劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：我國經(jīng)濟技術迅猛發(fā)展的同時大量能源也被消耗殆盡，其中很多能源都是非再生的，尤其是我國電力行業(yè)在傳統(tǒng)模式下需要依靠火力發(fā)電，燃燒煤炭等非再生資源，因此三型兩網(wǎng)政策是我國電力行業(yè)未來的發(fā)展目標，而建設泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是這一目標中非常重要的一個環(huán)節(jié)，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應用能夠提高新舊動能轉(zhuǎn)換速度，突破傳統(tǒng)模式，更好的實現(xiàn)三型兩網(wǎng)發(fā)展目標，因此有著非常重要的意義，本文也針對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的應用展開了研究，希望能夠促進我國電力系統(tǒng)的進一步發(fā)展。

關鍵詞：電力；物聯(lián)網(wǎng)；系統(tǒng)；

0引言

隨著我國信息技術的進步，物聯(lián)網(wǎng)技術也得到了長足的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢也逐漸應用到我國電力行業(yè)中，二者有效的結合能夠促進物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的升級，而大數(shù)據(jù)技術的應用能夠讓物聯(lián)網(wǎng)技術得到進一步的優(yōu)化，加快創(chuàng)新腳步，不斷提高電力系統(tǒng)的效率，提高電力系統(tǒng)的智能化程度。

1建立泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的必要性

能源互聯(lián)網(wǎng)是智能化能源系統(tǒng)的發(fā)展方向之一，其特點非常明顯，能夠?qū)崿F(xiàn)部件運用控制、通信、感知以及智能化云端決策等，其中具有神經(jīng)系統(tǒng)的功能則需要在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基礎上實現(xiàn)。神經(jīng)系統(tǒng)包括周邊和兩種神經(jīng)系統(tǒng)，周邊神經(jīng)系統(tǒng)與內(nèi)臟以及皮膚之間的聯(lián)系非常復雜，覆蓋在全體的全身。神經(jīng)系統(tǒng)的主要功能是決策、感知和協(xié)調(diào)。實現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化管理需要借鑒神經(jīng)系統(tǒng)，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)自身相當于周邊神經(jīng)系統(tǒng)，能夠通過大量的神經(jīng)末梢來實現(xiàn)傳感、計量和測量，有著一定的傳輸及控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化邊緣計算。

2物聯(lián)網(wǎng)技術和結構分析

2.1 核心技能

網(wǎng)絡技術和 RFID 是物聯(lián)網(wǎng)初期的關鍵技能，主要是對各種商品及貨物進行有效的管理，隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對各種物質(zhì)的控制及管理更加有效，能夠?qū)崿F(xiàn)以物換物。物聯(lián)網(wǎng)自身具有一定的智能性，能夠及時的對周邊環(huán)境進行感知和適應，材料技能不斷升級和進步之后，物聯(lián)網(wǎng)自身的功能屬性得到了進一步的拓展，在未來能夠?qū)崿F(xiàn)對宏觀物體進行準確控制，同時能夠?qū)ξ⑸矬w實現(xiàn)阻滯。當前人工智能發(fā)展的主要方向就是認知運算，以物換物的實現(xiàn)需要加強對外界環(huán)境的學習，同時需要對自身行為習慣進行感知和察覺。

2.2 體系結構

現(xiàn)階段我國物聯(lián)網(wǎng)的體系結構主要是泛在網(wǎng)分層體系結構，可以將物聯(lián)網(wǎng)分為五個不同的層次，分別是基礎骨干網(wǎng)絡、泛在傳感器、網(wǎng)絡應用平臺、中間件、傳感器網(wǎng)絡。泛在傳感網(wǎng)絡作為通用物聯(lián)網(wǎng)結構體系之一，雖然能夠發(fā)揮一定的作用，但是想要在通用物理網(wǎng)中進行有效的運用及管理還需要進一步研發(fā)。感知層面作為物聯(lián)網(wǎng)的重要核心，能夠做到對物理世界中的已知事件感知，對相關數(shù)據(jù)進行獲取。

3物聯(lián)網(wǎng)技術在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)背景下電力系統(tǒng)中有效運用的對策

3.1 關于應急通信

應急通信的時間與地點并非一成不變的，這就導致指揮所與事故發(fā)生地之間聯(lián)系難度增加，一般來說當工作人員到達事故發(fā)生地點并進行檢查，然后利用電話或者視頻聯(lián)系指揮所，這種方式導致事故處理時間較長，事故處理效率較低。物聯(lián)網(wǎng)技術的應用能夠降低指揮所的工作難度，一旦發(fā)生問題能夠快速幫助指揮所明確事故發(fā)生的位置，對現(xiàn)場情況進行及時的了解，縮短了處理時間，提高了處理效率。

