淺談基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的電力能耗管理系統(tǒng)研究

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801 

摘要：隨著當(dāng)今時(shí)代互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)電網(wǎng)已經(jīng)不再能滿足人民日益增長(zhǎng)的電力需求。為實(shí)現(xiàn)感知、可靠傳輸、智能處理、互交互聯(lián)的新一代電力系統(tǒng)，國(guó)家電網(wǎng)提出發(fā)展泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略目標(biāo)。首先以清潔能源、能源需求為背景，對(duì)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念、基本構(gòu)架進(jìn)行詳細(xì)闡述。然后對(duì)電力能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)構(gòu)架的主要關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明。以華北電力大學(xué)揚(yáng)中智能電氣研究的電力能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)為實(shí)例，闡述泛在電力物聯(lián)網(wǎng)基本應(yīng)用情況，為其它相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；泛在電力物聯(lián)網(wǎng)；電力能耗；監(jiān)測(cè)管理

 0引言      

       未來(lái)的全球經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，離不開(kāi)可提供高滲透率分布式清潔能源的電力系統(tǒng)的支持。在中國(guó)能源生產(chǎn)以及高質(zhì)量消費(fèi)革命背景下，可再生能源的高比例接入、電動(dòng)汽車(chē)與充電基礎(chǔ)設(shè)施的推廣應(yīng)用以及分布式電源的發(fā)展等使得原先以單向潮流為主電網(wǎng)的發(fā)展形態(tài)逐漸演變成互聯(lián)互通、優(yōu)化互動(dòng)、平衡共享的新型電力互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)一步推動(dòng)著能源生產(chǎn)消費(fèi)變革。       當(dāng)今時(shí)代是“互聯(lián)網(wǎng)+"的時(shí)代，關(guān)鍵特征之一便是以現(xiàn)代信息和通信技術(shù)為創(chuàng)新基礎(chǔ)，以“大云物移智"為代表，通過(guò)物與物、人與物之間的物聯(lián)網(wǎng)信息交互，實(shí)現(xiàn)感知更多面化、傳輸更可靠化、處理更智能化的新型互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。因此，對(duì)于處在電網(wǎng)形態(tài)轉(zhuǎn)變關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的中國(guó)，亟需開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能電網(wǎng)的深度融合。2019 年，國(guó)家電網(wǎng)公司提出“三型兩網(wǎng)"戰(zhàn)略目標(biāo)，將建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃為近 3 年國(guó)家電網(wǎng)的任務(wù)，并提出到2024年建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)這一宏偉目標(biāo)。 基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展背景，本文從泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的定義和基本構(gòu)架入手，首先介紹電力能耗監(jiān)測(cè)管理的主要關(guān)鍵技術(shù)，然后以華北電力大學(xué)揚(yáng)中智能電氣研究為應(yīng)用實(shí)例，對(duì)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行分析研究，為謀劃和建設(shè)未來(lái)的新型電力系統(tǒng)提供參考。

1泛在電力物聯(lián)網(wǎng)概念

1.1 定義      

 1999年，美國(guó)加州施樂(lè)公司及美國(guó)麻省理工學(xué)院分別提出泛在網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)的概念。泛在物聯(lián)是指信息可在不限制時(shí)間、地點(diǎn)、人和物這四要素的情況下實(shí)現(xiàn)*的連接和交互?！胺涸陔娏ξ锫?lián)網(wǎng)"的本質(zhì)在于電力行業(yè)“能源數(shù)據(jù)"的收集、交換、融合及擴(kuò)展應(yīng)用，具有全息感知、泛在連接、開(kāi)放共享、業(yè)務(wù)創(chuàng)新基本特點(diǎn)。 

