XX电网智能用电小区试点建设方案0319.docx

XX电网智能用电小区试点建设方案0319.docx

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XX电网智能用电小区试点建设方案0319

智能用电小区试点

建设方案

XX年XX月

第一章概述

1.1智能用电小区项目背景

面对日渐凸显的全球资源环境问题、剧烈波动的能源价格、愈加严厉的监管政策、快速攀升的用电负荷，以及更高的用户服务质量要求，全球电力行业面临前所未有的挑战。

为了应对这些挑战，各国都在积极研究并提出电力行业未来的发展方向，而建设智能电网已经成为全球电力行业应对各自挑战，实现可持续发展的共同选择。

为保障我国能源可持续发展，满足经济社会快速发展的用电需求，促进节能减排、发展低碳经济、提高服务水平，国家电网公司积极转变电网发展方式，在特高压输电技术取得重大突破、试验示范工程成功投运并稳定运行的基础上，确立了建设坚强智能电网的发展战略，提出了以“统一规划、统一标准、统一建设”为原则，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”特征的坚强智能电网发展目标，全面提高电网的资源优化配置能力和电力系统的运行效率，保障电力的安全、优质、可靠供应，实现电网发展方式的重大转变，服务“两型”社会、和谐社会，促进经济与社会可持续发展。

国家电网公司智能电网建设涉及发电、输电、变电、配电、用电、调度各环节和信息通信平台，第一阶段重点项目实施方案涵盖智能电网规划、试点工程、基础建设、重点专项研究等内容，即一个国家电网智能化规划、九个试点工程项目、两项基础建设、十类重点专项研究，作为智能电网建设第一阶段（规划试点阶段）的整体实施计划，互为支撑，相互推进。

规划是智能电网建设各项工作的纲领，重大专项研究为试点工程提供技术支撑，试点工程是推广应用的基本前提，基础建设是智能电网建设全过程的重要保障。

在国家电网公司坚强智能电网发展战略指导下，XX电网积极开展智能电网规划和相关课题的研究工作，并按照国网公司坚强智能电网的战略部署，结合自身优势，实施智能用电小区的试点工作。

在XX电网公司总体规划中，智能小区建设涉及智能配电、智能用电两个环节，是智能电网建设各类成果在用户端的集中体现，是联系用户和智能电网的枢纽，是智能电网优越性的最终体现环节。

1.2智能用电小区建设工作要求

按照国网公司整体实施计划，坚强智能电网试点工作的建设，是以关键技术、设备的研发为前提，按照重要领域突破和条件成熟地区先行的原则，合理选择试点项目、单位，制订合理可行的试点工作方案。

试点工作的顺利建设，是以后大规模推广建设的重要保证。

为了进一步加强示范效应，使试点工作全面体现智能电网内涵，智能用电小区试点建设中需要满足以下要求：

∙智能用电小区建设要遵循国网规划和规范要求，为下一步加快建设坚强智能电网奠定理论和技术基础。

∙在智能用电小区试点项目中，要尽可能多地试点智能电网所倡导的先进理念，包括可再生能源/分布式能源接入、用电信息采集与服务互动、电力光纤入户等，积极试点新型业务模式，达到用户智能用电和电网智能配电的目的；

∙智能用电小区建设内容中体现的先进理念应能够向全社会直观展示，起到明显示范作用；

∙在智能用电小区建设过程中和建设完成后，需要对试点小区中应用的智能技术和智能设备进行评估，为今后智能电网的大规模推广做好技术储备；

∙在智能用电小区建设中，不仅应用先进的技术，同时也为用户提供多样化的服务，引导用户的用电需求和习惯，积极探索与用户的双向互动模式。

第二章建设内容

2.1小区选址

在智能用电小区试点建设中，小区的选址是首要问题。

根据国家电网公司对智能用电小区的建设要求，XX电网公司对A市居民小区进行了摸底排查，并在排查基础上，重点对高尔夫花园小区进行现场考察，经过与房地产开发商、光伏太阳能发电公司、联通公司、广电公司的会谈，达成试点实施意向。

