胡冠楠
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定
摘要：為了有效順應數字革命和能源革命的發(fā)展，泛在電力互聯(lián)網(wǎng)中被提出。泛和智能電網(wǎng)之間相互彌補，逐漸成了新時(shí)代下能源互聯(lián)網(wǎng)的全程在線(xiàn)和全面感知以及全要素互聯(lián)網(wǎng)的能源電力新形態(tài)。文章分析了泛的特點(diǎn)，及其在電力物聯(lián)網(wǎng)中的應用，為相關(guān)研究提供一定參考。
關(guān)鍵詞：電力物聯(lián)網(wǎng)；泛；應用
0前言
目前社會(huì )對電的依賴(lài)性越來(lái)越大，同時(shí)供電優(yōu)質(zhì)性和可靠性以及經(jīng)濟性的要求也逐漸變高，電網(wǎng)的形態(tài)在此背景下發(fā)生了一定改變，導致供電壓力慢慢變大。我國的電力市場(chǎng)正在不斷開(kāi)放，而且在這個(gè)過(guò)程中輸配電的價(jià)格不斷變低，其電量也在此背景下不斷減速，電力業(yè)務(wù)需要面臨十分強烈的市場(chǎng)競爭。
1電力物聯(lián)網(wǎng)中泛的特點(diǎn)
1.1通信靈活，信息的融合度較高
電力系統的運行監控和運行調度要求信息快速準確實(shí)時(shí)傳遞，為此，要利用靈活的通信方式和有效的數據融合技術(shù)。在電力物聯(lián)網(wǎng)中信息通過(guò)傳感器進(jìn)行傳遞前泛可以初步壓縮 采集來(lái)的各種信息，以有效防治數據大量冗余，避免數據包丟失及信道擁塞等問(wèn)題出現。然后在將各種信息傳送到基站進(jìn)行深入處理，然后則將處理后的數據傳遞到用戶(hù)終端。對通信設備和傳感來(lái)說(shuō)，還可以通過(guò)多跳的方式有效實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信，整個(gè)通信中主要包含很多條鏈路。另外，這種方式還能縮短設備之間的通信距離，在一定程度上增加網(wǎng)絡(luò )的容錯性和靈活性。
1.2 組網(wǎng)快速且靈活，信息的感知全面
在傳感器中，泛可以根據電力行業(yè)的具體需求對系統中的各個(gè)角落進(jìn)行直接部署，有效實(shí)現全面感知。隨著(zhù)如今無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，無(wú)線(xiàn)傳感設備可以進(jìn)行靈活的部署，同時(shí)在此基礎上通過(guò)協(xié)作組織的形式將快速組網(wǎng)和通信連接快速建立起來(lái)，實(shí)現電力系統周?chē)h(huán)境的實(shí)時(shí)感知和各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節的處理。這樣的形式對結構復雜且涉及范圍廣泛的電力系統來(lái)說(shuō)十分重要。比如在相對較為惡劣的海上風(fēng)電場(chǎng)環(huán)境中部署傳感器，可以有效監控風(fēng)電機組，同時(shí)還可以使風(fēng)電機組的故障率得到集大程度的降低，并在此基礎上顯著(zhù)提升風(fēng)電場(chǎng)的經(jīng)濟效益。
2泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應用
2.1通過(guò)數據鞏固服務(wù)的基礎
在電力物聯(lián)網(wǎng)中實(shí)際對泛進(jìn)行建設時(shí)，首先需要對電力系統中的各種數據進(jìn)行充分利用。對輸電線(xiàn)路和變電站以及用電信息等數據進(jìn)行采集，同時(shí)將能源互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)理論充分利用好，并和通信圖論與原理等處理方式相結合，降維和歸一化以及重建處理相關(guān)數據，以此為電力系統的協(xié)調規劃和優(yōu)化運行打下一個(gè)堅實(shí)的基礎。針對數據的采集來(lái)說(shuō)，其主要是在電力系統的各個(gè)環(huán)節中布置感知裝置，然后感知和監控以及測量電力設備具體的運行狀況，以此提供相應數據支撐電力設備的管理。
2.2 打造安全且經(jīng)濟的電網(wǎng)
結合采集的數據和機器學(xué)習方法，對功率預測系統和實(shí)時(shí)監測系統進(jìn)行研發(fā)，并將以核電機組和火力為重要基礎調度系統建立起來(lái)。實(shí)施采集時(shí)設備的狀態(tài)診斷技術(shù)和電力設備數據相互結合，設備實(shí)際運行的狀態(tài)可以被有效感知，還可以在此基礎上積極制定檢修對策，提升設備運行的可靠性。通過(guò)和泛結合，可以有效建立智能配電管理系統，并使現場(chǎng)中作業(yè)的各個(gè)環(huán)節的線(xiàn)上化得以有效實(shí)現，另外人員的冗余還可以通過(guò)電子工作票和電子身份進(jìn)行有效減少，讓國網(wǎng)的內部工作效率得到顯著(zhù)提升。