1.2 基本構(gòu)架       

        為了實(shí)現(xiàn)電力泛在物聯(lián)，需要進(jìn)一步構(gòu)建開(kāi)放、分層、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，因此在物聯(lián)網(wǎng)的感知延伸層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層及平臺(tái)應(yīng)用層的基礎(chǔ)上，增加了邊緣計(jì)算層，實(shí)現(xiàn)能量流、信息流與業(yè)務(wù)流的交互耦合。感知延伸層是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，相當(dāng)于人體的“神經(jīng)末梢"，由狀態(tài)感知和執(zhí)行控制主體終端構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)傳輸層是感知延伸層與平臺(tái)應(yīng)用層之間的數(shù)據(jù)傳輸通道，為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的各類(lèi)型業(yè)務(wù)提供可靠的通信信息服務(wù)。電力物聯(lián)網(wǎng)通信方式包括近距離有線/無(wú)線傳輸、傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)空中網(wǎng)等。      相比于傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)增加了邊緣計(jì)算層，即靠近末端感知節(jié)點(diǎn)處于網(wǎng)絡(luò)邊緣的分布式智能代理。其將感知層的一些設(shè)備通過(guò)總線、無(wú)線自組織傳感網(wǎng)等通信方式接入邊緣計(jì)算層，在處理分析感知層的海量數(shù)據(jù)后，傳送至云平臺(tái)集中處理。平臺(tái)應(yīng)用層基于電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)手段，將數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析，解決傳統(tǒng)能源生產(chǎn)運(yùn)行方式下的存儲(chǔ)問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)共享。       以本文的能耗管理系統(tǒng)為例，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的4個(gè)基本構(gòu)架在整個(gè)系統(tǒng)中的表現(xiàn)為：在感知延伸層上，系統(tǒng)的末端感知節(jié)點(diǎn)可現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)采集園區(qū)的所有電力能耗總數(shù)據(jù)，以GPRS、3G、4G及以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用至平臺(tái)應(yīng)用層，在能耗管理平臺(tái)上呈現(xiàn)系統(tǒng)的電力能耗概覽、電力能耗占比、電力能耗統(tǒng)計(jì)等主要情況。

2電力能耗管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)       

     本文在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，運(yùn)用數(shù)據(jù)分析技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、智能平臺(tái)管理技術(shù)等多種技術(shù)完成自動(dòng)化人工智能，實(shí)現(xiàn)新一代電力能耗管理，以下簡(jiǎn)要介紹系統(tǒng)所涉及到的3種關(guān)鍵技術(shù)。 

 2.1 數(shù)據(jù)分析技術(shù)       

       電力能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)具有來(lái)源多、格式多、信息冗余度高、數(shù)據(jù)量大、隱含信息價(jià)值高但不直觀等特性。為了降低數(shù)據(jù)的冗余度及分析難度，需先采用數(shù)據(jù)融合技術(shù)，在海量數(shù)據(jù)中對(duì)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘和實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。  

2.2 網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)      

       網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在泛在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸層中尤為重要。構(gòu)建電力能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的體系方面需要考慮到兩個(gè)方面：（1） 終端設(shè)施穩(wěn)定。從物理層角度研究芯片級(jí)防護(hù)關(guān)鍵技術(shù)；研究設(shè)備的嵌入式操作系統(tǒng)，提供密碼服務(wù)框架及輕量級(jí)密碼應(yīng)用技術(shù)；發(fā)展終端層防護(hù)組件適配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的接入身份驗(yàn)證。（2） 數(shù)據(jù)加密。研究支持跨域共享的數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制模型及數(shù)據(jù)保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)，保證數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中不被

篡改；對(duì)傳統(tǒng)加密算法進(jìn)行改進(jìn)，研究面向多種復(fù)雜型業(yè)務(wù)的加密算法；研究數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)脫敏、追蹤溯源等關(guān)鍵技術(shù)。 

2.3 智能平臺(tái)管理技術(shù)       

       為完成“三型兩網(wǎng)"戰(zhàn)略指標(biāo)，需大力發(fā)展泛在電力物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。該智能平臺(tái)管理技術(shù)首先將海量電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、用戶側(cè)用能數(shù)據(jù)以及其它能源系統(tǒng)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析技術(shù)處理后，進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)與管理；然后在此基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶所需求的智能運(yùn)維、個(gè)性化電力能耗分析對(duì)比等用戶用能業(yè)務(wù)，搭建各類(lèi)針對(duì)性應(yīng)用平臺(tái)、智慧能源綜合服務(wù)平臺(tái)與新型業(yè)務(wù)培育發(fā)展平臺(tái)。

