孟洋
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；
摘要：泛在電力物聯網作為一種智能化服務系統，是主動式配電網的表現。在闡述泛在電力物聯網基本含義及其架構的基礎上，根擁國家電網公司的戰略安排指導，對泛在電力物聯網發展進行趨勢分析并提出建設性意見。
關鍵詞：泛在電力物聯網；含義；架構；發展；建議
0 引言
泛在電力物聯網即將物聯網、人工智能等現代化信息處理及通信技術應用到電力系統的各環節，實現電力系統各環節實時互聯、交互，且具有態勢感知能力強、信息處理速度快、應用便捷靈活等特征的智能化服務系統。
1、泛在電力物聯網的含義
通俗來說，泛在電力物聯網的本質是一個物聯網。物聯網是把人與物、物與物相連的一張大網，如用手機控制家里的電視、空調、馬桶等就是物聯網的一種應用。電力物聯網是把電力系統里的各種設備、電力企業和用戶相連形成的一個網，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，就是因為物聯網實現了手機與智能電表互聯互通。這只是泛在電力物聯網在用電側的應用。未來的泛在網絡更大的想象空間是在配用電側，它將是主動式配電網的表現，能夠實現分布式發電（DG）與智能用電的結合，網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網概念的詮釋。
事實上，“泛在網”有能力做到發、輸、配、用等電力環節的全覆蓋，其在配用電側有更多的表現是因為發、輸電側的智能化水平比配用電成熟。相對發、輸環節而言，配用電壞節的體量更大、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，運用技術手段實現能源生產、輸送、消費的保障與經濟性，才是未來能源革命的方向。
2、泛在電力物聯網與能源互聯網的關系
堅強智能電網和泛在電力物聯網有機組合構成能源互聯網。其中，堅強智能電網較多應用于發、輸電環節，尤其在特高壓建設和新能源（風、光等）建設方面；而泛在電力物聯網側重在電力需求側.旨在整合利用大數據、云計算、物聯網、移動互聯網、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、泛在電力物聯網建設戰略安排
泛在電力物聯網未來的建設節奏分為兩步：一是到2021年達到網絡的初步建成，實現業務數據的基本貫通，以及對物聯管理的統一；二是到2024年完成網絡的工作，實現數據的物聯運行與管理。全部建成后，泛在電力物聯網將會成為接入設備較多的物聯網生態圈。據有關研究統計預測：目前國網系統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）。根據國網規劃，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，如此大規模的投資將會帶動整個產業的高速增長，每個環節都將迎來周期性的成長機會。同時.作為一種戰略驅動的能源革命，泛在電力物聯網也將引發電網裝備與規劃設計思路進行迭代更新。
4、泛在電力物聯網的架構
作為一種物聯網，泛在電力物聯網包含感知層、平臺層、網絡層、應用層這4層結構。整個產業鏈可以簡單概括為“云一管一邊一端一芯”，即云端、通信網、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”之間的一條數據紐帶，利用科學算法實現網絡綜合管理和快速調用，在云端進行各類型通訊信號的整合，快速拉升網絡服務能力，以滿足物聯網在配電業務應用中所需的條件，即數量大、類型多的接入端口、靈活的調取方式、穩定可靠的工作特性 此外，衛星和5G技術形成的信息傳輸系統將成為泛在網絡實現的關鍵力量，信息的傳輸速度與流量是泛在網絡的技術保證。
5、泛在電力物聯網的發展邏輯
在增量配網試點和配售電側改革不斷深入的背景下和國網新一代領導層逐步穩定之際，提出泛在電力物聯網概念，是主動出擊開拓新方向的求變之舉，是國網今后工作的“發力點”。國網未來將建設電力互聯網發展與互聯網經濟相關的新業態，包括清潔能源、智慧人居空間、智能化管理城市等新業務。泛在電力物聯網內生的邏輯勢必會向智慧小區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。非傳統領域的新業態已經和傳統電網業務處于同等重要的地位。國家電網雖然沉淀了大量的高素質人才，但目前其競爭優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、后有追兵的行業背景下，要建成能源互聯網企業，深刻改變用戶習慣，讓用戶的體驗感不斷增強，通過萬物互聯的理念來加強與用戶之間的粘性，才能進一步贏得發展的先機。
