它利用先進的計算機技術、網絡通訊技術、綜合布線技術,將與家居生活有關的各種子系統，有機地結合在一起，通過統籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統的居住功能，還能由原來的被動靜止轉變為具有能動智慧的功能。它能提供全方位的信息交換，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的安全性，甚至節約各種能源和資金，起到綠色環保節約的功效。
2.3 智能家居的功能
從技術上講，智能家居主要有三大功能。
一是，對白色家電和其他設備的控制。比如微波爐、洗衣機、燈光、電動窗簾、電動開窗器等。白色家電泛指代替人們進行家務勞動的電器。這類電器的智能化程度比較低，主要是把電能轉化為動能、熱能等。控制也比較簡單，就是開和關。
二是對黑色家電的控制和信息交互。黑色家電泛指娛樂人們生活，提高人們生活質量的電器。比如電視機、DVD、電腦等。這些電器的智能化程度比較高，可以與外界進行復雜的信息交互。
三是通過對外的接口，實現對前面介紹的兩類家用電器及其他家居系統的遠程控制。通訊方式包括電話線、有線電視電纜、網線、電力線等。
在智能家居系統中，監控系統是最基礎的功能，也是最核心的部分。監控系統通過各種傳感器對家居環境的各種因素進行全方位的采集。按照一定的邏輯對實時數據進行分析，然后對智能家居的各種子系統下達指令，就達到了居住環境自動、智能調節的目的。
通過接入不同的子系統，智能家居可以實現很多功能。
一、家庭安防功能。通過各種報警功能，實現家庭的防盜、防火、防煤氣泄漏。
二、遠程抄表功能。通過對水、電、天然氣的自動抄表計費，解決了入戶抄表效率低下、干擾住戶等問題。
三、家電控制功能。通過家電聯網，可以實現家用電器的遠程控制和故障診斷。
四、環境調節功能。可以對溫濕度等居住因素進行自動調節。
五、娛樂功能。包括DVD播放、家庭影院、電視自動錄像等。
六、場景功能。根據時間或配合娛樂功能，對燈光、窗簾、背景音樂進行自動調節。
2.4 智能家居的技術實現
智能家居的實現框架如圖2所示。
圖2所描述的就是用戶家中智能家居的完整拓撲圖。其中，家庭網管一般通過家用無線路由器實現，通過家庭網管將與所有設備之間的通信信號傳輸至小區的服務器，進而鏈接至五聯網。通過手機或電腦對家庭網管進行控制，就實現了整個系統的遠程控制。一般需要接入家庭網管的設備分3類。首先是網絡電視、網絡空調等新型的智能家電本身就帶有無線模塊。可以直接通過無線信號接入到家庭網管中。智能家電可以通過無線信號接（下轉第27入到家庭網管中，第二類是電視機、空調、DVD等傳統家用電器。這類電器的共性是都有一個紅外線的遙控器，因此可以通過一個紅外轉發器模擬遙控器的信號來控制他們。再把這個紅外轉發器接入到家庭網管中，就實現了對這些電器的間接控制。第三類是傳統的電風扇、加濕器等電器。通過對智能插座的遠程控制可以間接的實現對這類電器的通斷電。傳統的照明設備也可以通過加裝智能開關接入到家庭網管中。傳統的窗簾和窗戶都可以通過加裝電動控制器的方式來實現遠程控制。
3 結語
智能電網的發展為智能家居行業帶來了大面積推廣的可能。在電力公司推廣智能電網的過程中必將涉及用電環節的智能化。通過電力公司的大力投資，新建居民小區將實現小區控制系統的智能化。在此基礎之上，智能家居的實現將會更加快速有效，更加廉價。
【參考文獻】
［1］趙宏賓.我國智能電網建設綜述[N].北京電力高等專科學校學報，2011，11：55-55.
［2］鄧桂平，陳俊. 智能用電小區及其關鍵技術[J].湖北電力，2010，12：73-75.
［3］周世平.智能電網及國內近期發展概述[J].湖北電力，2010，12：1-5.
［責任編輯：湯靜］
【摘 要】智能家居是智能電網用電環節的重要組成部分。本文主要介紹了智能電網的發展概況，智能家居的概念和功能，分析了智能電網背景下智能家居的實現。
【關鍵詞】智能電網；智能小區；智能家居
【Abstract】Smart home is the sign and important part of smart grid. This paper describes the overview of smart grid, the concept and function of smart home, also analyses how smart home can come true under the context of smart grid.