高尔夫花园小区内建筑形式较为全面，各项配套服务设施齐全，设计等级较高，具备实施智能用电小区条件。

1、建筑形式较为齐全，规模适中

该小区总建筑面积15万平米，655套公寓，小区容量、建筑规模适中，适合试点小区的配套投资。

小区建筑包括低层联排别墅、多层、小高层、高层建筑，建筑形式齐全。

2、小区建筑主体基本完成，适合立即开展试点工作

该小区建筑主体基本完成，预计入住时间为2009年5月底陆续入住，适合立即开展试点工作。

从设计图纸和现场勘查看，基本满足实施条件。

10kV电力设施采取变电所设计，适合通讯设备的敷设和安装。

低压电力线为楼内竖井，已为电力预留宽1米，进深0.4米的实际落空通道。

电表箱可进行再设计，且为表箱预留安装位置在各入户口，便于智能电表显示交互信息的用户浏览。

3、XX集团在太阳能发电方面掌握核心技术，初步具备分布式发电并网试点条件

XX光伏能源公司与小区开发商XX同属于XX集团的全资子公司，具备生产相关设备的能力。

该公司是国家“金太阳”计划成员单位，目前获得河北省发改委开展1500kW太阳能发电站并网前期工作的批准。

其中500kW计划按照分布式发电进行设计且位于试点小区内，利于实施分布式太阳能发电接入。

4、该小区设计全部为地下停车库，具备安装充电柱和智能电表条件

该小区设计全部为地下停车库，满足充电桩安装的需要防雨、防寒、防潮的必要条件。

5、小区定位高端，环境幽雅，有引领示范作用

该小区为XX市首个全部精装修的高档住宅小区，智能用电小区项目在此试点和小区定位相吻合。

同时，该小区设计环境幽雅，住宅密度相对较低，便于参观考察，智能小区实施后可起到引领示范作用。

本次试点覆盖11座建筑（下图用★标记）共655户居民用户。

小区内的联排别墅24户用户只以宽带载波的方式实现用电信息采集。

2.2智能配电建设

2.2.1小区供电方案

2.2.1.110kv供电方案

高尔夫花园小区10kV供电电源采用两路双电源供电，具体方案如下：

一路由XX110kV变电站XX路XX1#分接箱228-10备用出口引出一路10kV高压电缆（截面不小于YJLV22-240mm2）沿规划路径直埋至新建中心10kV配电室为其供电。

通信光缆采用24芯光缆由XX110kV变电站沿规划路径直埋至XX路XX1#分接箱，在XX路XX1#分接箱留适量盘余后直接延伸到小区新建中心10kV配电室。

为实现智能小区相关配电网的故障检测和智能小区故障的自动隔离，保障智能小区的可靠供电，需更换XX路XX1#分接箱，将出线负荷开关出线改用断路器。

另一路由XX开闭站YY路并接引出一路10kV高压电缆（截面不小于YJLV22-240mm2）沿规划路径直埋至新建中心10kV配电室为其供电，同路径敷设24芯光缆。

2.2.1.2小区配电室方案

试点小区供电容量为4500kVA，在小区负荷中心位置新建10kV双电源中心变电所1座，安装1250kVA变压器2台，新建10kV双电源分变电所1座，安装1000kVA变压器2台。

