劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：隨著智能電網(wǎng)與“互聯(lián)網(wǎng)+"技術的深入融合和發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術在智能電網(wǎng)建設中的應用成為近年來研究的熱點。首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術的概念，總結了當前物聯(lián)網(wǎng)技術在電力系統(tǒng)源側、網(wǎng)側和荷側等三個方面中的主要應用。在此基礎上，從傳感器、通信、云邊緣計算三個方面對物聯(lián)網(wǎng)領域關鍵技術特點及其發(fā)展趨勢進行了分析，進而提出了未來物聯(lián)網(wǎng)技術在智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、通信和計算處理方面的優(yōu)勢與應用前景。從物聯(lián)網(wǎng)技術與智能電網(wǎng)深度融合的角度，闡述了智能電網(wǎng)的發(fā)展愿景。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能電網(wǎng)；電力系統(tǒng)；泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

0引言

近年來，隨著電力負荷的快速增長，間歇性電源的高比例接入，全球天氣加劇等問題的增多，傳統(tǒng)電網(wǎng)的穩(wěn)定運行已受到巨大挑戰(zhàn)。針對上述情況，發(fā)展更加智能的電網(wǎng)，將先進的通信、信息和控制技術應用于傳統(tǒng)電網(wǎng)，解決源側、網(wǎng)側和荷側三方面的重難點問題將成為未來電網(wǎng)建設的主要任務與挑戰(zhàn)。

物聯(lián)網(wǎng)概念由 Kevin Ashton 教授提出，早期的物聯(lián)網(wǎng)是依托 RFID 技術的物流網(wǎng)絡。隨著技術和應用的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵已經(jīng)發(fā)生了較大變化，國際電信聯(lián)盟發(fā)布的《互聯(lián)網(wǎng)報告 2005：物聯(lián)網(wǎng)》認為，(1) 目前的三大網(wǎng)絡，包括互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)和發(fā)展的基礎，物聯(lián)網(wǎng)是在三網(wǎng)基礎上的延伸和擴展；(2) 用戶應用終端從人與人之間的信息交互與通信擴展到了人與物、物與物、物與人之間的溝通連接[2]。

智能電網(wǎng)由美國首先提出，美國電科院于 2000年前后提出了 Intelli-Grid 的概念，認為這是未來電網(wǎng)發(fā)展的態(tài)勢和解決 21 世紀電網(wǎng)面臨的各種問題的途徑。智能電網(wǎng)具有自愈、互動、優(yōu)化、兼容、集成的特征。目前，國內(nèi)外對智能電網(wǎng)的研究仍屬于熱點。國家電網(wǎng)公司將智能電網(wǎng)定義為以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎，利用先進的通信、信息和控制技術構建統(tǒng)一堅強的智能化電網(wǎng)。南方電網(wǎng)公司定位要構筑一個可靠、綠色能電網(wǎng)，以提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平，提高系統(tǒng)和資產(chǎn)的運用效率，提高用戶側

的能效管理和服務水平，提高資源優(yōu)化配置運用能力，促進資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會發(fā)展為目標。

智能電網(wǎng)建設涉及面廣，面臨的問題較多，依靠傳統(tǒng)技術很難滿足其需求，因此更需要云、 大、物、移、智等新興技術支撐。由此能源互聯(lián)網(wǎng)的概念應運而生，成為智能電網(wǎng)更開闊的發(fā)展空間。其中，物聯(lián)網(wǎng)技術作為當前科技領域的熱點技術，已有不少學者分析和探討其在電力領域中的應用現(xiàn)狀和前景。

作為智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)相互融合的產(chǎn)物，隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)概念的提出，國家電網(wǎng)公司發(fā)布《泛在電力物聯(lián)網(wǎng) 2019》，將泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設分為兩個階段，構建能源生態(tài)、迭代打造企業(yè)中臺、協(xié)同推進智慧物聯(lián)、同步推進管理優(yōu)化，實現(xiàn)到 2024 年建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。并提出了《配電物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展》，實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)和配電網(wǎng)的融合，對配電物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術的規(guī)模化工程應用和場景進行推廣。

目前，在眾多實施的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應用項目中，嘉興烏鎮(zhèn)電力物聯(lián)網(wǎng)作為園區(qū)級綜合示范項目，實現(xiàn)了智慧路燈、電動汽車智慧車聯(lián)網(wǎng)、全感知配電房等多種場景的應用，建立了全景智慧用電平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，服務城市管理、百姓生活。有利于智慧城市的建設。浙江無錫作為國內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)示范城市，系統(tǒng)規(guī)劃了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進以物聯(lián)網(wǎng)為龍頭的新一代信息技術與工業(yè)、經(jīng)濟、城市治理深度融合，形成一系列“讓城市生活更美好"的智慧解決方案和運營管理模式。國網(wǎng)上海電力將泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應用于進博會的供電保障中。實現(xiàn)更快發(fā)現(xiàn)設備問題，從而大大提升保電工作的效率及能力。      