在電力物聯(lián)網(wǎng)中，泛主要是通過(guò)荷和網(wǎng)以及源還有人等各個(gè)方面的參與的一種互動(dòng)型網(wǎng)絡(luò )，能源的多目標化必須得以有效實(shí)現，同時(shí)在此基礎上還需讓供應需求得到有效滿(mǎn)足。另外價(jià)格和成本以及效率等方面問(wèn)題還需要考慮清楚。在物聯(lián)網(wǎng)中通過(guò)泛對數據所產(chǎn)生的感知，可以對其處于物聯(lián)網(wǎng)各個(gè)節點(diǎn)的相互聯(lián)系和特征進(jìn)行有效分析，同時(shí)資源優(yōu)化的問(wèn)題可以使用優(yōu)化模型進(jìn)行有效解決，以有效滿(mǎn)足業(yè)務(wù)和用戶(hù)的多樣化需求。
不但要保證運行規劃安全，同時(shí)此情況下和客戶(hù)之間的交流與溝通也產(chǎn)生了十分大的變化。在電力互聯(lián)網(wǎng)中泛為電網(wǎng)搭建了能源服務(wù)平臺，在企業(yè)內部，其辦事效率得以顯著(zhù)提升，還有效實(shí)現了線(xiàn)上管理和線(xiàn)上登記以及自動(dòng)檢查等。另外，在配送方面，其信息的實(shí)施記錄得以有效實(shí)現，并在此基礎上有效提高安全性和透明度。傳統的商業(yè)模式在此背景下得到了有效改變，同時(shí)還相應的出臺了很多新型的政策，將服務(wù)的范圍擴大很多。在此基礎上給工業(yè)區和能源企業(yè)以及個(gè)人用戶(hù)等提供了線(xiàn)上大數據管理和金融服務(wù)以及供電服務(wù)等，同時(shí)還將包含電網(wǎng)和政府以及用戶(hù)的新型能源生態(tài)體系侯建起來(lái)。
3安科瑞為國家電網(wǎng)2020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(hù)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(gè)環(huán)節加大研發(fā)投入，已經(jīng)形成“云（云平臺）-管（有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)物聯(lián)）-邊（邊緣計算）-端（終端設備）"的生態(tài)系統，積極參與泛在電力物聯(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(hù)在任何時(shí)間、地點(diǎn)、人、物之間實(shí)現信息連接和交互，產(chǎn)生共享數據，從而為電網(wǎng)、發(fā)電、供應商、用戶(hù)服務(wù)。
3.1云平臺
安科瑞電氣近年來(lái)已經(jīng)陸續推出變電所運維云平臺、能源管理云平臺、智慧安全用電云平臺、環(huán)保用電監管云平臺、充電樁（電動(dòng)汽車(chē)/自行車(chē)）運營(yíng)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(hù)端業(yè)務(wù)、環(huán)保部門(mén)、安監部門(mén)、住建部門(mén)等。
3.1.1變電所運維云平臺
據統計全國高供高計的工商業(yè)用戶(hù)數量達到200多萬(wàn)戶(hù)，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(shí)間長(cháng)、風(fēng)險預防薄弱等問(wèn)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(chǎng)，這是一個(gè)千億級別的市場(chǎng)。
AcrelCloud-1000電力運維云平臺采用多功能電力儀表、無(wú)線(xiàn)通信、邊緣計算網(wǎng)關(guān)及大數據分析技術(shù)，通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)采集現場(chǎng)數據并存儲在本地，再定時(shí)向云平臺推送數據。平臺可同時(shí)接入數以千計的用戶(hù)變電站數據。平臺采集的數據包括變電所電氣參數和環(huán)境數據，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、煙霧、視頻、門(mén)禁等信息，有異常發(fā)生10S內通過(guò)短信和APP發(fā)出告警信號。平臺通過(guò)手機APP下發(fā)運維任務(wù)到Z定人員手機上，并通過(guò)GPS跟蹤運維執行過(guò)程進(jìn)行閉環(huán)，提高運維效率，即時(shí)發(fā)現運行缺陷并做消缺處理。
3.1.2能源管理云平臺
Acrelcloud-5000能耗管理云平臺可適用于各個(gè)行業(yè)，如政府辦公建筑、工廠(chǎng)、教育建筑、醫療建筑、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 )采集不同區域多個(gè)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(fēng)力、儲能等新能源數據，對用能數據進(jìn)行分析，按照區域、部門(mén)、用電設備類(lèi)型進(jìn)行細分，提供同比、環(huán)比分析比較和用能數據追溯，同時(shí)可以提供尖峰平谷各時(shí)段用能數據和報表，幫助用戶(hù)梳理能源賬單明細和制定能源績(jì)效考核。