【Key words】Smart grid；Intelligent community；Smart home
智能家居是智能電網用電環節的重要標志，是智能電網在用電側實現信息化、自動化、互動化特征，實現“電力流、信息流、業務流”高度統一的主要手段和載體。本文主要介紹了智能電網的發展概況，智能家居的概念和功能，分析了智能電網背景下智能家居的實現。
1 智能電網的發展
1.1 發展智能電網的動因
據統計，近幾年來，全球的能源需求每年的增長都在10%以上。由于缺乏足夠的需求信息，每年浪費的電力達到1700億千瓦時。1700億千瓦時是什么概念呢？我們可以做一個對比，2009年，河北省全年的售電量為1051億千瓦時，也就是說浪費掉的電量可以讓全河北省用1年多。所以各國的電力公司都亟需一種手段來及時了解用戶的用電需求。
最近十年來，大面積停電的事故時有發生，像2003年美加“8·14”大停電、2006年歐洲“11·4”大停電、2008年自然災害造成的我國南方大停電。每次大停電所帶來的經濟損失和對居民的傷害都是難以承受的。在全世界范圍內，電網應對自然災害和突發事件的能力都亟待提高。
基于以上兩個原因，世界各國都亟需建成現代化的、可以實現信息快速分享的新一代電網。
1.2 國外智能電網發展概況
美國是最早提出智能電網的國家，2001年美國電力科學研究院就提出了智能電網的概念，2003年美國能源部就發布了美國智能電網的遠景規劃。美國的智能電網主要側重于升級改造陳舊的電網設施，以及對智能電表的應用。
2005年，歐盟制定了歐洲智能電網的發展規劃。歐洲的智能電網主要側重于風電、太陽能發電等可再生能源的利用和分布式能源的并網技術研究。
2009年，日本發布了智能電網開發計劃，主要側重于太陽能發電和高性能蓄電池的研究。
1.3 中國的智能電網
2009年5月，在北京召開的特高壓輸電技術國際會議上，國家電網公司正式宣布了建設統一堅強智能電網的目標。
圖1 中國智能電網發展戰略
堅強智能電網是以特高壓電網為骨干網架，各級電網協調發展，具有信息化、自動化、互動化的特征，包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節，覆蓋所有電壓等級，實現“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合的現代電網。
中國智能電網的發展戰略如圖1所示。
一是指一個目標。這個目標就是構建以特高壓電網為骨干網架，各級電網協調發展的統一堅強智能電網。
二是指兩條主線。技術主線要實現信息化、自動化和互動化。管理主線要實現集團化、集約化和精益化。
三是指三個階段。2009年到2010年是規劃試點階段，主要開展智能電網的規劃工作、標準和規范的制定工作以及發、輸、變、配、用、調度六個環節的試點工作。2011年到2015年是全面建設階段，這五年內要初步形成智能電網運行控制和互動服務體系，在關鍵技術和裝備上要實現重大突破。2016年到2020年是引領提升階段，2020年之前要全面建成統一堅強智能電網。
四是指四個體系。電網基礎體系是堅強智能電網的物質載體，是實現電網堅強的重要基礎。技術支撐體系是指先進的通信、信息、控制等應用技術，是實現電網智能的技術保障。智能應用體系是保障電網安全、經濟、高效運行，提供用戶增值服務的具體體現。標準規范體系是指技術和管理方面的標準和規范，是建設堅強智能電網的制度依據。
五是指五個內涵。堅強可靠是指堅強的網架結構、強大的電力輸送能力和安全可靠的電力供應。經濟高效是指提高電網運行和輸送效率，降低運營成本。清潔環保是指促進可再生能源的發展和利用，降低能源消耗和污染物的排放，提高清潔電能在終端能源消耗中的比重。透明公開是指電網、電源和用戶之間的信息透明共享。友好互動是指實現電網運行方式的靈活調整，友好兼容各類電源和用戶的接入和退出，促進發電企業和用戶主動參與電網運行調節。
六是指發電、輸電、變電、配電、用電和調度六個環節。在發電環節要引導發電集約化發展，促進大規模能源基地的建設；優化發電結構和電網結構，促進新型能源的大規模科學利用。在輸電環節要加快建設以特高壓為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網。在變電環節加快智能變電站的建設，實現電網運行數據的全面采集和對電網的實時、智能調節。在配電環節要全面推廣智能配電網，提高供電的可靠性。在用電環節，要構建智能用電服務體系，全面推廣智能電表、智能用電管理終端等智能用電設備。要建設智能小區和電動汽車充換電站，推動智能家電和電動汽車的應用。在調度環節，要建設新一代智能調度系統，形成一體化的智能調度體系。