6、安科瑞為國家電網2021泛在電力物聯網建設提供解決方案
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網云平臺到終端傳感器的生態體系，在“源（電源）-網（電網）-荷（負荷）-儲（儲能）”各個環節加大研發投入，已經形成“云（云平臺）-管（有線/無線物聯）-邊（邊緣計算）-端（終端設備）”的生態系統，參與泛在電力物聯網建設，為國家電網建設“三型兩網”提供解決方案，使用戶在任何時間、地點、人、物之間實現信息連接和交互，產生共享數據，從而為電網、發電、供應商、用戶服務。
6.1云平臺
安科瑞電氣近年來已經陸續推出變電所運維云平臺、能源管理云平臺、智慧用電云平臺、環保用電監管云平臺、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，并已經廣泛應用在多地國網公司用戶端業務、環保部門、安監部門、住建部門等。
6.1.1變電所運維云平臺
據統計全國高供高計的工商業用戶數量達到200多萬戶，規模巨大，但是大部分日常的運行維護工作比較傳統，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、邊緣計算網關及大數據分析技術，通過智能網關采集現場數據并存儲在本地，再定時向云平臺推送數據。平臺可同時接入數以千計的用戶變電站數據。平臺采集的數據包括變電所電氣參數和環境數據，包括電流電壓功率、開關狀態、變壓器溫度、環境溫濕度、煙霧、視頻、門禁等信息，有異常發生10S內通過短信和APP發出告警信號。平臺通過手機APP下發運維任務到人員手機上，并通過GPS跟蹤運維執行過程進行閉環，提高運維效率，即時發現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，如政府辦公建筑、工廠、教育建筑、醫療建筑、商業綜合體等，可通過局域網、互聯網或者4G網絡采集不同區域多個建筑或單位的用能數據。
平臺采集建筑電、水、氣、冷熱量等能源消耗數據和光伏、風力、儲能等新能源數據，對用能數據進行分析，按照區域、部門、用電設備類型進行細分，提供同比、環比分析比較和用能數據追溯，同時可以提供尖峰平谷各時段用能數據和報表，幫助用戶梳理能源賬單明細和制定能源績效考核。
6.1.3環保用電監管云平臺
近年來我們的環境質量有了很大的改善，這都歸功于國家層面對環保的重視和環保部門的有力監察執法。安科瑞針對環保監察的痛點研發了環保用電監管系統解決方案，助力環保部門堅決打贏藍天碧水保衛戰。
Acrelcloud-3000環保用電監管平臺主要為環保監察部門和產污排污企業服務，為環保部門提供在線監管和執法依據，為生產企業提供設備運行監控和產污排污數據記錄。
平臺采集生產企業總用電量、生產用電和治污設備用電量，進行關聯分析，及時給出環保設備異常運行信號或企業異常生產信號，實現全過程防控。前端設備采用不停電免接線方案采集用電數據，經LORA無線上傳到環保數據網關，再通過4G上傳平臺服務器或縣、市、省級環保平臺。各地環保部門通過污染防治設施用電實時監控，實現對排污企業生產運行*、全流程監控，達到變人防為信息化技防，從事后處罰到介入式執法，扭轉傳統依靠人力、經驗進行現場核查的狀態，為環保監管開辟更加切實、有效的監管方式，形成長效機制。
6.1.4智慧用電云平臺
據應急管理部網站數據，2016~2018年期間因為電氣原因導致的火災占總數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定引發的火災占總數的百分之三十四，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生，現用電管理平臺已在九小場所、三合一場所、養老福利院、醫療場所、學校、金融網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）進行不間斷的數據跟蹤與統計分析，通過2G/NB-IOT/4G方式采集現場數據，實時發現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生。系統可以顯示所有監測點位的漏電電流等電氣參數和線纜溫度，并支持巡檢記錄和派單操作，提供隱患分析報告，實時評估企業用電狀態。
