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1、 以智能电网为背景的 智能家居 制作人：罗烘燏 1 智能电网的发展 Content 2 智能电网背景下智能家居的 发展 3 结语 1 1.1 发展智能电网的动 因 2 1.2国外智能电网发展 概况 3 1.3中国的智能电网 1.智能电网的发展 据统计，近几年来，全球的能源需求每年的增长 都在 10%以上。由于缺乏足够的需求信息，每年浪费的电力达到 1700亿千瓦时。1700亿千瓦时是什么概念呢？我们可以做一 个对比，2009年，河北省全年的售电量为1051亿千瓦时，也 就是说浪费掉的电量可以让全河北省用1年多。所以各国的电 力公司都亟需一种手段来及时了解用户的用电需求。 最近十 年来，大面积停
2、电的事故时有发生，像2003年美加“814”大 停电、2006年欧洲“114”大停电、2008年自然灾害造成的我 国南方大停电。每次大停电所带来的经济损失和对居民的伤害 都是难以承受的。在全世界范围内，电网应对自然灾害和突发 事件的能力都亟待提高。 基于以上两个原因，世界各国都亟 需建成现代化的、可以实现信息快速分享的新一代电网。 1.1 发展智能电网的动因 1.2 国外智能电网发展概况 美国是最早提出智能电网的国家，2001年美国 电力科学研究 院就提出了智能电网的概念，2003年美国能源部就发布了美国智 能电网的远景规划。美国的智能电网主要侧重于升级改造陈旧的电 网设施，以及对智能电表的应
3、用。 2005年，欧盟制定了欧洲智能 电网的发展规 划。欧洲的智能电网主要侧重于风电、太阳能发电 等可再生能源的利用和分布式能源的并网技术研究。 2009年，日 本发布了智能电网开发计划，主要 侧重于太阳能发电和高性能蓄 电池的研究。 2009年5月，在北京召开的特高压输电技术国 际会 议上，国家电网公司正式宣布了建设统一坚强智能电网的 目标。坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架，各级电 网协调发展，具有信息化、自动化、互动化的特征，包含 电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环 节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的 高度一体化融合的现代电网。 中国智能电网的发展战
4、略如图1所示。 1.3 中国的智能电网 1.3 中国的智能电网 一是指一个目标。这个目标就是构建以特高压电网为骨干网架，各 级电网协调发展的统一坚强智能电网。 二是指两条主线。技术主线要实现信息化、自动化和互动化。管理 主线要实现集团化、集约化和精益化。 三是指三个阶段。2009年到2010年是规划试点阶段，主要开展智能 电网的规划工作、标准和规范的制定工作以及发、输、变、配、用、调 度六个环节的试点工作。2011年到2015年是全面建设阶段，这五年内要 初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，在关键技术和装备上要实 现重大突破。2016年到2020年是引领提升阶段，2020年之前要全面建成
5、统一坚强智能电网。 四是指四个体系。电网基础体系是坚强智能电网的物质载体，是实 现电网坚强的重要基础。技术支撑体系是指先进的通信、信息、控制等 应用技术，是实现电网智能的技术保障。智能应用体系是保障电网安 全、经济、高效运行，提供用户增值服务的具体体现。标准规范体系是 指技术和管理方面的标准和规范，是建设坚强智能电网的制度依据。 1.3 中国的智能电网 五是指五个内涵。坚强可靠是指坚强的网 架结构、强大的电力输送能力和安全可靠 的电力供应。经济高效是指提高电网运行 和输送效率，降低运营成本。清洁环保是 指促进可再生能源的发展和利用，降低能 源消耗和污染物的排放，提高清洁电能在 终端能源消耗中的
6、比重。透明公开是指电 网、电源和用户之间的信息透明共享。友 好互动是指实现电网运行方式的灵活调整 ，友好兼容各类电源和用户的接入和退出 ，促进发电企业和用户主动参与电网运行 调节。 六是指发电、输电、变电、配电、用 电和调度六个环节。在发电环节要引导发 电集约化发展，促进大规模能源基地的建 设；优化发电结构和电网结构，促进 新型 能源的大规模科学利用。在输电环节要加 快建设以特高压为骨干网架、各级电网协 调发展的坚强电网。在变电环节加快智能 变电站的建设，实现电网运行数据的全面 采集和对电网的实时、智能调节。在配电 环节要全面推广智能配电网，提高供电的 可靠性。在用电环节，要构建智能用电服 务