智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的融合是順應數(shù)字化浪潮的必然結果，挖掘電力在源網(wǎng)荷三方面的數(shù)字屬性，提高電力數(shù)據(jù)的應用價值，可以幫助電網(wǎng)實現(xiàn)更高質(zhì)量、更有效率的發(fā)展。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)以數(shù)字技術為傳統(tǒng)電網(wǎng)賦能，不斷提升電網(wǎng)的感知能力、互動水平和運行效率，有力支撐各種能源接入和綜合利用。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，特別是智能傳感器、低功率廣域通信技術以及邊緣云計算等技術的成熟，未來物聯(lián)網(wǎng)技術在智能電網(wǎng)建設中的應用需進行進一步的思考。

基于此，本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)源側、網(wǎng)側和荷側三方面中的主要應用。然后從傳感器技術、通信技術和云/邊緣計算角度分析了物聯(lián)網(wǎng)技術在智能電網(wǎng)發(fā)展中的應用。結合技術發(fā)展趨勢與未來電網(wǎng)需求，闡述了智能電網(wǎng)的發(fā)展愿景。

1當前物聯(lián)網(wǎng)技術在電網(wǎng)中的應用

目前電網(wǎng)經(jīng)過多年的建設已經(jīng)成為聯(lián)系到千家萬戶的每一臺電器，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的物質(zhì)基礎非常具備。簡單來說，建設智能電網(wǎng)需要在現(xiàn)有電網(wǎng)上增加傳感測量技術、集成通信技術和控制方法，而物聯(lián)網(wǎng)本身就是這三者的有機結合，因此物聯(lián)網(wǎng)技術可以和智能電網(wǎng)高度融合，二者相輔相成。

傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)側重于設備之間的關聯(lián)，即利用傳感器將各種設備與資產(chǎn)連接到一起，對關鍵設備的運行狀況進行實時監(jiān)控。物聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)的相互融合，賦予了雙方新的特征。首先，物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的融合，使物聯(lián)網(wǎng)更注重用戶之間以及用戶與電網(wǎng)之間進行實時連接和互動，并實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的收集分析和實時高速傳輸。其次，物聯(lián)網(wǎng)應用于智能電網(wǎng)也使物聯(lián)網(wǎng)加強了其智能處理和決策支持功能，智能電網(wǎng)需要物聯(lián)網(wǎng)來分析診斷電網(wǎng)和電網(wǎng)設備的運行狀況，進而進行決策去排除和避免電力故障。物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)的應用也加強了智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理能力，由于物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)都以信息傳輸為基礎，均需要對海量信息進行智能處理，實現(xiàn)終端設備的實時響應處理， 但智能電網(wǎng)主要應用在電信息采集控制及用電服務系統(tǒng)等方面，而物聯(lián)網(wǎng)主要應用在實體屬性信息及控制信息交互，顯然，物聯(lián)網(wǎng)更側重于數(shù)據(jù)處理，與智能電網(wǎng)的融合可以更好地實現(xiàn)電網(wǎng)海量數(shù)據(jù)的處理。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術可以提高智能電網(wǎng)各環(huán)節(jié)的信息化程度，促進智能電網(wǎng)的發(fā)展。

本節(jié)從源側、網(wǎng)側和荷側三方面論述物聯(lián)網(wǎng)通過傳感器技術、通信技術、云/邊緣計算技術等的支持在電網(wǎng)運行中的不同應用。源側、網(wǎng)側和荷側三方面的通信方式如圖 1 所示。

1.1 源側的應用

物聯(lián)網(wǎng)技術在電源側的應用主要體現(xiàn)在傳感器應用及對發(fā)電機實時狀態(tài)監(jiān)測，主要分成傳統(tǒng)電源和分布式電源兩個部分的應用來闡述，其中通信一般依靠工業(yè)以太網(wǎng)來實現(xiàn)。

對于傳統(tǒng)電源方面，物聯(lián)網(wǎng)技術可以應用于對發(fā)電設備進行遠程故障診斷，文獻設計了發(fā)電設備遠程監(jiān)測系統(tǒng)，能夠檢測發(fā)電機組的實時情況，并根據(jù)機組的異常情況查找故障原因。

對于分布式電源方面，物聯(lián)網(wǎng)技術可以對風能、太陽能等新能源發(fā)電進行監(jiān)測和調(diào)節(jié)，從而使新能源更好的并網(wǎng)接入和運行。在光伏發(fā)電方面，文獻可以實現(xiàn)對偏遠地區(qū)的光伏系統(tǒng)進行監(jiān)測和控制。文獻除了可以實現(xiàn)光伏系統(tǒng)的監(jiān)測，還可以實現(xiàn)對光伏系統(tǒng)中功率點的跟蹤。在風能發(fā)電方面，由于風電場具有單機數(shù)目大、分布地區(qū)廣且大的特點，因此需要長時間頻繁維護。若將物聯(lián)網(wǎng)技術應用于風電場組網(wǎng)，則可以大大降低其運營維護的成本，文獻提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的風電機組狀態(tài)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以監(jiān)視設備運行狀態(tài)。文獻利用物聯(lián)網(wǎng)中的深度學習模型實現(xiàn)預測和診斷風力發(fā)電的故障，能夠提高風力發(fā)電機組的運行可靠性并減少成本。