中心变电所高压电气主接线采用单母线分段接线，安装母联开关。

变电所两路电源并列运行，互为备用。

低压电气主接线采用单母线分段接线，安装母联开关。

正常运行时，母联在断开位置，当一路失电时，由另一路带全部负荷。

两台进线断路器与母联断路器之间装设可靠闭锁装置，确保三台断路器只能投入两台运行。

分变电所高压侧采用单母线方式，每路电源各带一台变压器。

低压电气主接线采用单母线分段接线，安装母联开关。

低压侧两路电源、母联开关之间安装可靠闭锁装置，任何情况下只能有两台开关合闸运行。

变压器采用干式变压器，加装保护外壳。

10kV高压开关柜内装SF6负荷开关，额定电流630A，额定短时耐受电流25kA（2s）。

0.4kV低压开关柜采用抽出式开关柜。

分变电所采用地下布置。

10kV环网柜采用单排布置，变压器、低压柜采用双排布置。

高低压电缆均采用下进下出方式。

电气设备的接地均采用50*5扁钢与建筑物主地网连接。

2.2.1.3低压供电方案

由小区配电室至各楼的楼宇配电柜敷设三相光纤复合电缆供电，楼宇配电柜至各单元1、7、13层T接位置敷设三相光纤复合电缆，楼内其他位置敷设普通电缆供电。

各楼内动力负荷从楼宇配电室出线；用户供电采用树干式供电，三相五线制到户，详细情况请见附件一，附件二。

楼内地下室照明采用单相电源供电，各户地下室表箱集中放置。

楼内负荷均从楼宇配电柜出线，电梯、消防等重要负荷终端实现双电源供电。

2.2.1.4无功补偿

无功补偿方式采用低压电容器自动补偿，在新装配变低压侧安装电容自动无功补偿装置，补偿容量不少于变压器容量的30%，使高峰用电时的功率因数达到0.95以上。

2.2.2配网自动化实施方案

为了对配电网及其设备进行可视化管理，要求实时采集配电网及其设备的运行参数、电能质量、故障停电等数据，为运行人员提供电网监控界面，在线监测并诊断设备运行状态，以及时检测出已发生或正在发生的故障并进行相应的纠正性操作，使其不影响用户的正常供电或将其影响降至最小。

通过配网自动化及用电信息采集系统的配合，将实现从变电站10kV出线至用户表计的全程监测，实现配电、用电环节的监测闭环。

针对XX高尔夫花园小区的10kV供电方案及其负荷性质，对其配电部分在自动化方面需做如下改造和功能要求：

2.2.2.1高压电源侧

第一路电源接引点XX110kV站XX路金源1#电缆分接箱需要更换，满足其出线开关是断路器且带有电动操作机构的要求。

第二路电源XX10kV开闭站XX路直接从站内开关出线，无需做相应自动化改造。

2.2.2.2小区配电室

按综自站设计，采用光纤通讯方式，实现与配网调度SCADA系统的互联互通，实现配电室内设备的遥测、遥信、遥控、遥视的功能，配置当地监控终端用于监控配电室高压、低压全部设备运行状态。