3.1.3環(huán)保用電監管云平臺
近年來(lái)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(mén)的有力監察執法。安科瑞針對環(huán)保監察的痛點(diǎn)研發(fā)了環(huán)保用電監管系統解決方案，助力環(huán)保部門(mén)堅決打贏(yíng)藍天碧水保衛戰。
Acrelcloud-3000環(huán)保用電監管平臺主要為環(huán)保監察部門(mén)和產(chǎn)污排污企業(yè)服務(wù)，為環(huán)保部門(mén)提供在線(xiàn)監管和執法依據，為生產(chǎn)企業(yè)提供設備運行監控和產(chǎn)污排污數據記錄。
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(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，及時(shí)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(shí)現全過(guò)程防控。前端設備采用不停電免接線(xiàn)方案采集用電數據，經(jīng)LORA無(wú)線(xiàn)上傳到環(huán)保數據網(wǎng)關(guān)，再通過(guò)4G上傳平臺服務(wù)器或縣、市、省級環(huán)保平臺。各地環(huán)保部門(mén)通過(guò)污染防治設施用電實(shí)時(shí)監控，實(shí)現對排污企業(yè)生產(chǎn)運行w死角、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，能夠扭轉傳統依靠人力、經(jīng)驗進(jìn)行現場(chǎng)核查的狀態(tài)，為環(huán)保監管開(kāi)辟更加切實(shí)、有效的監管方式，形成長(cháng)效機制。
3.1.4智慧安全用電云平臺
據應急管理部網(wǎng)站數據，2016~2018年期間因為電氣原因導致的火災占總數的30%~34%左右，其中2018年全國共接報火災23.7萬(wàn)起，因違反電氣安裝使用規定引發(fā)的火災占總數的34.6%，較大和重大火災事故中，電氣火災的比例更高。國務(wù)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使用安全用電、智慧用電，從源頭上預防電氣火災的發(fā)生，現安全用電管理平臺已在九小場(chǎng)所、三合一場(chǎng)所、養老福利院、醫療場(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安全用電管理云平臺對電氣引發(fā)火災的主要因素（線(xiàn)纜溫度、漏電電流、負荷電流、電壓）進(jìn)行不間斷的數據跟蹤與統計分析，通過(guò)2G/NB-IOT/4G方式采集現場(chǎng)數據，實(shí)時(shí)發(fā)現電氣線(xiàn)路和用電設備存在的安全隱患（如：線(xiàn)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)預警，有效防止電氣火災的發(fā)生。系統可以顯示所有監測點(diǎn)位的漏電電流等電氣參數和線(xiàn)纜溫度，并支持巡檢記錄和派單操作，提供安全隱患分析報告，實(shí)時(shí)評估企業(yè)用電安全狀態(tài)。
3.1.5電動(dòng)汽車(chē)/電瓶車(chē)充電樁運營(yíng)管理云平臺
電動(dòng)汽車(chē)現已成為廣泛使用的綠色能源交通工具，Acrelcloud-9000充電樁運營(yíng)管理云平臺系統通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地數據采集和監控，同時(shí)對各類(lèi)故障如充電機過(guò)溫保護、充電機輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預警；而用戶(hù)通過(guò)微信小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統發(fā)起充電請求，控制二維碼對應的充電樁完成電動(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的數據交互協(xié)議，與云端進(jìn)行直連。
電動(dòng)自行車(chē)數量越來(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)的安全和火災事故新聞也屢見(jiàn)不鮮，有逐年增長(cháng)的趨勢，給社會(huì )帶來(lái)了很大的損失，成為人民生命和財產(chǎn)安全的一個(gè)隱患?；陔妱?dòng)自行車(chē)火災的危害和特點(diǎn)，各級政府部門(mén)發(fā)文對電動(dòng)自行車(chē)火災的整治重點(diǎn)都放在規范停放和充電行為上。安科瑞Acrelcloud-9500充電樁運營(yíng)管理云平臺，針對電動(dòng)自行車(chē)火災治理提供充電安全管理、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(wèn)題，可應用于商業(yè)樓宇、小區、學(xué)校、醫院等場(chǎng)所設置的電動(dòng)自行車(chē)充電場(chǎng)所的運營(yíng)管理。
