李茫茫
安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801;
摘要:泛在電力物聯(lián)網(wǎng)作為一種智能化服務(wù)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(gòu)的基礎(chǔ)上,根擁國家電網(wǎng)公司的戰(zhàn)略安排指導(dǎo),對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進行趨勢分析并提出建設(shè)性意見。
關(guān)鍵詞:泛在電力物聯(lián)網(wǎng);含義;架構(gòu);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(shù)應(yīng)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(yīng)用便捷靈活等特征的智能化服務(wù)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(yīng)用。電力物聯(lián)網(wǎng)是把電力系統(tǒng)里的各種設(shè)備、電力企業(yè)和用戶相連形成的一個網(wǎng),而所謂的“泛在”就是“無所不包、無所不在”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(cè)的應(yīng)用。未來的泛在網(wǎng)絡(luò)較大的想象空間是在配用電側(cè),它將是主動式配電網(wǎng)的表現(xiàn),能夠?qū)崿F(xiàn)分布式發(fā)電(DG)與智能用電的結(jié)合,網(wǎng)絡(luò)中無處不在的感知技術(shù)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(cè)有更多的表現(xiàn)是因為發(fā)、輸電側(cè)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)的體量較大、影響較深、覆蓋范圍較廣,兩者之間類似人體的主動脈與毛細血管之間的關(guān)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(shù)手段實現(xiàn)能源生產(chǎn)、輸送、消費的**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(guān)系
堅強智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)**組合構(gòu)成能源互聯(lián)網(wǎng)。其中,堅強智能電網(wǎng)較多應(yīng)用于發(fā)、輸電環(huán)節(jié),尤其在特高壓建設(shè)和新能源(風(fēng)、光等)建設(shè)方面;而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)側(cè)重在電力需求側(cè).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**信息通信技術(shù).較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(shè)戰(zhàn)略安排
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)未來的建設(shè)節(jié)奏分為兩步:一是到2021年達到網(wǎng)絡(luò)的初步建成,實現(xiàn)業(yè)務(wù)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(luò)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(shè)備較多的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。據(jù)有關(guān)研究統(tǒng)計預(yù)測:目前國網(wǎng)系統(tǒng)接入的終端設(shè)備過了 5.0億只(包括電表 4.5億只、其他設(shè)備幾千萬臺)。根據(jù)國網(wǎng)規(guī)劃,2025年接入終端設(shè)備將過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(yù)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(qū)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(shè)計思路進行迭代較新。
4、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)
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(luò)層、應(yīng)用層這4層結(jié)構(gòu)。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(xué)算法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)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(luò)服務(wù)能力,以滿足物聯(lián)網(wǎng)在配電業(yè)務(wù)應(yīng)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(shù)形成的信息傳輸系統(tǒng)將成為泛在網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的關(guān)鍵力量,信息的傳輸速度與流量是泛在網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。
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(cè)改革不斷深入的背景下和國網(wǎng)新一代**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(shè)電力互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟相關(guān)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(wù)。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(lǐng)域的新業(yè)態(tài)已經(jīng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)業(yè)務(wù)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(quán)和參與感,如得到用電斷、科學(xué)用電方案、差異化電價信息等增值服務(wù)。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(xí)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(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),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、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(yīng)商、用戶服務(wù)。
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(yù)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(yīng)用在多地國網(wǎng)公司用戶端業(yè)務(wù)、**、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(fēng)險預(yù)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(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APP下發(fā)運維任務(wù)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**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)進行分析,按照區(qū)域、部門、用電設(shè)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**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**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(wù),為**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,進行關(guān)聯(lián)分析,及時給出環(huán)保設(shè)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。**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**通過污染防治設(shè)施用電實時監(jiān)控,實現(xiàn)對排污企業(yè)生產(chǎn)運行無死角、全流程監(jiān)控,達到變?nèi)朔罏樾畔⒒挤溃瑥氖潞筇幜P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)管開辟較加切實、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(yīng)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?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)的比例較高。**、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(yù)防電氣火災(zāi)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(xué)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(zāi)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(shè)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(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(shù)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(yù)警;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(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)的一個隱患?;陔妱幼孕熊嚮馂?zāi)的危害和特點,各級**部門發(fā)文對電動自行車火災(zāi)的整治都放在規(guī)范停放和充電行為上。安科瑞Acrelcloud-9500充電樁運營管理云平臺,針對電動自行車火災(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營管理。
6.1.6物業(yè)小區(qū)預(yù)付費管理云平臺
安科瑞遠程預(yù)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(xué)校、工廠宿舍的后勤管理部門以及連鎖市、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(yù)付費管理,或者學(xué)校對學(xué)生宿舍的用電預(yù)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(jié)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(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)。
6.3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)后補傳數(shù)據(jù),斷點續(xù)傳,提高數(shù)據(jù)可靠性。
6.4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過185萬臺。
6.5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。
7、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的建議
電網(wǎng)的發(fā)展升級亟待物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度參與,然而物聯(lián)網(wǎng)作為一項*技術(shù)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(fù)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(dāng)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(shè)來說,應(yīng)在這樣一個萌芽階段及時制定遠期規(guī)劃,科學(xué)規(guī)范引導(dǎo)物聯(lián)網(wǎng)在電網(wǎng)中的發(fā)展,有效避免重復(fù)性建設(shè)。
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)不是一蹴而就的,需要在探索實踐中不斷試錯來改善較新,這必將是一個漫長的過程,在培養(yǎng)用戶習(xí)慣、調(diào)整路徑依賴等非技術(shù)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(shù)標準對于整個電網(wǎng)的統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)至關(guān)重要.只有這樣才能在技術(shù)上一脈相承、在用戶習(xí)慣上始終如一、在工程建設(shè)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(shè)保駕**。
參考文獻
[1]藺鵬忠,藺鵬偉.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃與發(fā)展分析
[2]汪洋,蘇斌.趙宏波.電力物聯(lián)網(wǎng)的理念和發(fā)展趨勢[J].電信科學(xué),2010(S3):9-I4.
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版
作者簡介:
李茫茫,女。任職單位:現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司
聯(lián)系電話:021-,手機:,QQ:
安科瑞電氣股份有限公司專注于4G計量表,多用戶表,分表計電,建筑能耗系統(tǒng),藍牙電表,馬達保護器,配電房運維系統(tǒng),配電列頭柜,手機抄表系統(tǒng),溫度監(jiān)測方案,線路保護器,銀行安全用電,遠程抄表系統(tǒng)等, 歡迎致電 13774416974