1、系统集成在智能用电小区建设中的应用研究摘要：智能用电小区作为坚强智能电网面向用户的工程实践，需要整合不同的业务模块。系统集成技术具备解决各类设备、子系统间的接口、协议、系统平台、应用软件等与其他子系统、建筑环境、施工配合、组织管理和人员配备相关的一切面向集成问题的能力，能够实现将配电自动化、用电信息采集、智能用电互动、分布式电源建设（风能和太阳能） 、电动汽车充电站，三网融合业务、社区服务业务、视频监控业务、户外广告业务集中融合。 关键词：智能用电小区,系统集成,关键技术 中图分类号：TN915.5 文献标识码：A 文章编号： 1、引言 随着坚强智能电网的先进理念、电网智能化水平、用电服务能力
2、的不断提高和改善，以及智能电网建设的大力推进，智能电网在不同的层面完成了一定的成果。为了试点新的业务模式，探索我国智能用电小区建设模式，研究智能电网先进技术如何应用于居住区，国家开展智能用电小区试点建设工作。 智能用电小区建设包括电力系统相关业务：配电自动化、用电信息采集、智能用电互动、分布式电源建设（风能和太阳能） 、电动汽车充电站，增值业务包括：三网融合业务、社区服务业务、视频监控业务、户外广告业务等。智能用电小区建设包括了很多的子系统，如何将各个分离的设备、功能和信息等子系统集成到相互关联的、统一和协调的系统之中，这就需要系统集成技术发挥很好的作用。 2、系统集成理论概述 2.1 系统集
3、成的定义 系统集成是根据实际应用的需要将各种硬件设备、网络设备、基础设施、系统软件、基础服务系统和应用软件等组织成能够达到目标、具有优良性能的过程1。系统集成需要解决各类设备、子系统间的接口、协议、系统平台、应用软件等与子系统、建筑环境、施工配合、组织管理和人员配备相关的一切面向集成的问题。系统集成实现的关键在于解决系统之间的互连和互操作性问题,它是一个多厂商、多协议和面向各种应用的体系结构。 2.2 系统集成的步骤 随着计算机技术的发展，特别是网络技术和通讯技术等相关技术的发展，使得系统集成的功能和规模都得到了前所未有的发展，系统集成已经不仅仅是硬件，网络以及软件的集成，更需要有人的广泛参与
4、，人成了系统集成的重要因素2。鉴于此将系统集成分为七个步骤:1、需求分析，2、选择系统集成商或设备供货商，3、逻辑架构设计,4、物理架构设计，5、系统安装和调试，6、系统测试和验收，7、用户培训和系统维护。 3、智能用电小区建设中的关键技术概述 智能用电小区建设包括电力系统相关业务：配电自动化、用电信息采集、智能用电互动、分布式电源建设（风能和太阳能） 、电动汽车充电站，增值业务包括：三网融合业务、社区服务业务、视频监控业务、户外广告业务等。根据以上内容将智能用电系统中涉及的部分关键技术概述如下： 3.1、光纤复合低压电缆 光纤复合低压电缆是电力光纤接入网发展的一种最终形式。光纤接入网以光网络
5、单元的位置所在，分为 FTTH、FTTB(光纤到大楼)、FTTP(光纤到驻地)和 FTTC(光纤到路边)等几种情况，统称 FTTX。光纤连接用户主要有两种方式：一种是用光纤直驱；另一种是采用无源光网络技术，用分光器把光信号进行分配，同时多个用户提供服务。将光纤组合在电力电缆的结构层中，使其同时具有电力传输和光纤通信功能的电缆称为光纤复合低压电缆(简称 OPLC 或 OPIC)。 3.2、无源光网络 EPON(基于以太网方式的无源光网络)是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。EPON 系统由局侧的光线路终端(OLT)、用户侧的光网络单元(ONU)