總而言之，在電源側物聯(lián)網(wǎng)可以加快新能源的發(fā)展，規(guī)范新能源的并網(wǎng)和運行，但目前基于物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)出的這些監(jiān)測系統(tǒng)仍存在系統(tǒng)不夠完善、故障率較高的問題，且在通信方面，由于分布式電源具有隨機性、點多面廣等特點，可能會造成實時數(shù)據(jù)采集負擔、遠程監(jiān)測數(shù)據(jù)滯后等問題。因此，物聯(lián)網(wǎng)在電源側的應用需要改進的是加強監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)的可靠性以及系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸和處理能力。

1.2 網(wǎng)側的應用

傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術在輸電側的應用主要體現(xiàn)在對輸電線路狀態(tài)的監(jiān)測及線路檢修管控，其中通信一般依靠通信網(wǎng)(光纖網(wǎng)絡)或通用分組無線服務(General Packet Radio Service, GPRS)網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)在輸電側的應用可以解決目前監(jiān)測系統(tǒng)存在的運行維護費用高、數(shù)據(jù)傳輸率低等問題，從而提高輸電效率。

對于輸電線路的通信方面，目前基于物聯(lián)網(wǎng)技術的各種監(jiān)測系統(tǒng)的區(qū)別在于數(shù)據(jù)采集的方式不同或傳輸?shù)耐ㄐ欧绞讲煌?。文獻通過對不同物聯(lián)網(wǎng)通信技術的組合，從而實現(xiàn)對長距離輸電設施的信息傳輸和監(jiān)控。對于高壓線路的監(jiān)測方面，文獻實現(xiàn)了高壓輸電線路的在線監(jiān)測，通過對高壓線路的參數(shù)測量，提高了其通信穩(wěn)定性，但仍存在電磁干擾、防潮、防雷以及各種自然環(huán)境等防護問題。對于輸電塔的保護方面，文獻設計了輸電塔保護系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對高壓骨干輸電塔的故障分類、定位和預警。

在變電側的應用主要是對變電站電氣信息、狀態(tài)信息和操作信息進行監(jiān)控預警，一般通過光纖或工業(yè)以太網(wǎng)進行通信。

在變電設備監(jiān)測方面，物聯(lián)網(wǎng)的應用可以解決傳統(tǒng)變電設備監(jiān)測裝置相互獨立、數(shù)據(jù)無法共享、計算負荷分配不均及不具備故障初步診斷功能的問題。文獻均實現(xiàn)了對變電站內(nèi)主要變電設備的實時監(jiān)測和對存在的故障隱患進行報警和預警，文獻針對智能變電站設備提出全景信息建模方案，提高了設備性能。文獻通過計算傳感數(shù)據(jù)的可信度，可以防止異常數(shù)據(jù)導致變電設備的故障。文獻利用紅外圖像與可見光圖像配準方法，實現(xiàn)對變電設備異常狀態(tài)監(jiān)控。文獻設計了基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的高速監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程可視化。在變電站通信方面，對傳感器網(wǎng)絡進行設計，實現(xiàn)了變電站數(shù)據(jù)智能分析、遠程控制的功能。

在配電側的應用包括對設備提供智能管理，對電力設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)測，支撐配電自動化的實現(xiàn)，目前配網(wǎng)自動化中的通信主要是依靠光纖，沒有條件的地方則主要依靠 GPRS 無線公網(wǎng)。

在設備狀態(tài)監(jiān)測方面，物聯(lián)網(wǎng)技術可以對配電網(wǎng)中的設備運行狀態(tài)、運行環(huán)境狀態(tài)進行監(jiān)測，有助于提升電網(wǎng)運行水平。對于目前輸變配電設備監(jiān)測存在人工定期檢測作業(yè)方式效率低、人工監(jiān)測方式存在監(jiān)測不到位的問題。實現(xiàn)了對輸變配電設備狀態(tài)的在線運行監(jiān)測和智能管理，比傳統(tǒng)監(jiān)控方案更能確保設備信息感知與監(jiān)控之間的信息可靠交互。在配電自動化方面，利用云計算實現(xiàn)了配電自動化，提高了網(wǎng)絡的帶寬及減少延遲。將物聯(lián)網(wǎng)技術應用于主動配電網(wǎng)絡，提高主動配電網(wǎng)絡的效率和可靠性。

總而言之，物聯(lián)網(wǎng)技術的應用有助于提高網(wǎng)側的運維水平和智能化程度，提高了智能變電站的運行管理水平，實現(xiàn)災害的實時監(jiān)測和預警。但物聯(lián)網(wǎng)技術在輸電側應用仍存在通信傳輸速率較低以及信息在傳輸過程中被遮蔽等問題；在變電側的應用存在設備之間電磁干擾以及傳感器選擇和安裝等問題；在配電側的應用存在監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)準確率較低的問題、復雜采集網(wǎng)絡的控制問題，以及智能終端選型、投資布點的問題。因此，物聯(lián)網(wǎng)在輸電側應用需要改進的是加強對氣象等影響因素的監(jiān)測和提高數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)男?；在變電側應用需要改進的是傳感器的配置，以及解決通信干擾的問題；在配電側應用需要改進的是監(jiān)測系統(tǒng)的通信問題，提高系統(tǒng)的傳輸效率和準確性以及配網(wǎng)智能設備布點的合理規(guī)劃。

1.3 荷側的應用

物聯(lián)網(wǎng)在負荷側的應用顯著是低壓抄表方式的轉(zhuǎn)變，除此之外，物聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)在用電管理、用電方面的應用，進一步推動了智能家居、智能建筑方面的發(fā)展。

