胡冠楠
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定
摘要：為了有效順應(yīng)數(shù)字革命和能源革命的發(fā)展，泛在電力互聯(lián)網(wǎng)中被提出。泛和智能電網(wǎng)之間相互彌補(bǔ)，逐漸成了新時代下能源互聯(lián)網(wǎng)的全程在線和全面感知以及全要素互聯(lián)網(wǎng)的能源電力新形態(tài)。文章分析了泛的特點(diǎn)，及其在電力物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，為相關(guān)研究提供一定參考。
關(guān)鍵詞：電力物聯(lián)網(wǎng)；泛；應(yīng)用
0前言
目前社會對電的依賴性越來越大，同時供電優(yōu)質(zhì)性和可靠性以及經(jīng)濟(jì)性的要求也逐漸變高，電網(wǎng)的形態(tài)在此背景下發(fā)生了一定改變，導(dǎo)致供電壓力慢慢變大。我國的電力市場正在不斷開放，而且在這個過程中輸配電的價格不斷變低，其電量也在此背景下不斷減速，電力業(yè)務(wù)需要面臨十分強(qiáng)烈的市場競爭。
1電力物聯(lián)網(wǎng)中泛的特點(diǎn)
1.1通信靈活，信息的融合度較高
電力系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)控和運(yùn)行調(diào)度要求信息快速準(zhǔn)確實(shí)時傳遞，為此，要利用靈活的通信方式和有效的數(shù)據(jù)融合技術(shù)。在電力物聯(lián)網(wǎng)中信息通過傳感器進(jìn)行傳遞前泛可以初步壓縮 采集來的各種信息，以有效防治數(shù)據(jù)大量冗余，避免數(shù)據(jù)包丟失及信道擁塞等問題出現(xiàn)。然后在將各種信息傳送到基站進(jìn)行深入處理，然后則將處理后的數(shù)據(jù)傳遞到用戶終端。對通信設(shè)備和傳感來說，還可以通過多跳的方式有效實(shí)現(xiàn)無線通信，整個通信中主要包含很多條鏈路。另外，這種方式還能縮短設(shè)備之間的通信距離，在一定程度上增加網(wǎng)絡(luò)的容錯性和靈活性。
1.2 組網(wǎng)快速且靈活，信息的感知全面
在傳感器中，泛可以根據(jù)電力行業(yè)的具體需求對系統(tǒng)中的各個角落進(jìn)行直接部署，有效實(shí)現(xiàn)全面感知。隨著如今無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，無線傳感設(shè)備可以進(jìn)行靈活的部署，同時在此基礎(chǔ)上通過協(xié)作組織的形式將快速組網(wǎng)和通信連接快速建立起來，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)周圍環(huán)境的實(shí)時感知和各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的處理。這樣的形式對結(jié)構(gòu)復(fù)雜且涉及范圍廣泛的電力系統(tǒng)來說十分重要。比如在相對較為惡劣的海上風(fēng)電場環(huán)境中部署傳感器，可以有效監(jiān)控風(fēng)電機(jī)組，同時還可以使風(fēng)電機(jī)組的故障率得到集大程度的降低，并在此基礎(chǔ)上顯著提升風(fēng)電場的經(jīng)濟(jì)效益。
2泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
2.1通過數(shù)據(jù)鞏固服務(wù)的基礎(chǔ)
在電力物聯(lián)網(wǎng)中實(shí)際對泛進(jìn)行建設(shè)時，首先需要對電力系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行充分利用。對輸電線路和變電站以及用電信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，同時將能源互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)理論充分利用好，并和通信圖論與原理等處理方式相結(jié)合，降維和歸一化以及重建處理相關(guān)數(shù)據(jù)，以此為電力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)規(guī)劃和優(yōu)化運(yùn)行打下一個堅實(shí)的基礎(chǔ)。針對數(shù)據(jù)的采集來說，其主要是在電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)中布置感知裝置，然后感知和監(jiān)控以及測量電力設(shè)備具體的運(yùn)行狀況，以此提供相應(yīng)數(shù)據(jù)支撐電力設(shè)備的管理。
2.2 打造安全且經(jīng)濟(jì)的電網(wǎng)
結(jié)合采集的數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)方法，對功率預(yù)測系統(tǒng)和實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)，并將以核電機(jī)組和火力為重要基礎(chǔ)調(diào)度系統(tǒng)建立起來。實(shí)施采集時設(shè)備的狀態(tài)診斷技術(shù)和電力設(shè)備數(shù)據(jù)相互結(jié)合，設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的狀態(tài)可以被有效感知，還可以在此基礎(chǔ)上積極制定檢修對策，提升設(shè)備運(yùn)行的可靠性。通過和泛結(jié)合，可以有效建立智能配電管理系統(tǒng)，并使現(xiàn)場中作業(yè)的各個環(huán)節(jié)的線上化得以有效實(shí)現(xiàn)，另外人員的冗余還可以通過電子工作票和電子身份進(jìn)行有效減少，讓國網(wǎng)的內(nèi)部工作效率得到顯著提升。
在電力物聯(lián)網(wǎng)中，泛主要是通過荷和網(wǎng)以及源還有人等各個方面的參與的一種互動型網(wǎng)絡(luò)，能源的多目標(biāo)化必須得以有效實(shí)現(xiàn)，同時在此基礎(chǔ)上還需讓供應(yīng)需求得到有效滿足。另外價格和成本以及效率等方面問題還需要考慮清楚。在物聯(lián)網(wǎng)中通過泛對數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的感知，可以對其處于物聯(lián)網(wǎng)各個節(jié)點(diǎn)的相互聯(lián)系和特征進(jìn)行有效分析，同時資源優(yōu)化的問題可以使用優(yōu)化模型進(jìn)行有效解決，以有效滿足業(yè)務(wù)和用戶的多樣化需求。
不但要保證運(yùn)行規(guī)劃安全，同時此情況下和客戶之間的交流與溝通也產(chǎn)生了十分大的變化。在電力互聯(lián)網(wǎng)中泛為電網(wǎng)搭建了能源服務(wù)平臺，在企業(yè)內(nèi)部，其辦事效率得以顯著提升，還有效實(shí)現(xiàn)了線上管理和線上登記以及自動檢查等。另外，在配送方面，其信息的實(shí)施記錄得以有效實(shí)現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上有效提高安全性和透明度。傳統(tǒng)的商業(yè)模式在此背景下得到了有效改變，同時還相應(yīng)的出臺了很多新型的政策，將服務(wù)的范圍擴(kuò)大很多。在此基礎(chǔ)上給工業(yè)區(qū)和能源企業(yè)以及個人用戶等提供了線上大數(shù)據(jù)管理和金融服務(wù)以及供電服務(wù)等，同時還將包含電網(wǎng)和政府以及用戶的新型能源生態(tài)體系侯建起來。