7、体系，全面推广智能电表、智能用电管 理终端等智能用电设备。要建设智能小区 和电动汽车充换电站，推动智能家电和电 动汽车的应用。在调度环节，要建设新一 代智能调度系统，形成一体化的智能调度 体系 1 2.1智能小 区的概念 2 2.2智能家 居的概念 3 2.3智能家 居的功能 4 2.4智能家 居的技术 实现 2.智能电网背景下智能家居的发展 2.1智能小区的概念 智能电网在用电环节的一个标志性应用就是智 能小区。智能小区采用光纤复合电缆通信或电力 线载波等先进技术，构造覆盖小区的通信网络， 通过用电信息采集系统、双向互动服务系统、智 能家居、电动汽车充电设施、分布式电源接入系 统、小区配电自
8、动化系统对用户用电设备、分布 式电源、公用用电设施等进行监测、分析和控制 ，为用户提供优质便捷的双向互动服务和“三网融 合”服务，同时可以实现对小区安防等设备和系统 的协调控制。智能小区也是智能电网改善用户生 活最直观的一个体现。 2.2 智能家居的概念 智能家居为用户提供了以住宅为平台，兼备建 筑、 网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服 务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居 住环境。 它利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综 合布线技术,将与家居生活有关的各种子系统，有机地结 合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安 全、有效。与普通家居相比，智能家居不仅具有传
9、统的 居住功能，还能由原来的被动静止转变为具有能动智慧 的功能。它能提供全方位的信息交换，帮助家庭与外部 保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有 效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至节约各种能 源和资金，起到绿色环保节约的功效。 2.3 智能家居的功能 从技术上讲，智能家居主要有三大功能。 一是，对白色家电和其他设备的控制。比如微波炉、洗衣机、灯光、电动窗帘、电 动开窗器等。白色家电泛指代替人们进行家务劳动的电器。这类电器的智能化程度 比较低，主要是把电能转化为动能、热能等。控制也比较简单，就是开和关。 二是对黑色家电的控制和信息交 互。黑色家电泛指娱乐人们生活，提高人们生活质 量
10、的电器。比如电视机、DVD、电脑等。这些电器的智能化程度比较高，可以与外 界进行复杂的信息交互。 三是通过对外的接口，实现对前面介绍的两类家用电器及其他家居系统的远程控 制。通讯方式包括电话线、有线电视电缆、网线、电力线等。 在智能家居系统中， 监控系统是最基础的功能，也是最核心的部分。监控系统通过各种传感器对家居环 境的各种因素进行全方位的采集。按照一定的 逻辑对实时数据进行分析，然后对智 能家居的各种子系统下达指令，就达到了居住环境自动、智能调节的目的。 通过接 入不同的子系统，智能家居可以实现很多功能： 2.3 智能家居的功能 1.家庭安防功能。通过各种报警功能，实现家庭的防盗、防火、防
11、煤气泄漏。 2.远程抄表功能。通过对水、电、天然气的自动抄表计费，解决了入户抄表效率低 下、干扰住户等问题。 3.家电控制功能。通过家电联网，可以实现家用电器的远程控制和故障诊断。 4.环境调节功能。可以对温湿度等居住因素进行自动调节。 5.娱乐功能。包括DVD播放、家庭影院、电视自动录像等。 6.场景功能。根据时间或配合娱乐功能，对灯光、窗帘、背景音乐进行自动调节。 2.4 智能家居的技术实现 智能家居的系统拓扑图 2.4 智能家居的技术实现 图中所描述的就是用户家中智能家居的完整拓扑图。其中，家庭网管 一般通过家用无线路由器实现，通过家庭网管将与所有设备之间的通信信 号传输至小区的服务器，
12、进而链接至五联网。通过手机或电脑对家庭网管 进行控制，就实现了整个系统的远程控制。一般需要接入家庭网管的设备 分3类。首先是网络电视、网络空调等新型的智能家电本身就带有无线模 块。可以直接通过无线信号接入到家庭网管中。智能家电可以通过无线信 号接入到家庭网管中，第二类是电视机、空调、DVD等传统家用电器。这 类电器的共性是都有一个红外线的遥控器，因此可以通过一个红外转发器 模拟遥控器的信号来控制他们。再把这个红外转发器接入到家庭网管中， 就实现了对这些电器的间接控制。第三类是传统的电风扇、加湿器等电 器。通过对智能插座的远程控制可以间接的实现对这类电器的通断电。传 统的照明设备也可以通过加装智能开关接入到家庭网管中。传统的窗帘和 窗户都可以通过加装电动控制器的方式来实现远程控制。 3. 结语 智能电网的发展为智能家居行 业带来了大面积 推广的可能。在电 力公司推广智能电网的过程中必 将 涉及用电环节的智能化。通过电力 公司的大力投资，新建居民小区将 实现小区控制系统的智能化。在此 基础之上，智能家居的实现将会更 加快速有效，更加廉价。 谢 谢 大 家！