3電力能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)平臺(tái)      

       本文以華北電力大學(xué)揚(yáng)中智能電氣研究的電力能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)為主要研究對(duì)象，并以此作為應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行分析。 

3.1 系統(tǒng)整體概述       

      電力能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)主要包括用電信息的收集、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及分析發(fā)布。其主要功能是對(duì)所有與電能有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并在電能管理部門(mén)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)布，應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)對(duì)應(yīng)了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的框架，如圖1所示。 

圖1      該系統(tǒng)以工作站主機(jī)、通訊設(shè)備、測(cè)控單元為基本單元，以所在園區(qū)的實(shí)時(shí)用電信息的數(shù)據(jù)采集、開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程管理與控制為基礎(chǔ)平臺(tái)。該系統(tǒng)主要采用的是分層分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集單元采用電力線載波的通信方式，將采集點(diǎn)信息匯聚到集中器處，再由集中器通過(guò) GSM/3G/4G/以太網(wǎng)的方式上傳至核心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，由核心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將獲取到的報(bào)文轉(zhuǎn)換成前端可識(shí)別的幀格式，將每個(gè)能源監(jiān)控采集點(diǎn)獲取到的值以可視化界面展示。

3.2 系統(tǒng)硬件        

       電能采集終端所采集的數(shù)據(jù)是通過(guò)傳感器以電力線載波的通信方式傳輸至控制CPU，傳輸至數(shù)碼管顯示。采集模塊中的傳感器采集到的數(shù)據(jù)，一方面可以在本終端的顯示屏顯示，另一方面可以按照自定義通信協(xié)議，通過(guò)電力線載波通信的方式傳輸給集中器。       電能采集終端主要由采集模塊和通信模塊兩部分構(gòu)成。采集模塊主控芯片采用意法半導(dǎo)體公司的STM32F103C8T6高性能CPU，可滿足各功能模塊的使用要求。通信模塊采用 STM32F070F6P6 作為主控CPU，通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可完成GPRS/3G/4G/以太網(wǎng)等通信方式的上行通信。

3.3 電力能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)平臺(tái)        

      電力能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)平臺(tái)主要反應(yīng)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集的概況，其中包括系統(tǒng)的電力能耗概覽、電力能耗占比、電力能耗統(tǒng)計(jì)等，并以條形統(tǒng)計(jì)圖、餅狀圖的形式顯示總電力能耗走勢(shì)，統(tǒng)計(jì)報(bào)表和電力能耗分配圖納入到其中，形成了完整的能源計(jì)量與統(tǒng)計(jì)管理系統(tǒng)，開(kāi)展電力能耗在線監(jiān)測(cè)管理，從而推動(dòng)能耗信息的統(tǒng)計(jì)、分析，建立科學(xué)規(guī)范的能耗統(tǒng)計(jì)工作體系，促進(jìn)電力能耗監(jiān)測(cè)管理的智能化。       系統(tǒng)模塊為電力能耗管理系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)狀態(tài)顯示，主要包括三相電能表的狀態(tài)顯示、實(shí)時(shí)電力能耗顯示以及各個(gè)樓層當(dāng)日總電力能耗顯示三大部分，以曲線圖的方式直觀地展示實(shí)時(shí)曲線以及歷史曲線每個(gè)小時(shí)的電力能耗情況。同時(shí)，在圖形展示上分別附加顯示研究各個(gè)樓層的當(dāng)日總電力能耗，主要數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)情況如圖2所示。

