智能電能表表箱預(yù)留位置配置EPON智能終端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元），ONU通過(guò)RS485接口與智能電能表進(jìn)行信息交互，實(shí)現(xiàn)智能電能表用電信息采集。已建小區(qū)結(jié)合寬帶電力線通信和短距離無(wú)線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能電能表用電信息采集，當(dāng)小區(qū)具備光纜敷設(shè)條件時(shí)，再逐步進(jìn)行光纖改造。

3.3技術(shù)方案特點(diǎn)

在滿足國(guó)網(wǎng)新標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)要求的基礎(chǔ)上，智能電能表建設(shè)方案不僅結(jié)合了傳統(tǒng)寬帶通信技術(shù)傳輸速率高、傳輸穩(wěn)定、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的特點(diǎn)，同時(shí)具備用電實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和全部設(shè)備進(jìn)行有效網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與管理、支持雙向信息交互以及支撐實(shí)現(xiàn)各類智能用電業(yè)務(wù)等優(yōu)點(diǎn)，具體如下：1）傳統(tǒng)寬帶通信技術(shù)保證了傳輸速率高、傳輸穩(wěn)定，同時(shí)支持河北南網(wǎng)實(shí)行的階梯電價(jià)、峰谷電價(jià)等各類政策。2）實(shí)現(xiàn)日采集128點(diǎn)的高周期、高頻率采集功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)用戶用電有效管理，實(shí)現(xiàn)小區(qū)智能電能表的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及遠(yuǎn)程召喚、監(jiān)控及控制，有效提高反竊電水平。3）智能小區(qū)統(tǒng)一建設(shè)集中的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)智能電能表、配套光通信設(shè)備、寬帶網(wǎng)絡(luò)裝置的統(tǒng)一遠(yuǎn)程在線監(jiān)控與控制，同時(shí)具備整體的遠(yuǎn)程升級(jí)與自適應(yīng)功能，并且主動(dòng)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中通信中斷與設(shè)備缺陷，便于后續(xù)的檢修運(yùn)行。4）高速的寬帶通信傳輸速率可以有效支撐各類智能用電業(yè)務(wù)以及雙向營(yíng)銷業(yè)務(wù)信息交互。

3.4智能電能表具體應(yīng)用組網(wǎng)方案

新建及改造小區(qū)用電信息采集采用“光纖到表到戶”的方式，即“PFTTH+485電能表”采用PFTTH布線至電表箱，ONU通過(guò)RS485接口與電能表連接。

“PFTTH+網(wǎng)絡(luò)電能表”采用PFTTH布線至電表箱，ONU通過(guò)RJ45接口與電能表連接。該方案通信信道具備百兆以上傳輸速率，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能、遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)管理及100%抄收成功率。

“PFTTH+光纖電能表”采用PFTTH布線至電表箱，ONU通過(guò)光纖接口與電能表連接。該方案通信信道具備千兆以上傳輸速率，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能、遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)管理及100%抄收成功率。

4　結(jié)語(yǔ)

智能電能表在智能小區(qū)的示范應(yīng)用，通過(guò)城區(qū)110 kV變電站到10 kV開關(guān)站之間沿架空輸電線路或電力電纜線路布放通信光纜，1從10 kV開關(guān)站至智能小區(qū)樓宇電表箱，再至各個(gè)樓層的智能電能表，全部采用PFTTH光纖復(fù)合電纜，實(shí)現(xiàn)“光纖到表”，利用EPON技術(shù)可以直接提供主站系統(tǒng)到智能電能表的通信信道。

智能電能表在智能小區(qū)的示范應(yīng)用，直接建立了主站系統(tǒng)與電能表的通信信道，有效利用了光纖寬帶通信高速、可靠、實(shí)時(shí)、全業(yè)務(wù)支持的優(yōu)點(diǎn)；富裕的光芯資源為智能用電小區(qū)、互動(dòng)式營(yíng)銷和增值業(yè)務(wù)開展提供了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

［1］李寶樹，陳萬(wàn)昆.智能電表在智能電網(wǎng)中的作用及應(yīng)用前景［J］.電氣時(shí)代，2010（9）：65-72.

［2］曹方.打造“堅(jiān)強(qiáng)”的智能電網(wǎng)［J］.上海信息化，2010（1）：26-33.

（編輯：王璐）

On the Smart Meter Demonstration in Intelligent Cell

Qin Xiaodan，Zheng Jiannan
（State Grid Power Supply Company Xingtai，Xingtai Hebei 054001）

This paper introduces the research status of smart meters in the Intelligent Community Demonstration Application.And proposes a smart meter demonstration applications in intelligent plot.It can provide effective means for the information collection through the development of the project，support platform for the electricity and value-added business intelligence cell.

smart meter；information collection；Intelligent Community

TM933.4

A

2095-0748（2016）10-0097-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.10.41

2016-04-13

秦曉丹（1985—），女，河北邯鄲人，電子信息工程學(xué)士，工程師，研究方向：電力系統(tǒng)。