1、直流系统

采用220V直流，PK-10型直流屏。

直流系统由一组蓄电池、充电设备以及馈出设备等组成，直流系统的蓄电池组、充电设备及馈线等装于屏内，布置在控制室。

直流系统充电设备采用高频开关电源模块，采用N+1方式并联组合供电。

直流系统母线采用单母线接线，合闸和控制共用母线，不设端电池。

电池采用100Ah/2V，正常浮充运行。

直流馈电屏上设微机直流接地选线装置一套。

2、继电保护和自动装置

10kV各断路器采用微机型保护测控一体化装置，并就地安装于10kV柜上。

10kV进线和出线配置线路保护测控装置，10kV配变配置所用变保护测控装置，各保护测控装置完成对各断路器的保护、遥测、遥信和遥控功能。

10kV分段配置分段保护自投装置，同时具有遥测、遥信和遥控功能。

3、远动及测控装置

0.4kV各低压柜配置测控模块，与监控系统实现通信，完成对各低压断路器的遥测、遥控、遥信。

安装公用测控及远动通信柜，完成对配电室各保护测控装置不能采集的其它公用信号的采集、收集各间隔上送的各种信息及事件报文，以及完成配电室信息远传至调度的功能。

变电所低压侧至各楼宇配电柜通过低压复合电缆实现通信，楼宇配电柜内开关设备配备自动化及通信终端，以实现对其设备的实时监测功能。

在每个配电室配置UPS一台（容量为4KVA），为远动、通信等设备提供不间断电源。

UPS用于小区配电室（2个）内的通信机柜，故需要2套UPS。

每套机柜配置CATV光功率放大器、路由器、交换机、光端机。

按顺序列出功耗约为：

名称

功耗（W）

CATV光放大器（若干）

每个30

路由器

450

交换机

165

OLT（抄表）

300

OLT外网业务

600

配网自动化设备

1000

光端机（若干）

每个30

各类设备配置总功耗大约需要3400（W），考虑到UPS的效率一般为70%，所以需要3400/70%=4800（VA），故选用5kVA以上的UPS。

4、小区配电室自动采集的信息量功能要求如下：

（1）采集配电室高、低压进出线电流，有功功率、无功功率。

（2）统计电压合格率、功率因数合格率。

（3）统计供电时间、停电时间，记录停/上电起止时间。

（4）配电室高、低压进出线断路器的遥信等状态量信息。

（5）统计三相电压、电流不平衡越限时间；统计电流、视在功率越限时间。

（6）采集电容器及投切设备的状态，判断是否故障，并统计电容器累计投入时间和次数及电容器累计补偿的无功电能量。

（7）温度监测，能采集变压器温度及小区配电室、楼宇配电柜进线母排或出线接头温度，统计温度越限时间。

（8）能够实时采集漏电电流，并远程上传。

（9）具备现场交互界面，数据能够就地显示并存储1个月。

2.2.3计量方案

计量方式采用一户一表计量方式，安装智能电能表。

国家电网公司在“加快推进用电信息采集系统建设的意见”中明确提出光纤入表入户，在本试点小区样板单元考虑光纤入表方案，在国网公司现行智能电能表技术规范的基础上，研发支持光纤通信的智能电能表。

2.2.3.1高压计量方案

在客户变电所两路高压电源进线侧安装计量总表（考核），电能表选用0.5S级智能电表，计量CT变比为250/5，PT变比为10/0.1，高供高计，安装三相智能电能表。

电能表通过RS485线连接ONU实现用电信息采集。

2.2.3.2低压计量方案

小区共有居民高层住宅楼6栋、酒店式公寓5栋、联排别墅4栋，低压供电系统采用三相五线制，计量方式采用一户一表计量方式，安装智能电表，在低压侧根据实际情况建立相应的低压居民及其他类合同账户，除联排别墅采用载波通信方式外其余计量点均采用ONU实现用电信息采集。

1、高尔夫花园

高尔夫花园1#-6#楼共有16个单元，居民住户397户，每层设一计量箱，每箱供电2-3户，合计安装三相本地费控智能电能表397只，执行居民电价；各楼配电柜每路低压受总进线安装低压三相智能考核总表一套，CT变比300/5；电梯等双电源供电重要负荷分别在每栋楼的楼宇配电柜出线柜安装三相智能电能表各一套，CT变比150/5，执行居民电价。

广电、网通等负荷在出线柜安装三相智能电能表一套，出线受总开关需具有分励跳闸辅助接点，执行非居民电价。

每单元地下室照明计量箱集中放置，横向布置在楼梯入口一侧，计量表箱情况如下：

1#：

1单元8表位箱1个、10表位箱1个；2单元12表位箱2个；

2#：

1单元10表位箱2个；2单元6表位箱1个，10表位箱1个；3单元10表位箱2个；

3#：

1单元10表位箱1个、8表位箱1个；2单元6表位箱1个、8表位箱1个；

4#：

1单元10表位箱1个、12表位箱1个；2单元10表位箱2个；3单元10表位箱1个、12表位箱1个；

5#：

1单元10表位箱2个；2单元10表位箱2个；3单元10表位箱2个；4单元10表位箱2个；

6#：

1单元8表位箱2个；2单元10表位箱2个。

合计安装单相本地费控智能电能表306只，执行居民电价。

2、酒店式公寓

酒店式公寓共5栋楼14个单元，居民住户258户，每层设一计量箱，每箱供电2-3户，合计安装10（40）A三相本地费控智能电能表258只，执行居民电价；各楼配电室每路低压受总进线安装低压三相智能考核总表一套，CT变比400/5；电梯等双电源供电重要负荷分别在每栋楼的楼宇配电室出线柜受总开关安装三相智能电能表各一套，CT变比150/5，执行居民电价。

广电、网通等负荷在出线柜安装三相智能电能表一套，出线受总开关需具有分励跳闸辅助接点，执行非居民电价。

每单元地下室照明计量箱集中放置，横向布置在楼梯入口一侧。

计量表箱情况如下：

1#：

1单元8表位箱1个、6表位箱1个；2单元8表位箱1个、6表位箱1个；3单元8表位箱2个；4单元8表位箱2个；

2#同1#楼；

3#：

1单元8表位箱2个；2单元8表位箱2个；

5#及6#同3#楼。

合计安装单相本地费控智能电能表214只，执行居民电价。

3、联排别墅

小区内4栋联排别墅共有居民住户24户，每3户一表箱，室外放置，共计8个电表箱，合计安装三相本地费控智能电能表24只（出线开关需具有分励跳闸辅助接点），执行居民电价，在分变电所安装集中器一只，用于用电信息采集；在分变电所出线柜内安装低压三相智能考核总表一套，CT变比800/5。