2 智能電網背景下智能家居的發展
智能家居的概念最早是在上世紀80年代提出。上世紀90年代，部分高端建筑中就已經有了智能家居的使用。但是，直到現在，智能家居都沒有得到大范圍的推廣和應用，主要有兩個方面的原因。首先是資金方面的原因，要單獨建設這樣一套智能家居系統，需要自己鋪設網絡，自己搭建系統服務器，還要自己開發控制系統。一般人是絕對承受不了這么大的支出的。另外一個原因就是智能家居對供電可靠性和網絡穩定性的要求非常高，普通電網是沒法保證不停電的。在會停電的地方，智能家居是沒法使用的。
智能電網的發展使得智能家居的大面積使用成為了可能。首先，統一堅強智能電網的建設大大提高了供電的可靠性。通過智能變電站、智能配電網等設備，智能電網能夠容忍自然災害或設備故障造成的電網動蕩，并自動切換供電線路，保證對用戶的不間斷供電。第二，通過智能電網發展戰略中智能小區的建設大大減低了智能家居的投資成本。有了智能小區，用戶不需要自己購買服務器，也不需要自己搭建控制系統。只要通過電力光纖把電器接到小區的服務器上就可以了。這樣智能家居的成本就實現了平民化。
2.1 智能小區的概念
智能電網在用電環節的一個標志性應用就是智能小區。智能小區采用光纖復合電纜通信或電力線載波等先進技術，構造覆蓋小區的通信網絡，通過用電信息采集系統、雙向互動服務系統、智能家居、電動汽車充電設施、分布式電源接入系統、小區配電自動化系統，對用戶用電設備、分布式電源、公用用電設施等進行監測、分析和控制，為用戶提供優質便捷的雙向互動服務和“三網融合”服務，同時可以實現對小區安防等設備和系統的協調控制。智能小區也是智能電網改善用戶生活最直觀的一個體現。
2.2 智能家居的概念
智能家居為用戶提供了以住宅為平臺，兼備建筑、網絡通信、信息家電、設備自動化，集系統、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環保的居住環境。
2.3 智能家居的功能
從技術上講，智能家居主要有三大功能。
一是，對白色家電和其他設備的控制。比如微波爐、洗衣機、燈光、電動窗簾、電動開窗器等。白色家電泛指代替人們進行家務勞動的電器。這類電器的智能化程度比較低，主要是把電能轉化為動能、熱能等。控制也比較簡單，就是開和關。
二是對黑色家電的控制和信息交互。黑色家電泛指娛樂人們生活，提高人們生活質量的電器。比如電視機、DVD、電腦等。這些電器的智能化程度比較高，可以與外界進行復雜的信息交互。
三是通過對外的接口，實現對前面介紹的兩類家用電器及其他家居系統的遠程控制。通訊方式包括電話線、有線電視電纜、網線、電力線等。
在智能家居系統中，監控系統是最基礎的功能，也是最核心的部分。監控系統通過各種傳感器對家居環境的各種因素進行全方位的采集。按照一定的邏輯對實時數據進行分析，然后對智能家居的各種子系統下達指令，就達到了居住環境自動、智能調節的目的。
通過接入不同的子系統，智能家居可以實現很多功能。
一、家庭安防功能。通過各種報警功能，實現家庭的防盜、防火、防煤氣泄漏。
二、遠程抄表功能。通過對水、電、天然氣的自動抄表計費，解決了入戶抄表效率低下、干擾住戶等問題。
三、家電控制功能。通過家電聯網，可以實現家用電器的遠程控制和故障診斷。
四、環境調節功能。可以對溫濕度等居住因素進行自動調節。
五、娛樂功能。包括DVD播放、家庭影院、電視自動錄像等。
六、場景功能。根據時間或配合娛樂功能，對燈光、窗簾、背景音樂進行自動調節。
2.4 智能家居的技術實現
智能家居的實現框架如圖2所示。