3.1.6物業(yè)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(yè)綜合體、小區、寫(xiě)字樓、辦公樓、酒店式公寓等物業(yè)，學(xué)校、工廠(chǎng)宿舍的后勤管理部門(mén)以及連鎖超市、大型物業(yè)分布式財務(wù)操作，在線(xiàn)支付，總部財務(wù)扎口等。目前Acrelcloud-3000預付費管理系統已經(jīng)成功在上述各場(chǎng)景得到廣泛的應用并已經(jīng)穩定運行多年，適用于物業(yè)公司對小區、辦公和商鋪租戶(hù)的水電預付費管理，或者學(xué)校對學(xué)生宿舍的用電預付費和用電安全管控系統。
3.2有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)物聯(lián)
安科瑞根據多年來(lái)的項目經(jīng)驗，結合用戶(hù)實(shí)際需求，開(kāi)發(fā)了各類(lèi)有線(xiàn)、區域無(wú)線(xiàn)、廣域無(wú)線(xiàn)通訊產(chǎn)品，包括網(wǎng)關(guān)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(zhù)5G建設步伐的加快，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。
3.3邊緣計算
安科瑞針對物聯(lián)網(wǎng)應用開(kāi)發(fā)了多款智能網(wǎng)關(guān)，采用嵌入式系統和邊緣計算技術(shù)，現場(chǎng)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(xié)議和云平臺對接。所有數據采集、計算、異常報警觸發(fā)邏輯均在網(wǎng)關(guān)就地設置，網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)數據存儲在本地，網(wǎng)絡(luò )恢復后補傳數據，斷點(diǎn)續傳，提高數據可靠性。
3.4終端設備
針對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設，安科瑞陸續推出多款物聯(lián)網(wǎng)儀表，應用在不同場(chǎng)合以滿(mǎn)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。
3.5安科瑞產(chǎn)品在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應用
近兩年來(lái)，安科瑞已經(jīng)陸續參與江蘇省部分縣市電力公司的用戶(hù)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147所學(xué)校電力運維平臺等相關(guān)平臺的建設，提供了包括云平臺、智能網(wǎng)關(guān)、終端設備等產(chǎn)品，各類(lèi)用戶(hù)端云平臺在全國各地運行案例700多套，并且根據用戶(hù)需求不斷完善產(chǎn)品功能，這些項目就是未來(lái)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(mǎn)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(wú)聲息的鋪開(kāi)來(lái)，融入能源互聯(lián)網(wǎng)基礎建設的方方面面。
4結論
在電力物聯(lián)網(wǎng)中泛在信息分析處理和商業(yè)模式變化以及信息安全方面還有很多需要克服的難關(guān)及問(wèn)題。但是目前我國出臺了很多扶持政策，同時(shí)相關(guān)專(zhuān)家也展開(kāi)了探索，并在此過(guò)程中形成了一種可以進(jìn)行初步支撐的建設信息通信的理論體系。在未來(lái)還可以加強和社會(huì )中的合作，并通過(guò)技術(shù)研究和理論創(chuàng )新以及模式的改革讓先于世界的能源互聯(lián)網(wǎng)建設目標得以有效實(shí)現。
參考文獻
[1] 楊琪琪.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的應用探討
[2] 張亞健,楊挺,孟廣雨.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統應用綜述及展望[J]. 電力建設 ,2019,40(6):1-12.
[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版
產(chǎn)品分類(lèi)
更新時(shí)間：2023-06-19 
瀏覽次數：400
手機：TEL
地址：ADDRESS
我的位置：
上一篇：
在線(xiàn)咨詢(xún)
返回頂部