3.2 關于智能電網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)進行信息交換以及連接物體都需要通過感知層實現(xiàn)，其中有兩種類型，一種是延伸通信層，另一種是控制感知層，通過這兩種類型來實現(xiàn)連接物理實體以及辨別智能信息兩大功能。應用層面需要在基礎設施的基礎上實現(xiàn)各類應用，對信息資源進行協(xié)調(diào)，對整個物聯(lián)網(wǎng)技術的應用進行監(jiān)督，能夠有效實現(xiàn)智能化家居應用，促進智能化電網(wǎng)發(fā)揮作用。

3.3 關于設備狀態(tài)監(jiān)測及平臺化設備管理

物聯(lián)網(wǎng)技術在監(jiān)控設備運行狀態(tài)方面有著很大的租用，關鍵的就是在線監(jiān)測運用配電網(wǎng)，利用無線局域網(wǎng)或者以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡技術來獲取新動態(tài)，然后通過遠程監(jiān)測配電網(wǎng)設備能夠?qū)⑵渲械膯栴}進行有效的解決，其中有管理電子票證、人員身 份識別等，可以對各個環(huán)節(jié)進行有效監(jiān)控。

引發(fā)設備運行風險的因素很多，其中人為因素也是非常關鍵的，對設備進行監(jiān)管的重要性不言而喻，通過監(jiān)管能夠盡可能的降低電力系統(tǒng)運行風險，實現(xiàn)平臺化設備管理非常重要，泛在物聯(lián)網(wǎng)時代在電力系統(tǒng)中應用物聯(lián)網(wǎng)技術能夠保證各種設備處于好狀態(tài)，建立科學的評價體系能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)的監(jiān)管。

4安科瑞為國家電網(wǎng)2021泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設提供解決方案

安科瑞電氣深耕用戶側能效管理多年，逐漸完善了從電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺到終端傳感器的生態(tài)體系，在“源（電源）-網(wǎng)（電網(wǎng)）-荷（負荷）-儲（儲能）"各個環(huán)節(jié)加大研發(fā)投入，已經(jīng)形成“云（云平臺）-管（有線/無線物聯(lián)）-邊（邊緣計算）-端（終端設備）"的生態(tài)系統(tǒng)，參與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設，為國家電網(wǎng)建設“三型兩網(wǎng)"提供解決方案，使用戶在任何時間、地點、人、物之間實現(xiàn)信息連接和交互，產(chǎn)生共享數(shù)據(jù)，從而為電網(wǎng)、發(fā)電、供應商、用戶服務。

4.1云平臺

安科瑞電氣近年來已經(jīng)陸續(xù)推出變電所運維云平臺、能源管理云平臺、智慧用電云平臺、環(huán)保用電監(jiān)管云平臺、充電樁（電動汽車/自行車）運營管理云平臺、預付費管理云平臺等云平臺解決方案等解決方案，并已經(jīng)廣泛應用在多地國網(wǎng)公司用戶端業(yè)務、環(huán)保部門、安監(jiān)部門、住建部門等。

4.1.1變電所運維云平臺

據(jù)統(tǒng)計全國高供高計的工商業(yè)用戶數(shù)量達到200多萬戶，規(guī)模巨大，但是大部分日常的運行維護工作比較傳統(tǒng)，普遍存在人力成本高、工作效率低、故障搶修時間長、風險預防薄弱等問題。國網(wǎng)公司和眾多電力運維公司正在搶占這塊巨大的市場，這是一個千億級別的市場。

AcrelCloud-1000電力運維云平臺采用多功能電力儀表、無線通信、邊緣計算網(wǎng)關及大數(shù)據(jù)分析技術，通過智能網(wǎng)關采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并存儲在本地，再定時向云平臺推送數(shù)據(jù)。平臺可同時接入數(shù)以千計的用戶變電站數(shù)據(jù)。平臺采集的數(shù)據(jù)包括變電所電氣參數(shù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，包括電流電壓功率、開關狀態(tài)、變壓器溫度、環(huán)境溫濕度、浸水、和煙霧、視頻、門禁等信息，有異常發(fā)生10S內(nèi)通過短信和APP發(fā)出告警信號。平臺通過手機APP下發(fā)運維任務到人員手機上，并通過GPS跟蹤運維執(zhí)行過程進行閉環(huán)，提高運維效率，即時發(fā)現(xiàn)運行缺陷并做消缺處理。

4.1.2能源管理云平臺

Acrelcloud-5000能耗管理云平臺可適用于各個行業(yè)，如辦公建筑、工廠、教育建筑、建筑、商業(yè)綜合體等，可通過局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或者4G網(wǎng)絡采集不同區(qū)域多個建筑或單位的用能數(shù)據(jù)。