4、小区配套设施

（1）高尔夫花园（北区）地下车库：

（中心配电室供电）

在中心配电室低压出线柜受总计量，双电源供电，共安装非居民计量总表4组、CT变比300/5，居民计量总表2组CT变比150/5，负荷明细如下：

小区内室外公用照明，接居民照明用电，计80KW。

车库照明，接居民照明用电，计36KW。

车库动力，接非居民照明用电，计36KW。

车库的热交换站用电，接非居民用电，计18KW。

消防水泵房电源，接非居民用电，计134KW，一用一备。

为生活水泵房电源，接非居民用电，计26KW，一用一备。

有线电视机房电源，接非居民照明用电，计10KW，一用一备。

电信机房电源，接非居民照明用电，计10KW，一用一备。

变电所站用电源，接居民照明用电，计10KW，一用一备（不计费，安装不带费控功能智能电表）。

开闭站用电源，接居民照明用电，计10KW，一用一备（不计费，安装不带费控功能智能电表）。

车库管理室用电源，接居民照明用电，计10KW，一用一备。

车库应急照明用电源，接居民照明用电，计10KW，一用一备。

车库排污泵用电源，接接非居民照明用电，计33KW，一用一备。

车库中段消防电源，接非居民照明用电，计23.2KW，一用一备。

车库左段消防电源，接非居民照明用电。

计22.6KW，一用一备。

车库右段消防电源，接非居民照明用电。

计18.6KW，一用一备。

（2）酒店式公寓（中区）地下车库：

（分变电所供电）

在分变电所低压出线柜受总计量，双电源供电，安装三相智能电能表，共安装非居民计量总表2组CT变比200/5、居民计量总表2组CT变比300/5。

负荷明细如下：

小区内室外公用照明，接居民照明用电，计80KW。

地下车库照明电源接居民照明用电，计120KW。

电梯动力，接居民照明用电，计102KW。

地下车库应急照明的工作电源，接居民照明用电，计54KW，一用一备。

地下车库消防负荷的主备用电源接非居民照明用电，计100KW，一用一备。

地下车库送排风机电源接非居民照明用电，计20KW，一用一备。

各楼号应急照明电源接居民照明用电，计84KW，一用一备。

注：

1、小区内充电桩的计量方案在安装充电桩时统一考虑。

2、小区内消防、电梯等重要负荷不选用费控功能电能表。

2.2.4远程通讯方案

2.2.4.1XX110kV站

配置OLT（终期容量不小于20PON口），本期配置4个PON口（其中2个连接小区配电室自动化OLT；2个连接小区配电室用电信息采集系统OLT）。

向上传输暂时通过FE连接地区主网马可尼光传输系统，通过MSTP传至数据主站。

向下通过分布在不同电路板上的两个PON口经两个方向光缆（其中一条在XX开闭站光芯跳接）连接至小区配电室。

2.2.4.2小区配电室

主配电室配置OLT1个，用于传输自动化信息，本期配置4个PON口（2个对XX，2个对楼宇，终期容量不小于8PON口）。

在主、分变电所配置2个1﹕16分光器，配置2PON口ONU2个。

由于自动缴费终端需要使用用电信信息远传OLT传输数据，故要求用电信息远传OLT具备划分VPN功能，并且预留2个PON口与XXOLT互连，用于将来用电信息远传和自动缴费终端上传至主站数据。

小区配电室配备综合接入设备与XX站MARCONI光传输设备通过光口互联，用于传输用电信息采集系统OLT的数据传输以及用电信息采集系统与“电力光纤入户”系统的网管信息。

2.2.4.3楼宇配电柜

在楼宇配电室内配置自动化2PON口ONU设备，按每楼1个配置。

2.2.4.4通信中心机房

配置自动化EPON网管系统一套。

远程通讯各节点设备示意图

2.3智能用电建设

2.3.1用电信息采集建设方案

用电信息采集主站根据用电信息采集总体方案置于供电公司本部，接入公司内网。

试点小区内居民户内三相本地费控智能电能表通过RS485接线接入用电信息采集专用ONU，经专用OLT传输至公司内网进行采集；小区地下室，楼宇配电柜的电表通过485线连接至ONU进行采集，联排别墅通过窄带载波连接到置于小区配电室的集中器进行采集，由集中器传送至公司内网进行采集，用电信息采集覆盖试点小区所有用户。