6、和光分配网络(ODN)组成，OLT 到 ONU 下行方向采用广播的方式，OLT 发送的信号通过 ODN 到达各个 ONU。ONU 到 OLT 上行方向采用 TDMA 多址接入方式，ONU 发送的信号只会到达 OLT，而不会到达其他 ONU。 3.3、光纤抄表技术 光纤抄表是基于光纤到户的基础，利用先进的通信技术、电子技术，实现 ONU 和采集器功能的结合，直接通过抄表 ONU 抄读智能电表，与用电信息采集主站进行数据交互，实现对小区内用电信息高效、可靠的采集与传递，为更好的对用户用电行为和规律进行分析，从而指导用户科学用电打下基础。 3.4、智能家居集成 门禁系统应用于智能交互终端，采用先进的
7、音频、视频 IP 网络传输技术，将图像、声音、控制数据通过光纤网络传输。智能插座采用专用计量 SOC 一体芯片，完成计量、LCD 显示、通断控制等功能。安防传感设备采用微功率无线与交互终端进行通讯，因此采用 2 节高能干电池供电，可用 3 至 5 年。通过先进的互联网技术，实现远程家电控制，安防远程报警，可视对讲、社区增值服务。 4、系统集成在智能用电小区建设中的应用 智能用电小区作为智能电网用电环节的重要组成部分，是满足电网安全可靠供电，实现电网与用户之间实时交互响应，增强电网综合服务能力，满足互动营销需求，提升服务水平的重要手段。因此，智能用电小区工程是以建设电网与用户协调发展，具有信息化
8、、自动化、互动化为特征的可靠、自愈、灵活的智能用电小区为目标，是以实现电网与用户的实时互动响应，创造舒适、安全、便捷、高品位生活环境，倡导节能、环保、低碳的社会理念和新生活方式为方向，实现政府、社会、电力企业、开发商和用户的共同价值为导向的系统工程。 在具体实施过程中，本人主要关注技术方面的应用，所以本文将对系统集成步骤中的部分内容省略，主要阐述技术设计内容。 4.1 逻辑网络设计 智能用电小区相关软件系统在逻辑上分为设备层、通信层以及主站层三个层次。其中主站层又分为公共支撑平台和应用平台两部分。设备层主要包括通信设备、安全设备、智能交互设备以及各类采集控制对象(煤气表、水表、电表和安防设施等
9、)。通信层包括智能用电小区采用的各类通信方式，包括光纤专网、3G 无线公网等远程网络通信网络，光纤、低压电力线载波等小区通信网络以及低压电力线载波、RF、ZigBee、WIFI 等家庭通信网络。具体设计如图 1 所示： 图 1 逻辑架构设计 4.2 物理网络设计 按照国家电网公司关于智能用电小区功能业务规划及网络安全设计要求，将小区光纤通信网络分为内网和外网，之间进行物理隔离。光纤内网物理通道主要为智能用电互动平台、光纤抄表、充电桩数据采集、太阳能数据采集监控提供通道。外网主要为社区主站、智能交互终端、电力自助终端实现电力互动业务、远程智能家居、社区增值业务提供数据通道，具体设计如图 2 所示
10、。 图 2 物理架构设计 5、结语 系统集成技术在智能用电小区建设中起到了很大的作用，完成了很多任务，实现了很多功能。但是，由于智能用电小区建设需要集成的业务繁多，各设备供应商的协议不统一，开放接口问题困难，影响了集成后的效果，而且部分业务有些超前，不能达到预期的目的。需要笔者及广大智能用电小区建设者在不断工程实践中，改进技术。 参考文献： 1 仇丽凤 董卫红 王淑娟.计算机网络系统集成策略与实践N.科技创新导报,2010-01-15(3) 2 彭可 ,陈际达 ,邹润民 .控制系统网络化及控制系统与信息网络集成技术J.信息与控制 2002,31(5):441-445. 作者简介： 周宇（1982-） ，男，江苏丹阳，北京国电通网络技术有限公司部门经理，工程师，主要从事智能用电小区建设和项目管理实践工作,