平臺采集建筑電、水、氣、冷熱量等能源消耗數(shù)據(jù)和光伏、風力、儲能等新能源數(shù)據(jù)，對用能數(shù)據(jù)進行分析，按照區(qū)域、部門、用電設備類型進行細分，提供同比、環(huán)比分析比較和用能數(shù)據(jù)追溯，同時可以提供尖峰平谷各時段用能數(shù)據(jù)和報表，幫助用戶梳理能源賬單明細和制定能源績效考核。

4.1.3環(huán)保用電監(jiān)管云平臺

近年來我們的環(huán)境質(zhì)量有了很大的改善，這都歸功于國家層面對環(huán)保的重視和環(huán)保部門的有力監(jiān)察執(zhí)法。安科瑞針對環(huán)保監(jiān)察的痛點研發(fā)了環(huán)保用電監(jiān)管系統(tǒng)解決方案，助力環(huán)保部門堅決打贏藍天碧水保衛(wèi)戰(zhàn)。

Acrelcloud-3000環(huán)保用電監(jiān)管平臺主要為環(huán)保監(jiān)察部門和產(chǎn)污排污企業(yè)服務，為環(huán)保部門提供在線監(jiān)管和執(zhí)法依據(jù)，為生產(chǎn)企業(yè)提供設備運行監(jiān)控和產(chǎn)污排污數(shù)據(jù)記錄。

  平臺采集生產(chǎn)企業(yè)總用電量、生產(chǎn)用電和治污設備用電量，進行關聯(lián)分析，及時給出環(huán)保設備異常運行信號或企業(yè)異常生產(chǎn)信號，實現(xiàn)全過程防控。前端設備采用不停電免接線方案采集用電數(shù)據(jù)，經(jīng)LORA無線上傳到環(huán)保數(shù)據(jù)網(wǎng)關，再通過4G上傳平臺服務器或縣、市、省級環(huán)保平臺。各地環(huán)保部門通過污染防治設施用電實時監(jiān)控，實現(xiàn)對排污企業(yè)生產(chǎn)運行*、全流程監(jiān)控，達到變?nèi)朔罏樾畔⒒挤?，從事后處罰到介入式執(zhí)法，扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)依靠人力、經(jīng)驗進行現(xiàn)場核查的狀態(tài)，為環(huán)保監(jiān)管開辟更加切實、有效的監(jiān)管方式，形成機制。

4.1.4智慧用電云平臺

據(jù)應急管理部網(wǎng)站數(shù)據(jù)，2016~2018年期間因為電氣原因?qū)е碌幕馂恼伎倲?shù)的百分之三十到百分之三十四左右，其中2018年全國共接報火災23.7萬起，因違反電氣安裝使用規(guī)定引發(fā)的火災占總數(shù)的百分之三十四，較大和重大火災事故中，電氣火災的比例更高。國務院、公安部消防局以及各省市自治區(qū)直轄市紛紛出臺文件推廣智慧用電，從源頭上預防電氣火災的發(fā)生，現(xiàn)用電管理平臺已在九小場所、三合一場所、養(yǎng)老福利院、場所、學校、金融網(wǎng)點等人員密集場所廣泛開展。

安科瑞Acrelcloud-6000用電管理云平臺對電氣引發(fā)火災的主要因素（線纜溫度、漏電電流、負荷電流、電壓）進行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計分析，通過2G/NB-IOT/4G方式采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，實時發(fā)現(xiàn)電氣線路和用電設備存在的隱患（如：線纜溫度異常、過載、過壓、欠壓及漏電等）并通過短信、APP推送、自動語音呼叫等方式及時預警，有效防止電氣火災的發(fā)生。系統(tǒng)可以顯示所有監(jiān)測點位的漏電電流等電氣參數(shù)和線纜溫度，并支持巡檢記錄和派單操作，提供隱患分析報告，實時評估企業(yè)用電狀態(tài)。

4.1.5電動汽車/電瓶車充電樁運營管理云平臺

電動汽車現(xiàn)已成為廣泛使用的綠色能源交通工具，Acrelcloud-9000充電樁運營管理云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警；在用戶通過微信小程序掃描二維碼，進行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請求，控制二維碼對應的充電樁完成電動汽車的充電過程。充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯(lián)網(wǎng)，配合加密技術和秘鑰分發(fā)技術，基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，與云端進行直連。