圖2       由圖 2可知，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的當(dāng)日總電力能耗為178 kWh，實(shí)時(shí)功率為55.9 kW。在能耗管理系統(tǒng)中觀測(cè)各樓層電力能耗環(huán)比展示圖，曲線圖顯示前一天同期用電、今日實(shí)時(shí)用電情況，主要反映系統(tǒng)監(jiān)測(cè)各個(gè)樓層日能耗的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及前后對(duì)比，并以文字形式直觀顯示各個(gè)樓層當(dāng)時(shí)用電總能耗，便于在以后對(duì)歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析以及對(duì)用電情況進(jìn)行調(diào)控。 此外，電力能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)還可顯示各功能區(qū)電力能耗占比、各樓層電力能耗占比、高能耗排行榜、低能耗排行榜，直觀展示了各個(gè)樓層當(dāng)日的電力能耗占比以及各個(gè)功能區(qū)的耗電比重，并且通過(guò)柱狀圖顯示當(dāng)月用電高能耗的前5名以及用電低能耗的前5名，便于建立完整、統(tǒng)一的獎(jiǎng)懲制度以及清晰、準(zhǔn)確的層次組織關(guān)系，詳細(xì)系統(tǒng)能耗占比情況如圖3所示。

圖3       圖4為系統(tǒng)電力能耗占比總圖。左半部分為各功能區(qū)電力能耗占比總圖，主要根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)總電力能耗的走勢(shì)以及系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的總電力能耗，通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，按辦公、住宿、餐飲、公共照明、IDC等5方面，通過(guò)餅形圖展示時(shí)間內(nèi)的電力能耗分布結(jié)構(gòu)，探究每個(gè)樓層的電力能耗所占比例，并進(jìn)一步通過(guò)各樓層電力能耗的占比情況，找到電力耗能較大的樓層進(jìn)行分析。        圖4右半部分所示為高能耗排行榜，以條形圖的形式展示了當(dāng)月用電能耗較高的前5名。從圖4可以看出，2019年8月，8419房間能耗高，105房間能耗次之，8417、8403、301、303房間能耗相對(duì)較低，對(duì)高能耗排行榜中的前五名進(jìn)行告警數(shù)據(jù)記錄。由圖4中的低能耗排行榜可知，在2019年8月，8422房間的能耗低，8421房間次之，8426、101及8425房間能耗并列排行第三。低能耗排行榜以綠色橫式條形圖的方式，對(duì)低能耗排行榜中的前5名進(jìn)行嘉獎(jiǎng)數(shù)據(jù)記錄。

圖4

4安科瑞為國(guó)家電網(wǎng)2021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(tái)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(chǔ)（儲(chǔ)能）"各個(gè)環(huán)節(jié)加大研發(fā)投入，已經(jīng)形成“云（云平臺(tái)）-管（有線/無(wú)線物聯(lián)）-邊（邊緣計(jì)算）-端（終端設(shè)備）"的生態(tài)系統(tǒng)，參與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，為國(guó)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(shí)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)。

4.1云平臺(tái)

安科瑞電氣近年來(lái)已經(jīng)陸續(xù)推出變電所運(yùn)維云平臺(tái)、能源管理云平臺(tái)、智慧用電云平臺(tái)、環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái)、充電樁（電動(dòng)汽車(chē)/自行車(chē)）運(yùn)營(yíng)管理云平臺(tái)、預(yù)付費(fèi)管理云平臺(tái)等云平臺(tái)解決方案等解決方案，并已經(jīng)廣泛應(yīng)用在多地國(guó)網(wǎng)公司用戶端業(yè)務(wù)、環(huán)保部門(mén)、安監(jiān)部門(mén)、住建部門(mén)等。

4.1.1變電所運(yùn)維云平臺(tái)