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通過物聯網技術對接入系統的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數據采集和監控，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，系統發起充電請求，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模塊接入互聯網，配合加密技術和秘鑰分發技術，基于TCP/IP的數據交互協議，與云端進行直連。
電動自行車數量越來越多，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，各級政府部門發文對電動自行車火災的整治都放在規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，可應用于商業樓宇、小區、學校、醫院等場所設置的電動自行車充電場所的運營管理。
6.1.6物業小區預付費管理云平臺
安科瑞遠程預付費系統可以針對各商業綜合體、小區、寫字樓、辦公樓、酒店式公寓等物業，學校、工廠宿舍的后勤管理部門以及連鎖超市、大型物業分布式財務操作，在線支付，總部財務扎口等。目前Acrelcloud-3000預付費管理系統已經成功在上述各場景得到廣泛的應用并已經穩定運行多年，適用于物業公司對小區、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。
6.2有線/無線物聯
安科瑞根據多年來的項目經驗，結合用戶實際需求，開發了各類有線、區域無線、廣域無線通訊產品，包括網關和終端設備。支持RS485、以太網、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品，服務于泛在電力物聯網建設。
6.3邊緣計算
安科瑞針對物聯網應用開發了多款智能網關，采用嵌入式系統和邊緣計算技術，現場采集和存儲終端設備數據，并根據云平臺的需要，采用不同的協議和云平臺對接。所有數據采集、計算、異常報警觸發邏輯均在網關就地設置，網絡故障時數據存儲在本地，網絡恢復后補傳數據，斷點續傳，提高數據可靠性。
6.4終端設備
針對泛在電力物聯網的建設，安科瑞陸續推出多款物聯網儀表，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安科瑞產品在泛在電力物聯網的應用
近兩年來，安科瑞已經陸續參與江蘇省部分縣市電力公司的用戶端能源管理平臺、云南省網綜合能源服務平臺、上海嘉定區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、智能網關、終端設備等產品，各類用戶端云平臺在全國各地運行案例700多套，并且根據用戶需求不斷完善產品功能，這些項目就是未來泛在電力物聯網的一部分。
“能源互聯網的春天到了，因其所能，它必將成為充滿活力的新型能源業態。”盡管針對泛在電力物聯網還有一些不同的聲音，但是泛在電力物聯網已經悄無聲息的鋪開來，融入能源互聯網基礎建設的方方面面。
7、泛在電力物聯網建設的建議
電網的發展升級亟待物聯網技術的深度參與，然而物聯網作為一項前沿技術尚有諸多難題需要解決：在態勢感知方面，現有傳感器的識別能力和復雜環境下的可靠性不足；大量數據及時傳輸問題和無線傳輸問題均沒有普適性的解決方案。物聯網產業當前發展提出的新概念多、喊出的口號多、實際產品落地少。這主要是由于現有硬件水平和經濟適用性問題尚未有效解決，整個行業處于“摸著石頭過河”的階段，對于電網建設來說，應在這樣一個萌芽階段及時制定遠期規劃，科學規范引導物聯網在電網中的發展，有效避免重復性建設。
泛在電力物聯網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，在培養用戶習慣、調整路徑依賴等非技術層面工作上尤其如此。因此，在傳統配電網向泛在電力物聯網過渡的過程中，秉承一致的發展原則與規范的技術標準對于整個電網的統籌規劃建設至關重要.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，短期內規范產業向好發展，長期上確保與國網一號文精神高度一致，為智能堅強大電網建設保駕護航。
參考文獻
[1]藺鵬忠,藺鵬偉.泛在電力物聯網規劃與發展分析
[2]蘇斌.趙宏波.電力物聯網的理念和發展趨勢[J].電信科學,2010(S3)：9-I4.
[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版
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