在智能用電服務方面，智能用電服務系統(tǒng)是智能電網(wǎng)建設在用戶側的重要組成部分，物聯(lián)網(wǎng)技術有助于提升電網(wǎng)與用戶的互動，提升用戶的生活質(zhì)量，建了雙向互動服務總體構架，實現(xiàn)電力流、信息流和業(yè)務流的雙向互動。設計了一種基于多種通信方式混合組網(wǎng)的智能用

電服務系統(tǒng)，也有效地提升了電網(wǎng)和用戶的互動。利用 ZigBee 技術進行用電信息采集，針對用戶不同的用電特點，為制定節(jié)能方案提供有力支持。

在智能家居、電動汽車方面，設計了基于實時電價的智能用電系統(tǒng)，還能達到平穩(wěn)的電

力負荷、提高能源利用的效果。在智能家居方面，設計了一個基于 B/S 架構的物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)，實現(xiàn)對智能家居系統(tǒng)的應用。用物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)樓宇智能化。但物聯(lián)網(wǎng)在用電側的應用仍存在數(shù)據(jù)采集的效率問題。設計了智能低成本家庭自動化系統(tǒng)，可以實現(xiàn)家庭用電監(jiān)控計量以及在線計費。

在電動汽車方面，物聯(lián)網(wǎng)技術也促進了電動汽車充電技術的發(fā)展。設計了充電導航路徑選擇模型，可以為電動汽車出行者制定快捷方便合理的充電導航路徑。文獻[52]提出一種物聯(lián)網(wǎng)架構，有助于電動汽車智能充換電服務網(wǎng)絡的運營。

由此可見，物聯(lián)網(wǎng)技術能有效提升負荷側的用電效率和用電管理水平。但是，物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)有應用存在用電數(shù)據(jù)挖掘不夠用電信息等問題，因此，物聯(lián)網(wǎng)在負荷側應用需要改進的是進一步對用電數(shù)據(jù)進行深入挖掘，從而獲取有價值的用電信息，以實現(xiàn)應用。

綜上可知，傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術在電網(wǎng)的源側、網(wǎng)側和荷側三方面都有不少應用，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，未來其應用場景也會更加豐富。

2 電力物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術

物聯(lián)網(wǎng)三個關鍵技術是物聯(lián)網(wǎng)整體架構的重要組成部分，三者是各類應用環(huán)節(jié)的技術基礎，為物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)的傳輸作了重要支持。傳感器作為數(shù)據(jù)獲取的源頭，通信技術組成了數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡，邊緣計算提高了數(shù)據(jù)的傳輸速度，云計算是數(shù)據(jù)處理和管理的平臺，從而使海量的電力數(shù)據(jù)在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中變得更加可靠，實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)的綜合應用。

三個關鍵技術的交叉應用，也為物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應用提供了更大的空間。傳感器與邊緣計算的結合，可以及時處理和分析更靠近生成數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)處理變得分散，從而降低數(shù)據(jù)的延遲和管理成本。傳感器與 LPWAN 技術等先進通信技術的結合，有利于分布式電源的運維，可以解決風電場范圍廣大且分布稀疏導致的運維成本高的問題。通信技術與云計算的結合，提高了通信的質(zhì)量和計算量，從而提高了網(wǎng)絡優(yōu)化的效率。物聯(lián)網(wǎng)三個關鍵技術使物聯(lián)網(wǎng)具備了控制功能、傳輸采集通信、智能化邊緣計算等性能，從而使得物聯(lián)網(wǎng)的通信對象范圍得到拓展和擴大,將原有的人與人的互聯(lián)轉(zhuǎn)化為人和世界萬物的聯(lián)系。

2.1 傳感器方面

傳統(tǒng)傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并按一定規(guī)律變換后輸出，典型的器件有電阻應變式傳感器、電荷耦合器件、霍爾傳感器等。隨著傳感器不斷發(fā)展，具有信息處理功能的智能傳感器占據(jù)較大的應用空間，智能傳感器也是物聯(lián)網(wǎng)獲取外界信息的重要途徑。與傳統(tǒng)傳感器相比，智能傳感器具有高精度、高可靠性、自適應強等優(yōu)勢。

目前，小微智能傳感器是傳統(tǒng)傳感器的發(fā)展方向，小微智能傳感器是傳統(tǒng)傳感器與微處理機相結合的產(chǎn)物，也稱為巨磁阻傳感器(Giant Magneto Resistance, GMR)，具有采集、處理、交換信息的能力，因其具有的特低功率、便于安裝、抗干擾等特點使智能電網(wǎng)透明化運行成為可能。因此，可以利用小微智能傳感器解決傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的應用瓶頸，例如將小微智能傳感器應用于物聯(lián)網(wǎng)的感知層，實現(xiàn)智能電網(wǎng)的大數(shù)據(jù)測量和收集，進一步拓展傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的應用范圍。小微智能傳感器作為透明電網(wǎng)重要的單元，仍存在電壓測量、功率較大等問題，其未來將要突破的瓶頸是自行實現(xiàn)能量的補給以及電壓測量的問題。