2.3.1.1居民户内三相表及地下室电能表的采集

居民户内三相本地费控智能电能表是通过RS485接线连接到置于竖井内的用电信息采集专用ONU进行采集。

其中，高尔夫花园的用电信息采集专用ONU一般置于每个单元的1层、7层、13层电缆T接位置（其1层位置放置2个ONU以便抄录地下室的电表），分别采集本单元1-6楼、7-12楼、13-顶楼的居民三相电能表。

酒店式公寓的用电信息采集专用ONU分别置于每单元的1层、3层、5层、7层位置，对应采集本单元1-2楼、3-4楼、5-6楼、7-8楼的居民三相电能表，各楼抄表ONU位置详见附件一。

地下室其他电能表（主要是楼宇配电柜的各类电能表）以RS485线穿至最近单元1层的ONU处进行采集。

小区地下室的表计以RS485线连接至本单元一层的ONU设备进行采集，即每个单元一层T接位置放置2个用电信息采集ONU，一个用以采集1-6层用户户内三相表，另一个用以采集地下室电表。

2.3.1.2其他电能表的采集

24户联排别墅用户及小区其他电能表通过宽带载波方式连接到置于小区配电室的集中器进行采集，由集中器传送至用电信息采集主站。

3户一个采集器，宽带载波，由于宽带载波的传输距离限制，传输过程中需要加装5个中继器。

2.3.2电力光纤入户，服务三网合一方案

作为“电力光纤入户，服务三网合一”的试点，经过和新联通、小区开发商、广电的协商，试点小区电力光纤入户方案采用“双保险”的实施方案，覆盖全部11座楼用户。

即新联通、广电等公司在分别建设自己的有线电视、互联网、电话网时在各自主站出口及最终接入用户弱电箱位置留下接口，主站至弱电箱的传输通道采用供电公司的光纤复合电缆等技术实现。

同时保留新联通、广电等公司原计划建立的有线电视网、互联网、电话网，以便在光纤复合电缆方案出现重大问题时可以随时切换为原有网络。

由于电力光纤入户主站位于小区配电室，而原有的有线电视网、互联网、电话网主站位于配电室附近。

电力光纤入户“双保险”方案示意图

如上图所示，备用通道（红色线段部分）平时断开，互联网、电话网、有线电视网业务通过电力光纤入户OLT经供电公司光纤复合电缆至用户弱电设备箱，由安装在用户弱电设备箱的电力光纤入户ONU将信号分解，供用户使用固定电话、有线电视、互联网，如果电力光纤入户设备出现无法修复的故障时，可以停用电力光纤入户OLT及用户弱电箱内的电力光纤入户ONU，启用三网各自主站端备用通道，并将用户弱电箱内的入户电话线、入户互联网网线、入户有线电视信号线（上图中蓝色线段部分）分别和三网备用通道接口连接，即互联网、电话网、有线电视网业务依旧通过其传统的通道。

广电提供信号源，由一根光纤从其机房分别引至2个小区配电室。

联通电话业务需要其开放软交换平台，由其网络交换机通过光纤连接至小区配电室内的交换机上即可。

联通互联网业务需要其在联通机房提供网络出口，并将其网络上联光缆接至小区配电室内的交换机上即可。

小区内各楼电力光纤入户设备安装方式详见附件一。

2.3.3电动车充电桩实施方案

按照电动汽车充电实施建设计划，今年在廊坊地区共建设20个充电桩，其中6个放在高尔夫花园，全部为壁挂式电动车充电桩，全部安装于XX高尔夫花园地下车库。

XX高尔夫花园地面不设停车场，汽车全部进入地下车库。

地下车库17000㎡，分北区和中区两个区域，中间一通道连接。

按照汽车密集和充电便捷分别在北区和中区各安装3个壁挂式充电桩，共6个充电桩，分别下带电缆辊轴扩大充电范围。