摘要：泛在電力物聯(lián)網(wǎng)作為一種智能化服務系統(tǒng)，是主動式配電網(wǎng)的表現(xiàn)。在闡述泛在電力物聯(lián)網(wǎng)基本含義及其架構的基礎上，根擁國家電網(wǎng)公司的戰(zhàn)略安排指導，對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進行趨勢分析并提出建設性意見。

關鍵詞：泛在電力物聯(lián)網(wǎng)；含義；架構；發(fā)展；建議

0  引言

       泛在電力物聯(lián)網(wǎng)即將物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等現(xiàn)代化信息處理及通信技術應用到電力系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)實時互聯(lián)、交互，且具有態(tài)勢感知能力強、信息處理速度快、應用便捷靈活等特征的智能化服務系統(tǒng)。 

1、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的含義

       通俗來說，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是一個物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)是把人與物、物與物相連的一張大網(wǎng)，如用手機控制家里的電視、空調(diào)、馬桶等就是物聯(lián)網(wǎng)的一種應用。電力物聯(lián)網(wǎng)是把電力系統(tǒng)里的各種設備、電力企業(yè)和用戶相連形成的一個網(wǎng)，而所謂的“泛在”就”的意思。以用手機交電費為例，人們之所以可以如此方便地交電費，就是因為物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了手機與智能電表互聯(lián)互通。這只是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在用電側的應用。未來的泛在網(wǎng)絡更大的想象空間是在配用電側，它將是主動式配電網(wǎng)的表現(xiàn)，能夠實現(xiàn)分布式發(fā)電（DG）與智能用電的結合，網(wǎng)絡中無處不在的感知技術與多層次計算能力將解決“電從哪里來”“來電是否清潔”的問題，這也將是對能源互聯(lián)網(wǎng)概念的詮釋。 

       事實上，“泛在網(wǎng)”有能力做到發(fā)、輸、配、用等電力環(huán)節(jié)的全覆蓋，其在配用電側有更多的表現(xiàn)是因為發(fā)、輸電側的智能化水平比配用電成熟。相對發(fā)、輸環(huán)節(jié)而言，配用電壞節(jié)的體量更大、影響更深、覆蓋范圍更廣，兩者之間類似人體的主動脈與毛細血管之間的關系。但就“泛在”的概念而言，打通電力這個商品的全壽命周期，運用技術手段實現(xiàn)能源生產(chǎn)、輸送、消費的保障與經(jīng)濟性，才是未來能源革命的方向。 

2、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)的關系 

       堅強智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)有機組合構成能源互聯(lián)網(wǎng)。其中，堅強智能電網(wǎng)較多應用于發(fā)、輸電環(huán)節(jié)，尤其在特高壓建設和新能源（風、光等）建設方面；而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)側重在電力需求側.旨在整合利用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進信息通信技術.更好地滿足用戶對能源的多種需求。 

3、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設戰(zhàn)略安排

       泛在電力物聯(lián)網(wǎng)未來的建設節(jié)奏分為兩步：一是到2021年達到網(wǎng)絡的初步建成，實現(xiàn)業(yè)務數(shù)據(jù)的基本貫通，以及對物聯(lián)管理的統(tǒng)一；二是到2024年完成網(wǎng)絡的工作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的物聯(lián)運行與管理。全部建成后，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將會成為接入設備較多的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。據(jù)有關研究統(tǒng)計預測：目前國網(wǎng)系統(tǒng)接入的終端設備超過了 5.0億只（包括電表 4.5億只、其他設備幾千萬臺）。根據(jù)國網(wǎng)規(guī)劃，2025年接入終端設備將超過10.0億只，2030年將達到20.0億只。2019年是我國電力信息化投資的元年，預計2019—2021年，國網(wǎng)在電力信息化上的投資將分別達到300億元、500億元、600億元，如此大規(guī)模的投資將會帶動整個產(chǎn)業(yè)的高速增長，每個環(huán)節(jié)都將迎來周期性的成長機會。同時.作為一種戰(zhàn)略驅動的能源革命，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)也將引發(fā)電網(wǎng)裝備與規(guī)劃設計思路進行迭代更新。 