除此之外，物聯(lián)網(wǎng)技術在智能電網(wǎng)中的應用還有無線傳感網(wǎng)絡，它通過節(jié)點內(nèi)置傳感器進行采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中的目標信息[55]。無線傳感器網(wǎng)絡具有自組織性、抗干擾能力強等特點，它能為物聯(lián)網(wǎng)帶來傳感、互通和驅(qū)動的高性能。但無線傳感器網(wǎng)絡也存在一定的缺陷，首先不同應用場合下無線傳感器網(wǎng)絡的結構和協(xié)議不同，需要設計相同的標準接入到電力通信網(wǎng)；其次無線傳感器網(wǎng)絡在電網(wǎng)中會受到電磁干擾，可能會導致數(shù)據(jù)采集和傳輸過程中出現(xiàn)失誤，需要完成電磁兼容的可行性設計；無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點需要持續(xù)的能量供應，若將小微智能傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡相結合，從中可以挖掘小微智能傳感器在智能電網(wǎng)中可能的應用點。目前，無線傳感器網(wǎng)絡已經(jīng)開始逐步應用于智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)收集的場景中，如無線自動抄表、遠程系統(tǒng)監(jiān)控、設備故障診斷等。

2.2 通信方面

傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)中一般針對距離的遠近采用不同的通信技術，在局域網(wǎng)的場景中，一般采用短距離無線通信技術如 WIFI、藍牙等，具有易部署、功耗低、速率高的特點，但應用距離有限。在范圍較廣的連接中，可以采用移動蜂窩網(wǎng)通信技術如 3G、4G，雖距離遠、覆蓋廣、速率高，但功耗大、成本高。除此之外，傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)還存在多種通信技術的融合問題。針對傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)通信技術功耗與距離無法兼容、信號串擾等問題，未來通信技術將向高傳輸速率、低功耗、遠距離、減少干擾等方向發(fā)展。其中具有代表性的未來通信技術有：寬帶載波、5G、低功耗廣域網(wǎng)絡(Low-Power Wide-Area Network,LPWAN)等。

2.2.1 寬帶載波通信技術

寬帶載波通信技術采用先進的正交頻分復用技術 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)，即一種通信編碼技術，利用覆蓋范圍廣泛的電力線作為高速數(shù)據(jù)通信的載體，可以免布線、低成本地實現(xiàn)用戶的數(shù)據(jù)終端接入寬帶通信網(wǎng)絡。相較于目前的窄帶載波技術而言，寬帶載波擁有三大核心優(yōu)勢：高頻點、遠離電力線干擾；多載波、自動規(guī)避干擾；高速率、減少通信延時。寬帶載波通信技術可以解決多臺變信號串擾問題，可以更好地支撐智能用電。除此之外，寬帶載波通信技術可以為智能配電網(wǎng)中信息采集等場景提供高速可靠的信息通道。若將其應用于城區(qū)的中壓電纜，可以滿足配電系統(tǒng)中海量數(shù)據(jù)的傳輸要求，解決通信速率較低的問題。

2.2.2 5G 通信技術

5G 是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術，可以解決海量無線通信需求，將采用包括大規(guī)模天線陣列、超密集組網(wǎng)、新型多址、全頻譜接入和新型網(wǎng)絡架構在內(nèi)的一組關鍵技術，以滿足各種場景的差異化需求，文獻對此提出了應用于 5G 大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)連接的網(wǎng)絡框架。低功耗寬連接和低時延高可靠場景主要面向物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務，是 5G 新拓展的場景，解決傳統(tǒng)移動通信不能很好地支持物聯(lián)網(wǎng)及垂直行業(yè)應用的問題。5G 系統(tǒng)具有很高傳輸速率、超大容量帶寬、低延時低功耗的點對點傳輸?shù)忍攸c?？梢詰糜诜植际诫娫窗l(fā)電狀況的監(jiān)測，提高能源的利用率；電纜的狀態(tài)評估，有利于發(fā)現(xiàn)和預防故障發(fā)生；無人機巡檢輸電線路，可以拍攝更多更高清的圖片視頻，提高巡檢可靠性；還可以應用于智能變電站、變電站機器人、配電自動化等場景。

2.2.3 低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)(LPWAN)技術

LPWAN 可以優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)應用中的 M2M 通信場景，是以星型網(wǎng)絡覆蓋，支持單節(jié)點覆蓋可達 100 km的遠程無線網(wǎng)絡通信技術。LPWAN 的特點在于覆蓋遠、功耗低、低帶寬以及可以使用非同步通信。LPWAN 在網(wǎng)絡配置方面有很大的靈活性，可以支持定位服務和移動對象，并具有抗干擾的能力。LPWAN 可以應用于源網(wǎng)荷互動、電氣設備溫度監(jiān)測、配電故障指示器等，還可實現(xiàn)包括發(fā)電廠、變電站、電動交通基礎設施、分布式發(fā)電運維、環(huán)境監(jiān)測等能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的海量小數(shù)據(jù)連接需求。

2.3 云計算方面

云計算技術。云計算利用網(wǎng)格計算將多個計算機實體集成到一個強大的計算系統(tǒng)中，并通過相關技術將計算能力分配給用戶。與傳統(tǒng)計算模型相比，云計算具有高速互聯(lián)網(wǎng)傳輸能力、接近無限存儲和計算能力強大等優(yōu)勢?？梢詫⒃朴嬎銘糜陔娋W(wǎng)調(diào)度、電網(wǎng)信息通信、電力數(shù)據(jù)存儲等，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的存儲和處理以及處理平臺的統(tǒng)一管理和彈性擴容