3安科瑞為國家電網(wǎng)2020泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)提供解決方案
安科瑞電氣深耕用戶側(cè)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(fù)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(shè)備）"的生態(tài)系統(tǒng)，積極參與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，為國家電網(wǎng)建設(shè)“三型兩網(wǎng)"提供解決方案，使用戶在任何時間、地點(diǎn)、人、物之間實(shí)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(yīng)商、用戶服務(wù)。
3.1云平臺
安科瑞電氣近年來已經(jīng)陸續(xù)推出變電所運(yùn)維云平臺、能源管理云平臺、智慧安全用電云平臺、環(huán)保用電監(jiān)管云平臺、充電樁（電動汽車/自行車）運(yùn)營管理云平臺、預(yù)付費(fèi)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(yīng)用在多地國網(wǎng)公司用戶端業(yè)務(wù)、環(huán)保部門、安監(jiān)部門、住建部門等。
3.1.1變電所運(yùn)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(dá)到200多萬戶，規(guī)模巨大，但是大部分日常的運(yùn)行維護(hù)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(fēng)險預(yù)防薄弱等問題。國網(wǎng)公司和眾多電力運(yùn)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(yùn)維云平臺采用多功能電力儀表、無線通信、邊緣計算網(wǎng)關(guān)及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，通過智能網(wǎng)關(guān)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(guān)狀態(tài)、變壓器溫度、環(huán)境溫濕度、浸水、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(jī)APP下發(fā)運(yùn)維任務(wù)到Z定人員手機(jī)上，并通過GPS跟蹤運(yùn)維執(zhí)行過程進(jìn)行閉環(huán)，提高運(yùn)維效率，即時發(fā)現(xiàn)運(yùn)行缺陷并做消缺處理。
3.1.2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)，如政府辦公建筑、工廠、教育建筑、醫(yī)療建筑、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(luò)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(fēng)力、儲能等新能源數(shù)據(jù)，對用能數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，按照區(qū)域、部門、用電設(shè)備類型進(jìn)行細(xì)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(xì)和制定能源績效考核。
3.1.3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?xì)w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(diǎn)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(lán)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(wù)，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(shè)備運(yùn)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(shè)備用電量，進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，及時給出環(huán)保設(shè)備異常運(yùn)行信號或企業(yè)異常生產(chǎn)信號，實(shí)現(xiàn)全過程防控。前端設(shè)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(guān)，再通過4G上傳平臺服務(wù)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(shè)施用電實(shí)時監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對排污企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行w死角、全流程監(jiān)控，達(dá)到變?nèi)朔罏樾畔⒒挤?，從事后處罰到介入式執(zhí)法，能夠扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)依靠人力、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行現(xiàn)場核查的狀態(tài)，為環(huán)保監(jiān)管開辟更加切實(shí)、有效的監(jiān)管方式，形成長效機(jī)制。
3.1.4智慧安全用電云平臺
據(jù)應(yīng)急管理部網(wǎng)站數(shù)據(jù)，2016~2018年期間因?yàn)殡姎庠驅(qū)е碌幕馂?zāi)占總數(shù)的30%~34%左右，其中2018年全國共接報火災(zāi)23.7萬起，因違反電氣安裝使用規(guī)定引發(fā)的火災(zāi)占總數(shù)的34.6%，較大和重大火災(zāi)事故中，電氣火災(zāi)的比例更高。國務(wù)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使用安全用電、智慧用電，從源頭上預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生，現(xiàn)安全用電管理平臺已在九小場所、三合一場所、養(yǎng)老福利院、醫(yī)療場所、學(xué)校、金融網(wǎng)點(diǎn)等人員密集場所廣泛開展。