圖2所描述的就是用戶家中智能家居的完整拓撲圖。其中，家庭網管一般通過家用無線路由器實現，通過家庭網管將與所有設備之間的通信信號傳輸至小區的服務器，進而鏈接至五聯網。通過手機或電腦對家庭網管進行控制，就實現了整個系統的遠程控制。一般需要接入家庭網管的設備分3類。首先是網絡電視、網絡空調等新型的智能家電本身就帶有無線模塊。可以直接通過無線信號接入到家庭網管中。智能家電可以通過無線信號接（下轉第27入到家庭網管中，第二類是電視機、空調、DVD等傳統家用電器。這類電器的共性是都有一個紅外線的遙控器，因此可以通過一個紅外轉發器模擬遙控器的信號來控制他們。再把這個紅外轉發器接入到家庭網管中，就實現了對這些電器的間接控制。第三類是傳統的電風扇、加濕器等電器。通過對智能插座的遠程控制可以間接的實現對這類電器的通斷電。傳統的照明設備也可以通過加裝智能開關接入到家庭網管中。傳統的窗簾和窗戶都可以通過加裝電動控制器的方式來實現遠程控制。
3 結語
智能電網的發展為智能家居行業帶來了大面積推廣的可能。在電力公司推廣智能電網的過程中必將涉及用電環節的智能化。通過電力公司的大力投資，新建居民小區將實現小區控制系統的智能化。在此基礎之上，智能家居的實現將會更加快速有效，更加廉價。
【參考文獻】
［1］趙宏賓.我國智能電網建設綜述[N].北京電力高等專科學校學報，2011，11：55-55.
［2］鄧桂平，陳俊. 智能用電小區及其關鍵技術[J].湖北電力，2010，12：73-75.
［3］周世平.智能電網及國內近期發展概述[J].湖北電力，2010，12：1-5.
［責任編輯：湯靜］
【摘 要】智能家居是智能電網用電環節的重要組成部分。本文主要介紹了智能電網的發展概況，智能家居的概念和功能，分析了智能電網背景下智能家居的實現。
【關鍵詞】智能電網；智能小區；智能家居
【Abstract】Smart home is the sign and important part of smart grid. This paper describes the overview of smart grid, the concept and function of smart home, also analyses how smart home can come true under the context of smart grid.
【Key words】Smart grid；Intelligent community；Smart home
智能家居是智能電網用電環節的重要標志，是智能電網在用電側實現信息化、自動化、互動化特征，實現“電力流、信息流、業務流”高度統一的主要手段和載體。本文主要介紹了智能電網的發展概況，智能家居的概念和功能，分析了智能電網背景下智能家居的實現。
1 智能電網的發展
1.1 發展智能電網的動因
據統計，近幾年來，全球的能源需求每年的增長都在10%以上。由于缺乏足夠的需求信息，每年浪費的電力達到1700億千瓦時。1700億千瓦時是什么概念呢？我們可以做一個對比，2009年，河北省全年的售電量為1051億千瓦時，也就是說浪費掉的電量可以讓全河北省用1年多。所以各國的電力公司都亟需一種手段來及時了解用戶的用電需求。
最近十年來，大面積停電的事故時有發生，像2003年美加“8·14”大停電、2006年歐洲“11·4”大停電、2008年自然災害造成的我國南方大停電。每次大停電所帶來的經濟損失和對居民的傷害都是難以承受的。在全世界范圍內，電網應對自然災害和突發事件的能力都亟待提高。
基于以上兩個原因，世界各國都亟需建成現代化的、可以實現信息快速分享的新一代電網。
1.2 國外智能電網發展概況
美國是最早提出智能電網的國家，2001年美國電力科學研究院就提出了智能電網的概念，2003年美國能源部就發布了美國智能電網的遠景規劃。美國的智能電網主要側重于升級改造陳舊的電網設施，以及對智能電表的應用。
2005年，歐盟制定了歐洲智能電網的發展規劃。歐洲的智能電網主要側重于風電、太陽能發電等可再生能源的利用和分布式能源的并網技術研究。
2009年，日本發布了智能電網開發計劃，主要側重于太陽能發電和高性能蓄電池的研究。
1.3 中國的智能電網
2009年5月，在北京召開的特高壓輸電技術國際會議上，國家電網公司正式宣布了建設統一堅強智能電網的目標。
圖1 中國智能電網發展戰略
堅強智能電網是以特高壓電網為骨干網架，各級電網協調發展，具有信息化、自動化、互動化的特征，包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節，覆蓋所有電壓等級，實現“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合的現代電網。