4、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的架構

       作為一種物聯(lián)網(wǎng)，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)包含感知層、平臺層、網(wǎng)絡層、應用層這4層結構。整個產(chǎn)業(yè)鏈可以簡單概括為“云一管一邊一端一芯”，即云端、通信網(wǎng)、邊緣計算、終端信息收集器(傳感器.RFID等)、人工智能。“管”是“端”和“云”之間的一條數(shù)據(jù)紐帶，利用科學算法實現(xiàn)網(wǎng)絡綜合管理和快速調(diào)用，在云端進行各類型通訊信號的整合，快速拉升網(wǎng)絡服務能力，以滿足物聯(lián)網(wǎng)在配電業(yè)務應用中所需的條件，即數(shù)量大、類型多的接入端口、靈活的調(diào)取方式、穩(wěn)定可靠的工作特性 此外，衛(wèi)星和5G技術形成的信息傳輸系統(tǒng)將成為泛在網(wǎng)絡實現(xiàn)的關鍵力量，信息的傳輸速度與流量是泛在網(wǎng)絡的技術保證。 

5、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展邏輯

       在增量配網(wǎng)試點和配售電側改革不斷深入的背景下和國網(wǎng)新一代領導層逐步穩(wěn)定之際，提出泛在電力物聯(lián)網(wǎng)概念，是主動出擊開拓新方向的求變之舉，是國網(wǎng)今后工作的“發(fā)力點”。國網(wǎng)未來將建設電力互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟相關的新業(yè)態(tài)，包括清潔能源、智慧人居空間、智能化管理城市等新業(yè)務。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)生的邏輯勢必會向智慧小區(qū)及智慧城市整體能源解決方案、智慧交通整體能源供給方案、智慧能源套餐及交易模式、用戶能效分析及用戶畫像、智能家居與用能管理等方面延伸。非傳統(tǒng)領域的新業(yè)態(tài)已經(jīng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)業(yè)務處于同等重要的地位。國家電網(wǎng)雖然沉淀了大量的高素質(zhì)人才，但目前其競爭優(yōu)勢主要還是來自于壟斷.科技公司的形象在公眾心中還沒有建立起來，電力用戶期待獲得更多的知情權和參與感，如得到用電斷、科學用電方案、差異化電價信息等增值服務。在前有堵截、后有追兵的行業(yè)背景下，要建成能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，深刻改變用戶習慣，讓用戶的體驗感不斷增強，通過萬物互聯(lián)的理念來加強與用戶之間的粘性，才能進一步贏得發(fā)展的先機。

6、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。

6.1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。

6.1.1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、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。

6.1.2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。

6.1.3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，形成長效機制。

 

6.1.4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導致的火災占總數(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、醫(yī)療場所、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)。

6.1.5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；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，各級政府部門發(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。

6.1.6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)。

6.2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。

6.3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。

6.4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。

6.5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。

7、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設的建議

       電網(wǎng)的發(fā)展升級亟待物聯(lián)網(wǎng)技術的深度參與，然而物聯(lián)網(wǎng)作為一項前沿技術尚有諸多難題需要解決：在態(tài)勢感知方面，現(xiàn)有傳感器的識別能力和復雜環(huán)境下的可靠性不足；大量數(shù)據(jù)及時傳輸問題和無線傳輸問題均沒有普適性的解決方案。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)當前發(fā)展提出的新概念多、喊出的口號多、實際產(chǎn)品落地少。這主要是由于現(xiàn)有硬件水平和經(jīng)濟適用性問題尚未有效解決，整個行業(yè)處于“摸著石頭過河”的階段，對于電網(wǎng)建設來說，應在這樣一個萌芽階段及時制定遠期規(guī)劃，科學規(guī)范引導物聯(lián)網(wǎng)在電網(wǎng)中的發(fā)展，有效避免重復性建設。                             

       泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設不是一蹴而就的，需要在探索實踐中不斷試錯來改善更新，這必將是一個漫長的過程，在培養(yǎng)用戶習慣、調(diào)整路徑依賴等非技術層面工作上尤其如此。因此，在傳統(tǒng)配電網(wǎng)向泛在電力物聯(lián)網(wǎng)過渡的過程中，秉承一致的發(fā)展原則與規(guī)范的技術標準對于整個電網(wǎng)的統(tǒng)籌規(guī)劃建設至關重要.只有這樣才能在技術上一脈相承、在用戶習慣上始終如一、在工程建設上精益，短期內(nèi)規(guī)范產(chǎn)業(yè)向好發(fā)展，長期上確保與國網(wǎng)一號文精神高度一致，為智能堅強大電網(wǎng)建設保駕護航。 

參考文獻

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[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版