電動自行車數(shù)量越來越多，解決了老百姓短距離出行問題，但是和電動自行車相關的和火災事故新聞也屢見不鮮，有逐年增長的趨勢，給社會帶來了很大的損失，成為人民生命和財產(chǎn)的一個隱患。基于電動自行車火災的危害和特點，各級部門發(fā)文對電動自行車火災的整治都放在規(guī)范停放和充電行為上。安科瑞Acrelcloud-9500充電樁運營管理云平臺，針對電動自行車火災治理提供充電管理、資產(chǎn)管理和交易管理的一攬子解決方案，解決充電難、管理難和收費難的問題，可應用于商業(yè)樓宇、小區(qū)、學校、醫(yī)院等場所設置的電動自行車充電場所的運營管理。

4.1.6物業(yè)小區(qū)預付費管理云平臺

安科瑞遠程預付費系統(tǒng)可以針對各商業(yè)綜合體、小區(qū)、寫字樓、辦公樓、酒店式公寓等物業(yè)，學校、工廠宿舍的后勤管理部門以及連鎖超市、大型物業(yè)分布式財務操作，在線支付，總部財務扎口等。目前Acrelcloud-3000預付費管理系統(tǒng)已經(jīng)成功在上述各場景得到廣泛的應用并已經(jīng)穩(wěn)定運行多年，適用于物業(yè)公司對小區(qū)、辦公和商鋪租戶的水電預付費管理，或者學校對學生宿舍的用電預付費和用電管控系統(tǒng)。

4.2有線/無線物聯(lián)

安科瑞根據(jù)多年來的項目經(jīng)驗，結合用戶實際需求，開發(fā)了各類有線、區(qū)域無線、廣域無線通訊產(chǎn)品，包括網(wǎng)關和終端設備。支持RS485、以太網(wǎng)、LORA、ZigBee、GPRS、4G、NB-IOT等多種通訊方式，隨著5G建設步伐的加快，未來將會有越來越多的通訊方式融入產(chǎn)品，服務于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設。

4.3邊緣計算

安科瑞針對物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)了多款智能網(wǎng)關，采用嵌入式系統(tǒng)和邊緣計算技術，現(xiàn)場采集和存儲終端設備數(shù)據(jù)，并根據(jù)云平臺的需要，采用不同的協(xié)議和云平臺對接。所有數(shù)據(jù)采集、計算、異常報警觸發(fā)邏輯均在網(wǎng)關就地設置，網(wǎng)絡故障時數(shù)據(jù)存儲在本地，網(wǎng)絡恢復后補傳數(shù)據(jù)，斷點續(xù)傳，提高數(shù)據(jù)可靠性。

4.4終端設備

  針對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設，安科瑞陸續(xù)推出多款物聯(lián)網(wǎng)儀表，應用在不同場合以滿足不同需求，2019年全年各類終端儀表出貨量超過185萬臺。

4.5安科瑞產(chǎn)品在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應用

近兩年來，安科瑞已經(jīng)陸續(xù)參與江蘇省部分縣市電力公司的用戶端能源管理平臺、云南省網(wǎng)綜合能源服務平臺、上海嘉定區(qū)147所學校電力運維平臺等相關平臺的建設，提供了包括云平臺、智能網(wǎng)關、終端設備等產(chǎn)品，各類用戶端云平臺在全國各地運行案例700多套，并且根據(jù)用戶需求不斷完善產(chǎn)品功能，這些項目就是未來泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的一部分。

“能源互聯(lián)網(wǎng)的春天到了，因其所能，它必將成為充滿活力的新型能源業(yè)態(tài)。"盡管針對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)還有一些不同的聲音，但是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)悄無聲息的鋪開來，融入能源互聯(lián)網(wǎng)基礎建設的方方面面。

5結束語

物聯(lián)網(wǎng)技術在未來的應用越來越廣泛，物聯(lián)網(wǎng)結合了傳感器網(wǎng)絡、定位等技術，能夠協(xié)調(diào)物與物、人與物之間的關聯(lián)，有效的感知層級應用層、網(wǎng)絡層體系結構的應用能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運行狀態(tài)及設備進行智能化監(jiān)管，實現(xiàn)對資產(chǎn)設備的科學管理，在泛在物聯(lián)網(wǎng)時代物聯(lián)網(wǎng)技術在電力系統(tǒng)中的應用有著非常重要的意義，能夠促進電力系統(tǒng)新舊動能轉(zhuǎn)換，提高電力系統(tǒng)的工作效率。

參考文獻

[1] 胡嘉祥,劉鵬宇.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)時代物聯(lián)網(wǎng)技術在電力系統(tǒng)中的應用

[2] 汪利華．電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的應用研究 [J]．三峽大學學報 ：人文社會科學版，2017（S2）：169-170.

[3] 曲超．語義物聯(lián)網(wǎng)事務模型及其應用 [D]．華南理工大學

[4] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版

作者簡介

劉細鳳，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能照明的研發(fā)與應用