2.3.1 智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)

隨著智能電網(wǎng)的建設，電網(wǎng)結構變得越來越復雜，規(guī)模也越來越大，為了對電網(wǎng)進行實時監(jiān)控和調(diào)度。如何對大量智能監(jiān)測終端所產(chǎn)生的大規(guī)模運行數(shù)據(jù)信息進行實時可靠的采集、傳輸、存儲和管理就顯得十分必要。

在電網(wǎng)調(diào)度運行分析的過程中，以云計算為核心，以統(tǒng)一模型的數(shù)據(jù)庫為依托，采用相應的服務總線技術，把分布在各個局站的調(diào)度子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和功能，用系統(tǒng)結構化的架構整合在一起，構建具有實時性強、可靠性高的電網(wǎng)調(diào)度云計算平臺。從而實現(xiàn)對不同的調(diào)度實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，支撐支持系統(tǒng)的運行，滿足大計算量應用的需求。以及對大規(guī)模信息數(shù)據(jù)可靠的存儲和管理。

2.3.2 電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析平臺

隨著智能電網(wǎng)的規(guī)模日益擴大，各種智能電表、傳感器、信息系統(tǒng)等異構分布式數(shù)據(jù)源持續(xù)不斷地產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)如用戶用電數(shù)據(jù)、調(diào)度運行數(shù)據(jù)、設備監(jiān)測數(shù)據(jù)等，被稱為電力大數(shù)據(jù)。除此之外，分布式電源和電動汽車的大量接入，也會為電網(wǎng)注入更多的數(shù)據(jù)流，從這些數(shù)據(jù)中可以得到有應用價值的信息。

目前，智能電網(wǎng)中安裝了許多智能化的測量裝置，從中產(chǎn)生了海量數(shù)據(jù)。而傳統(tǒng)的電力數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)大多基于關系數(shù)據(jù)庫，分析速度慢且可伸縮性差，難以適應智能電網(wǎng)時代電力大數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)存儲與分析的需求，已成為智能電網(wǎng)建設的瓶頸，因此，電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析平臺應運而生。

電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析平臺一般可以分為數(shù)據(jù)載入與處理、數(shù)據(jù)組織與存儲、數(shù)據(jù)交互式分析與展示三個部分，主要利用大數(shù)據(jù)處理技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效處理和分析。主要結合云計算技術、分布式聯(lián)機分析處理等大數(shù)據(jù)處理技術實現(xiàn)對電力用戶側、電力設備狀態(tài)的大數(shù)據(jù)分析。電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析平臺可以增加電網(wǎng)的透明度，使運行狀態(tài)透明化，在此基礎上，結合其他不同的信息源也會有更深層次的應用，如電力系統(tǒng)智能安防、用戶行為分析、大用戶節(jié)能服務、用戶竊電行為挖掘、需求側管理等。

2.4 邊緣計算方面

邊緣計算的“邊緣"指的是在數(shù)據(jù)產(chǎn)生源頭之間任一具有計算資源和網(wǎng)絡資源的路徑。邊緣計算旨在將計算資源推向更靠近網(wǎng)絡邊緣的位置，其目標是改善網(wǎng)絡延遲并確保執(zhí)行任務的效率。這樣能夠快速響應用戶請求，并實現(xiàn)較低的時延和較高的帶寬。邊緣計算可以使許多控制從集中式云轉(zhuǎn)移到邊緣，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)對海量數(shù)據(jù)的實時分析。當電力系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運行或發(fā)生故障時，傳統(tǒng)方式是將海量信息上傳到集中式系統(tǒng)進行處理，這就對計算機的

數(shù)據(jù)處理能力提出了很高的要求，而云/邊緣技術就可以解決此問題。除此之外，還可以將邊緣計算應用于智能家居、傳輸線路監(jiān)測、智能變電站等，提高系統(tǒng)效率和實時性。當前，邊緣計算的研究主要集中在移動邊緣網(wǎng)絡、霧計算、邊緣云等方面，移動邊緣計算成為未來的研究方向。

2.4.1 非侵入式負荷監(jiān)測

非侵入式負荷監(jiān)測支撐戶內(nèi)用電數(shù)據(jù)采集、電能質(zhì)量監(jiān)測與源頭識別和支持用戶參與需求側響應。傳統(tǒng)的侵入式負荷監(jiān)測系統(tǒng)把傳感器安裝至各個負荷處，監(jiān)控每個負荷的運行情況。而非侵入負荷監(jiān)測的特點是硬件較簡單、分析軟件較復雜，分析軟件能夠?qū)Σ杉瘮?shù)據(jù)進行數(shù)學分析，從中獲得有用的信息。因此，只需在用戶的電表加入此模塊，就能夠?qū)崿F(xiàn)對一個用戶所有負荷的在線監(jiān)測和分解。非侵入式負荷監(jiān)測可為用戶提供用能狀況分析等多種用能服務，實現(xiàn)用戶間接管理，提高用能效率，實現(xiàn)用能策略優(yōu)化；可以實現(xiàn)對電動機類負荷的非侵入式故障診斷；可以利用負荷構成信息和變化情況實施需求響應，并可以應用于變電站層的擴展及應用。面對分布廣泛且群體龐大的電力低壓用戶，若將邊緣計算應用于非侵入式負荷監(jiān)測，并將處理好的數(shù)據(jù)傳輸至云服務器，有利于將數(shù)據(jù)在用戶側進行處理，減少數(shù)據(jù)傳輸負擔，有助于實現(xiàn)實時負荷數(shù)據(jù)監(jiān)測。