       據(jù)統(tǒng)計(jì)全國(guó)高供高計(jì)的工商業(yè)用戶數(shù)量達(dá)到200多萬(wàn)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(shí)間長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防薄弱等問(wèn)題。國(guó)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(chǎng)，這是一個(gè)千億級(jí)別的市場(chǎng)。AcrelCloud-1000電力運(yùn)維云平臺(tái)采用多功能電力儀表、無(wú)線通信、邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在本地，再定時(shí)向云平臺(tái)推送數(shù)據(jù)。平臺(tái)可同時(shí)接入數(shù)以千計(jì)的用戶變電站數(shù)據(jù)。平臺(tái)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(kāi)關(guān)狀態(tài)、變壓器溫度、環(huán)境溫濕度、浸水和煙霧、視頻、門(mén)禁等信息，有異常發(fā)生10S內(nèi)通過(guò)短信和APP發(fā)出告警信號(hào)。平臺(tái)通過(guò)手機(jī)APP下發(fā)運(yùn)維任務(wù)到人員手機(jī)上，并通過(guò)GPS跟蹤運(yùn)維執(zhí)行過(guò)程進(jìn)行閉環(huán)，提高運(yùn)維效率，即時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行缺陷并做消缺處理。

4.1.2能源管理云平臺(tái)

        Acrelcloud-5000能耗管理云平臺(tái)可適用于各個(gè)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(guò)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(gè)建筑或單位的用能數(shù)據(jù)。平臺(tái)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(chǔ)能等新能源數(shù)據(jù)，對(duì)用能數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，按照區(qū)域、部門(mén)、用電設(shè)備類(lèi)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(shí)可以提供尖峰平谷各時(shí)段用能數(shù)據(jù)和報(bào)表，幫助用戶梳理能源賬單明細(xì)和制定能源績(jī)效考核。

4.1.3環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái)

       近年來(lái)我們的環(huán)境質(zhì)量有了很大的改善，這都?xì)w功于國(guó)家層面對(duì)環(huán)保的重視和環(huán)保部門(mén)的有力監(jiān)察執(zhí)法。安科瑞針對(duì)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(mén)堅(jiān)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(tái)主要為環(huán)保監(jiān)察部門(mén)和產(chǎn)污排污企業(yè)服務(wù)，為環(huán)保部門(mén)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(tái)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(shí)給出環(huán)保設(shè)備異常運(yùn)行信號(hào)或企業(yè)異常生產(chǎn)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)全過(guò)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(wú)線上傳到環(huán)保數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，再通過(guò)4G上傳平臺(tái)服務(wù)器或縣、市、省級(jí)環(huán)保平臺(tái)。各地環(huán)保部門(mén)通過(guò)污染防治設(shè)施用電實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)排污企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行*、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，扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)依靠人力、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核查的狀態(tài)，為環(huán)保監(jiān)管開(kāi)辟更加切實(shí)、有效的監(jiān)管方式，形成機(jī)制。

4.1.4智慧用電云平臺(tái)

      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)的百分之三十到百分之三十四左右，其中2018年全國(guó)共接報(bào)火災(zāi)23.7萬(wàn)起，因違反電氣安裝使用規(guī)定引發(fā)的火災(zāi)占總數(shù)的百分之三十四，較大和重大火災(zāi)事故中，電氣火災(zāi)的比例更高。國(guó)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(tái)文件推廣智慧用電，從源頭上預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生，現(xiàn)用電管理平臺(tái)已在九小場(chǎng)所、三合一場(chǎng)所、養(yǎng)老福利院、場(chǎng)所、學(xué)校、金融網(wǎng)點(diǎn)等人員密集場(chǎng)所廣泛開(kāi)展。安科瑞Acrelcloud-6000用電管理云平臺(tái)對(duì)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(jì)分析，通過(guò)2G/NB-IOT/4G方式采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣線路和用電設(shè)備存在的隱患（如：線纜溫度異常、過(guò)載、過(guò)壓、欠壓及漏電等）并通過(guò)短信、APP推送、自動(dòng)語(yǔ)音呼叫等方式及時(shí)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(cè)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，提供隱患分析報(bào)告，實(shí)時(shí)評(píng)估企業(yè)用電狀態(tài)。

4.1.5電動(dòng)汽車(chē)/電瓶車(chē)充電樁運(yùn)營(yíng)管理云平臺(tái)