中國智能電網的發展戰略如圖1所示。
一是指一個目標。這個目標就是構建以特高壓電網為骨干網架，各級電網協調發展的統一堅強智能電網。
二是指兩條主線。技術主線要實現信息化、自動化和互動化。管理主線要實現集團化、集約化和精益化。
三是指三個階段。2009年到2010年是規劃試點階段，主要開展智能電網的規劃工作、標準和規范的制定工作以及發、輸、變、配、用、調度六個環節的試點工作。2011年到2015年是全面建設階段，這五年內要初步形成智能電網運行控制和互動服務體系，在關鍵技術和裝備上要實現重大突破。2016年到2020年是引領提升階段，2020年之前要全面建成統一堅強智能電網。
四是指四個體系。電網基礎體系是堅強智能電網的物質載體，是實現電網堅強的重要基礎。技術支撐體系是指先進的通信、信息、控制等應用技術，是實現電網智能的技術保障。智能應用體系是保障電網安全、經濟、高效運行，提供用戶增值服務的具體體現。標準規范體系是指技術和管理方面的標準和規范，是建設堅強智能電網的制度依據。
五是指五個內涵。堅強可靠是指堅強的網架結構、強大的電力輸送能力和安全可靠的電力供應。經濟高效是指提高電網運行和輸送效率，降低運營成本。清潔環保是指促進可再生能源的發展和利用，降低能源消耗和污染物的排放，提高清潔電能在終端能源消耗中的比重。透明公開是指電網、電源和用戶之間的信息透明共享。友好互動是指實現電網運行方式的靈活調整，友好兼容各類電源和用戶的接入和退出，促進發電企業和用戶主動參與電網運行調節。
六是指發電、輸電、變電、配電、用電和調度六個環節。在發電環節要引導發電集約化發展，促進大規模能源基地的建設；優化發電結構和電網結構，促進新型能源的大規模科學利用。在輸電環節要加快建設以特高壓為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網。在變電環節加快智能變電站的建設，實現電網運行數據的全面采集和對電網的實時、智能調節。在配電環節要全面推廣智能配電網，提高供電的可靠性。在用電環節，要構建智能用電服務體系，全面推廣智能電表、智能用電管理終端等智能用電設備。要建設智能小區和電動汽車充換電站，推動智能家電和電動汽車的應用。在調度環節，要建設新一代智能調度系統，形成一體化的智能調度體系。
2 智能電網背景下智能家居的發展
智能家居的概念最早是在上世紀80年代提出。上世紀90年代，部分高端建筑中就已經有了智能家居的使用。但是，直到現在，智能家居都沒有得到大范圍的推廣和應用，主要有兩個方面的原因。首先是資金方面的原因，要單獨建設這樣一套智能家居系統，需要自己鋪設網絡，自己搭建系統服務器，還要自己開發控制系統。一般人是絕對承受不了這么大的支出的。另外一個原因就是智能家居對供電可靠性和網絡穩定性的要求非常高，普通電網是沒法保證不停電的。在會停電的地方，智能家居是沒法使用的。
智能電網的發展使得智能家居的大面積使用成為了可能。首先，統一堅強智能電網的建設大大提高了供電的可靠性。通過智能變電站、智能配電網等設備，智能電網能夠容忍自然災害或設備故障造成的電網動蕩，并自動切換供電線路，保證對用戶的不間斷供電。第二，通過智能電網發展戰略中智能小區的建設大大減低了智能家居的投資成本。有了智能小區，用戶不需要自己購買服務器，也不需要自己搭建控制系統。只要通過電力光纖把電器接到小區的服務器上就可以了。這樣智能家居的成本就實現了平民化。
2.1 智能小區的概念
智能電網在用電環節的一個標志性應用就是智能小區。智能小區采用光纖復合電纜通信或電力線載波等先進技術，構造覆蓋小區的通信網絡，通過用電信息采集系統、雙向互動服務系統、智能家居、電動汽車充電設施、分布式電源接入系統、小區配電自動化系統，對用戶用電設備、分布式電源、公用用電設施等進行監測、分析和控制，為用戶提供優質便捷的雙向互動服務和“三網融合”服務，同時可以實現對小區安防等設備和系統的協調控制。智能小區也是智能電網改善用戶生活最直觀的一個體現。
2.2 智能家居的概念
智能家居為用戶提供了以住宅為平臺，兼備建筑、網絡通信、信息家電、設備自動化，集系統、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環保的居住環境。