2.4.2 輸電線路設備智能監(jiān)控

針對配電網(wǎng)具有結構復雜、點多面廣的特點以及電網(wǎng)監(jiān)控存在的問題。目前大部分解決方案是將采集的圖片信息上傳至服務器進行分析，但視頻圖像傳輸量大且有效信息少，會占用和浪費大量網(wǎng)絡資源，利用邊緣計算可以在后端配備計算能力較強的計算單元，使用回傳數(shù)據(jù)進行深度學習，建立模型，減少大量無用數(shù)據(jù)的傳輸，增強異常檢測能力。因此，邊緣計算聚焦實時、短周期數(shù)據(jù)分析的特點，更適合實時的數(shù)據(jù)分析和智能化處理。除此之外，對于配電線路設備數(shù)量多以及管理的問題，通過邊緣終端部署邊緣計算對原始數(shù)據(jù)進行處理，從而降低數(shù)據(jù)傳輸帶寬及處理成本。并能將設備正常模型下發(fā)到邊緣側，對邊緣側的數(shù)據(jù)傳輸進來與模型進行匹配，從而實現(xiàn)預測性維護，提高設備的可靠性。

上述三種物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術的發(fā)展使得以前一些不可能實現(xiàn)或解決的問題有了新的轉(zhuǎn)機，也使得未來智能電網(wǎng)發(fā)展有了新的契機，使未來電網(wǎng)更加智能化。

首先，物聯(lián)網(wǎng)技術可以成為解決電力大數(shù)據(jù)的一大利器。隨著我國智能電網(wǎng)不斷發(fā)展，發(fā)電側、電網(wǎng)側和用戶側產(chǎn)生了海量數(shù)據(jù)，對電網(wǎng)的監(jiān)控、調(diào)度和管理帶來了巨大挑戰(zhàn)。如何對電力系統(tǒng)中多種類型的數(shù)據(jù)進行有效的分析和管理成了急需解決的問題。通過傳感器技術將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行收集，利用通信技術將數(shù)據(jù)傳送到主站，對各項數(shù)據(jù)進行分析和可視化

展示，有利于電網(wǎng)相關人員及時洞察已存在的異常和潛在的故障，實時準確地監(jiān)測電網(wǎng)的運行狀態(tài)，有利于提高電網(wǎng)的可靠性。除此之外，傳統(tǒng)的集中式控制模式已無法滿足海量數(shù)據(jù)的傳輸處理要求，利用邊緣計算在網(wǎng)絡邊緣側進行智能處理，可降低對主站系統(tǒng)的壓力，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性、準確性。

其次，物聯(lián)網(wǎng)技術可以促進與用戶交互的智能用電模式的推廣。隨著我國人民生活質(zhì)量的提高，人民對供電質(zhì)量要求也越來越高，傳統(tǒng)的配網(wǎng)運行管理手段已難以有效保障低壓配網(wǎng)的可靠經(jīng)濟運行以及用戶的正常用電。如何在滿足人民用電需求的同時提供高質(zhì)量的供電服務是目前用電側需要解決的問題。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)有利于用電側的管理，通過物聯(lián)網(wǎng)可以對用戶及配電網(wǎng)運行狀態(tài)進行準確的測量，以保障智能用電的實施，及時處理收集的數(shù)據(jù)，對用電的交互也提供了保障。

物聯(lián)網(wǎng)技術可以降低分布式電源等新能源接入帶來的風險。隨著新能源在電網(wǎng)中的接入和應用，對配電網(wǎng)造成較大的影響，使之運行狀態(tài)和特性發(fā)生了新的變化。分布式電源出力的隨機性、間歇性和波動性會造成配電網(wǎng)功率和電壓波動，對配網(wǎng)運行控制和保護帶來了一定的挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)技術通過對分布式電源進行實時監(jiān)測，及時進行調(diào)整，從而提高用戶的電能質(zhì)量水平。

綜上可知，傳統(tǒng)電網(wǎng)的運行控制模式已不能適應智能電網(wǎng)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術是提高電網(wǎng)運行智能化水平、提高電網(wǎng)調(diào)度控制保障電網(wǎng)運行的重要途徑。

3 智能電網(wǎng)的發(fā)展愿景——透明配電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

3.1 透明配電網(wǎng)

當前，能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展出現(xiàn)了新的趨勢，即李立浧院士在 2018 鹽城綠色智慧能源大會上提出的“透明電網(wǎng)"方向，透明電網(wǎng)通過各種“互聯(lián)網(wǎng)+"技術的綜合運用，使電網(wǎng)運行透明可觀可測。區(qū)別于運行數(shù)據(jù)少和設備狀態(tài)不可見的傳統(tǒng)配電網(wǎng)，透明配電網(wǎng)是近年來伴隨著數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)分析技術在配電網(wǎng)深度應用而出現(xiàn)的一種新的配電網(wǎng)形態(tài)。