       電動(dòng)汽車(chē)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(yíng)管理云平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時(shí)對(duì)各類(lèi)故障如充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測(cè)故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警；用戶通過(guò)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(qǐng)求，控制二維碼對(duì)應(yīng)的充電樁完成電動(dòng)汽車(chē)的充電過(guò)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(dòng)自行車(chē)數(shù)量越來(lái)越多，解決了老百姓短距離出行問(wèn)題，但是和電動(dòng)自行車(chē)相關(guān)的和火災(zāi)事故新聞也屢見(jiàn)不鮮，有逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，給社會(huì)帶來(lái)了很大的損失，成為人民生命和財(cái)產(chǎn)的一個(gè)隱患。基于電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)的危害和特點(diǎn)，各級(jí)部門(mén)發(fā)文對(duì)電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)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(yùn)營(yíng)管理云平臺(tái)，針對(duì)電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)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(fèi)難的問(wèn)題，可應(yīng)用于商業(yè)樓宇、小區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等場(chǎng)所設(shè)置的電動(dòng)自行車(chē)充電場(chǎng)所的運(yùn)營(yíng)管理。

4.1.6物業(yè)小區(qū)預(yù)付費(fèi)管理云平臺(tái)

       安科瑞遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)可以針對(duì)各商業(yè)綜合體、小區(qū)、寫(xiě)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(mén)以及連鎖超市、大型物業(yè)分布式財(cái)務(wù)操作，在線支付，總部財(cái)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(chǎng)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(duì)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(duì)學(xué)生宿舍的用電預(yù)付費(fèi)和用電管控系統(tǒng)。

4.2有線/無(wú)線物聯(lián)

        安科瑞根據(jù)多年來(lái)的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合用戶實(shí)際需求，開(kāi)發(fā)了各類(lèi)有線、區(qū)域無(wú)線、廣域無(wú)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(lái)將會(huì)有越來(lái)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)。

4.3邊緣計(jì)算

        安科瑞針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)了多款智能網(wǎng)關(guān)，采用嵌入式系統(tǒng)和邊緣計(jì)算技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)采集和存儲(chǔ)終端設(shè)備數(shù)據(jù)，并根據(jù)云平臺(tái)的需要，采用不同的協(xié)議和云平臺(tái)對(duì)接。所有數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、異常報(bào)警觸發(fā)邏輯均在網(wǎng)關(guān)就地設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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。

4.4終端設(shè)備

        針對(duì)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(chǎng)合以滿足不同需求，2019年全年各類(lèi)終端儀表出貨量超過(guò)185萬(wàn)臺(tái)。

4.5安科瑞產(chǎn)品在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

        近兩年來(lái)，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(tái)、云南省網(wǎng)綜合能源服務(wù)平臺(tái)、上海嘉定區(qū)147所學(xué)校電力運(yùn)維平臺(tái)等相關(guān)平臺(tái)的建設(shè)，提供了包括云平臺(tái)、智能網(wǎng)關(guān)、終端設(shè)備等產(chǎn)品，各類(lèi)用戶端云平臺(tái)在全國(guó)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(xiàng)目就是未來(lái)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的一部分?！澳茉椿ヂ?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(duì)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(wú)聲息的鋪開(kāi)來(lái)，融入能源互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)的方方面面。

5結(jié)束語(yǔ)

        本文首先從感知層、計(jì)算層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層入手，分析泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和整體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。進(jìn)而介紹了電力能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)所涉及到的幾種較為重要的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)。從設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)分析和說(shuō)明以及運(yùn)行等維度，闡述了華北電力大學(xué)揚(yáng)中智能電氣研究的電力能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，展示了一個(gè)智慧能源綜合服務(wù)平臺(tái)，以期為相關(guān)領(lǐng)域后續(xù)研究提供參考。 

參考文獻(xiàn)

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[2] 童光毅. 關(guān)于當(dāng)代能源轉(zhuǎn)型方向的探討.智慧電力.2018

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.06版 

作者簡(jiǎn)：劉細(xì)鳳，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄苷彰鞯难邪l(fā)與應(yīng)用