安科瑞Acrelcloud-6000安全用電管理云平臺對電氣引發(fā)火災(zāi)的主要因素（線纜溫度、漏電電流、負(fù)荷電流、電壓）進(jìn)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(shí)時發(fā)現(xiàn)電氣線路和用電設(shè)備存在的安全隱患（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(yù)警，有效防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。系統(tǒng)可以顯示所有監(jiān)測點(diǎn)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，提供安全隱患分析報告，實(shí)時評估企業(yè)用電安全狀態(tài)。
3.1.5電動汽車/電瓶車充電樁運(yùn)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(yùn)營管理云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個充電樁進(jìn)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(jī)過溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警；而用戶通過微信小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請求，控制二維碼對應(yīng)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(shù)和秘鑰分發(fā)技術(shù)，基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，與云端進(jìn)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(guān)的安全和火災(zāi)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)安全的一個隱患?；陔妱幼孕熊嚮馂?zāi)的危害和特點(diǎn)，各級政府部門發(fā)文對電動自行車火災(zāi)的整治重點(diǎn)都放在規(guī)范停放和充電行為上。安科瑞Acrelcloud-9500充電樁運(yùn)營管理云平臺，針對電動自行車火災(zāi)治理提供充電安全管理、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(fèi)難的問題，可應(yīng)用于商業(yè)樓宇、小區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等場所設(shè)置的電動自行車充電場所的運(yùn)營管理。
3.1.6物業(yè)小區(qū)預(yù)付費(fèi)管理云平臺
安科瑞遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)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(xué)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(wù)操作，在線支付，總部財務(wù)扎口等。目前Acrelcloud-3000預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)已經(jīng)成功在上述各場景得到廣泛的應(yīng)用并已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行多年，適用于物業(yè)公司對小區(qū)、辦公和商鋪?zhàn)鈶舻乃婎A(yù)付費(fèi)管理，或者學(xué)校對學(xué)生宿舍的用電預(yù)付費(fèi)和用電安全管控系統(tǒng)。
3.2有線/無線物聯(lián)
安科瑞根據(jù)多年來的項目經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合用戶實(shí)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(guān)和終端設(shè)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(shè)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(wù)于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。
3.3邊緣計算
安科瑞針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)了多款智能網(wǎng)關(guān)，采用嵌入式系統(tǒng)和邊緣計算技術(shù)，現(xiàn)場采集和存儲終端設(shè)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(guān)就地設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)故障時數(shù)據(jù)存儲在本地，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后補(bǔ)傳數(shù)據(jù)，斷點(diǎn)續(xù)傳，提高數(shù)據(jù)可靠性。
3.4終端設(shè)備
針對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，安科瑞陸續(xù)推出多款物聯(lián)網(wǎng)儀表，應(yīng)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。
3.5安科瑞產(chǎn)品在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)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(wù)平臺、上海嘉定區(qū)147所學(xué)校電力運(yùn)維平臺等相關(guān)平臺的建設(shè)，提供了包括云平臺、智能網(wǎng)關(guān)、終端設(shè)備等產(chǎn)品，各類用戶端云平臺在全國各地運(yùn)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(chǔ)建設(shè)的方方面面。
4結(jié)論
在電力物聯(lián)網(wǎng)中泛在信息分析處理和商業(yè)模式變化以及信息安全方面還有很多需要克服的難關(guān)及問題。但是目前我國出臺了很多扶持政策，同時相關(guān)專家也展開了探索，并在此過程中形成了一種可以進(jìn)行初步支撐的建設(shè)信息通信的理論體系。在未來還可以加強(qiáng)和社會中的合作，并通過技術(shù)研究和理論創(chuàng)新以及模式的改革讓先于世界的能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)得以有效實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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產(chǎn)品分類
更新時間：2023-06-19 
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