物聯(lián)網(wǎng)技術是構成透明配電網(wǎng)的重要基礎，能為透明配電網(wǎng)提供有力的技術支持。透明配電網(wǎng)以數(shù)據(jù)監(jiān)測為基礎，為了實現(xiàn)配電網(wǎng)的透明化，要求數(shù)據(jù)且數(shù)量足夠多，而傳統(tǒng)的測量裝置無法實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的測量和實時傳送，此時物聯(lián)網(wǎng)便可以發(fā)揮其優(yōu)勢。傳感器技術可以解決透明配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的需求，實時采集海量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)透明。通信技術例如 LORA、NB-IOT可以解決透明配電網(wǎng)的通信需求，可以實時傳輸可靠的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)

配電網(wǎng)的狀態(tài)透明。云邊緣計算可以解決透明配電網(wǎng)海量數(shù)據(jù)處理的需求，快速處理上傳海量數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)配電網(wǎng)的態(tài)勢透明。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展將使配電網(wǎng)透明化成為可能。

3.2 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

國家電網(wǎng)近期提出來的“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)"理念，其實質(zhì)與透明電網(wǎng)特別是透明配電網(wǎng)的內(nèi)涵高度吻合，即圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，充分應用移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術、先進通信技術，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機交互，具有狀態(tài)感知、信息處理、應用便捷靈活特征的智慧服務系統(tǒng)。

傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)架構采用的是分層體系，分為感知層、網(wǎng)絡層、應用層三層，對應的層次特征分別是感知、可靠傳遞、智能處理。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)應用的體現(xiàn)，可以分為感知層、網(wǎng)絡層、平臺層、應用層這四層結構，結構如圖 2 所示。感知層通過傳感器技術負責數(shù)據(jù)采集和處理，利用邊緣計算處理一些區(qū)域化的計算任務，從而減輕平臺層服務器的計算壓力，提升實時性和建立統(tǒng)一的終端操作系統(tǒng)是未來感知層的發(fā)展方向。網(wǎng)絡層負責對感知層和平臺層之間的數(shù)據(jù)進行傳輸，利用多種通信方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸與靈活調(diào)度，提高信息的傳輸速度和流量，電力載波通信技術和 5G 技術是未來網(wǎng)絡層的發(fā)展方向。平臺層通過云計算技術負責數(shù)據(jù)處理和物聯(lián)管理，是實現(xiàn)應用的基礎，提高協(xié)同計算與實時響應能力是未來平臺層的發(fā)展方向。應用層實現(xiàn)電網(wǎng)的生產(chǎn)運營、經(jīng)營管理和相關的用能服務，如微網(wǎng)運行管理、電動汽車的運營管理、園區(qū)能源管理等，跨專業(yè)的物聯(lián)管理是未來應用層的發(fā)展方向。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設為大數(shù)據(jù)與人工智能在能源互聯(lián)網(wǎng)領域的應用打下了基礎。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在電網(wǎng)三個方面尤其是荷側有更好的表現(xiàn)。目前對荷側的感知還不夠深入，從低壓側只能獲取到電量數(shù)據(jù)，若能得到更多類型的數(shù)據(jù)，從而可以針對不同類型的用戶用電情況進行更精確的分析，通過對電量負荷曲線等規(guī)律研究，深入挖掘荷側海量數(shù)據(jù)的應用價值。首先，可以實現(xiàn)智能用電、智能家居應用，增加與用戶的互動，提高用戶的生活質(zhì)量；其次，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的商業(yè)價值，比如商家可以針對不同電量的用戶生產(chǎn)銷售對應的電氣設備；進一步實現(xiàn)應用，實現(xiàn)電氣互聯(lián)到信息互聯(lián)的轉(zhuǎn)變。泛在物聯(lián)網(wǎng)目標就是從電表、用戶、電網(wǎng)的互聯(lián)變成所有電氣設備與人的互聯(lián)即萬物互聯(lián)。目前泛在電力物聯(lián)網(wǎng)仍存在感知層的傳感器數(shù)據(jù)準確性、網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r性以及大量數(shù)據(jù)接入存儲帶來的電力數(shù)據(jù)問題，若能解決上述問題，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將會有應用空間。

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；和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?；陔妱幼孕熊嚮馂牡奈：吞攸c，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結論

物聯(lián)網(wǎng)技術將電力系統(tǒng)的各個元素緊密地、有機地聯(lián)系起來，不斷促進電力系統(tǒng)的自動化、信息化和智能化。傳感器技術、通信技術與云/邊緣計算技術等物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術在電力系統(tǒng)源側、網(wǎng)側和荷側三方面的深化應用和擴大影響，推動了電力系統(tǒng)實現(xiàn)可觀可測、可調(diào)可控。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的進一步發(fā)展和突破，未來物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)具有巨大的應用空間。在物聯(lián)網(wǎng)技術的支撐下，智能電網(wǎng)將會朝著透明運行和泛在物聯(lián)的形態(tài)發(fā)展。

參考文獻

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[2] 錢志鴻,王義君.物聯(lián)網(wǎng)技術與應用研究[J].電子學報

[3] 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