江蘇安科瑞電器製造有限公司 範宏博
摘要：隨著社會經濟的快速發展，物聯網技術也在各個行業中得到了廣泛的應用，特別是在電力行業中應用物聯網技術，也有效的促進了電力行業的現代化發展。而物聯網與智慧電網同樣都是當代重要的高新技術以及新興產業。所以透過對於物聯網在電力行業中的有效應用進行研究，也能夠促進我國社會的快速進步。
關鍵詞：物聯網；電力行業；應用
0引言
當前，社會對於電力行業智慧電網以及物聯網產業的關注與重視不斷提升，其也成為國家發展的戰略決策。而在電力行業的發展過程中，智慧電網與物聯網的有效結合也成為了當前重要的問題。因此，本文則主要對物聯網在電力行業的應用進行研究分析。
1物聯網的概述
物聯網其實就是將物和物進行連線的網際網路，其透過對於射頻識別和紅外感應器，還有全球定位系統等多種資訊感測裝置的有效利用，並將約定好的協議當作依據，將物品和網際網路進行有效的連線，從而實現資訊的有效交換 , 並對其進行智慧化的識別、定位以及跟蹤、監控等多種管理。也就是說，在未來的網際網路系統發展過程中，物聯網則成為了重要的組成部分，同時其也兼具了自身配置的能力和動態形式下的全球網路的基礎架構。而物聯網中重要的“物”字，則具有良好的標識、物理屬性和特殊的個性等多種鮮明特點，在採用智慧介面的情況下，就能夠與資訊網路實現無縫化的整合使用。
2電力行業的發展趨勢
隨著現代化科技水平的快速提升，人們對於電力需求的持續走高，對於電力行業的發展也提出了新的要求。這種背景下，智慧電網的有效構建則成為電力行業發展的必然趨勢。智慧電網就是電網的智慧化，其將物理電網作為根本的發展依據，並將先進數字技術和高速雙向的通訊網路作為重要基礎，並對於相關的資訊科技和物理電網進行高度的整合，形成了具有良好智慧特性的網路系統。智慧電網的構建與發展就是在資訊化的基礎之上，使電網執行的所有環節透過系統進行智慧化的交流。智慧交流的應用也將智慧電網的電力體系所具有的整合作用進行了充分的發揮，也將供電的準確和互補，甚至客戶終端都和電網實現了良好的無縫互連，從而保證了電網執行的可靠性以及綜合效率的有效提升。
3物聯網在電力行業智慧電網中的應用研究
3.1物聯網在智慧用電資訊採集系統中的有效應用
隨著電力行業的快速發展進步，電力營銷系統作為其重要的組成部分發揮了很大的作用，而電能計量則是電力營銷系統中非常重要的環節。當前，我國使用的依舊是傳統的超表系統，但其中所存在的問題也逐漸凸顯了出來，表現明顯的就是通訊距離存在限制，且抄表讀數的過程中會出現較大的誤差等。此外，如果是不可控電錶，也不能夠進行遠停遠送的相關操作。因此，就需要能夠研發基於無線感測網路下和光纖載波通訊技術與一體的資訊採集裝置。在資訊科技採集裝置研製成功之後，就要將已經採集到的電錶讀數資訊，透過廣電的同軸電纜傳輸資料裝置進行傳輸，從而實施對於電錶中的相關資料進行有效的讀取，並對其進行有效的收集與儲存，進而為主站人員相關的呼叫做好準備工作。透過對物聯網的應用實現對於電力裝置狀態的實時檢測，保證智慧化的實現與應用。將物聯網的感測技術作為重要的基礎技術，透過對於正在執行裝置的實時監測，就能夠實現對於其裝置多種物理量資料的有效獲取，再進行智慧化的分析、處理以及預測，就能夠將實時的執行資料作為依據，得到實時的檢測報告。其作為一種基礎性的帶電檢測技術，也存在著傳統打壓試驗所不具備的鮮明優勢。在帶電檢測過程中所使用的超聲波檢測儀、紅外熱像儀等多種先進的科技產品，由於其具有良好的穩定性，因此所獲得的的資料資訊也具有較高的真實性和可靠性。將感測器作為傳輸方式，對所採集和整理的引數，向管理監控主機進行傳輸，就能夠對電力裝置進行實時的線上檢測與監控。
3.2 物聯網在電力行業智慧用電服務系統中的有效應用
電網與使用者之間所進行的實時的互動響應，可以保證其服務水平的有效提升，透過強化電網的綜合服務能力，滿足智慧電網服務系統的基本性要求。對於智慧用電服務系統來說，由於其具有良好的集中計量和超負荷控制，還有電熱負載限制等多種動能，因此也在很大程度上滿足了教學、公寓式的辦公以及兩用的等多種管理需求。而這些功能的發揮和使用也正是在物聯網技術的應用基礎上實現的。其次，物聯網技術還提供有關手機購電的服務業務。而手機購電服務作為物聯網應用的實際表現，不僅使使用者得到了很大的便利，保證了其服務水平的有效提升，也在使得使用者與電網互動性實現的同時，促進了現代電力行業的快速發展。
4安科瑞為國家電網2021泛在電力物聯網建設提供解決方案
安科瑞電氣深耕使用者側能效管理多年，逐漸完善了從電力物聯網雲平臺到終端感測器的生態體系，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“雲（雲平臺）-管（有線/無線物聯）-邊（邊緣計算）-端（終端裝置）”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，使使用者在任何時間、地點、人、物之間實現資訊連線和互動，產生共享資料，從而為電網、發電、供應商、使用者服務。
4.1雲平臺
安科瑞電氣近年來已經陸續推出變電所運維雲平臺、能源管理雲平臺、智慧用電雲平臺、環保用電監管雲平臺、充電樁（電動汽車/腳踏車）運營管理雲平臺、預付費管理雲平臺等雲平臺解決方案等解決方案，並已經廣泛應用在多地國網公司使用者端業務、環保部門、安監部門、住建部門等。
4.1.1變電所運維雲平臺
據統計全國高供高計的工商業使用者數量達到200多萬戶，規模巨大，但是大部分日常的執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佔這塊巨大的市場，這是一個千億級別的市場。
AcrelCloud-1000電力運維雲平臺採用多功能電力儀表、無線通訊、邊緣計算閘道器及大資料分析技術，透過智慧閘道器採集現場資料並存儲在本地，再定時向雲平臺推送資料。平臺可同時接入數以千計的使用者變電站資料。平臺採集的資料包括變電所電氣引數和環境資料，包括電流電壓功率、開關狀態、變壓器溫度、環境溫溼度、浸水、煙霧、影片、門禁等資訊，有異常發生10S內透過簡訊和APP發出告警訊號。平臺透過手機APP下發運維任務到指定人員手機上，並透過GPS跟蹤運維執行過程進行閉環，提高運維效率，即時發現執行缺陷並做消缺處理。
4.1.2能源管理雲平臺
Acrelcloud-5000能耗管理雲平臺可適用於各個行業，如政府辦公建築、工廠、教育建築、醫療建築、商業綜合體等，可透過區域網、網際網路或者4G網路採集不同區域多個建築或單位的用能資料。
平臺採集建築電、水、氣、冷熱量等能源消耗資料和光伏、風力、儲能等新能源資料，對用能資料進行分析，按照區域、部門、用電裝置型別進行細分，提供同比、環比分析比較和用能資料追溯，同時可以提供尖峰平谷各時段用能資料和報表，幫助使用者梳理能源賬單明細和制定能源績效考核。
4.1.3環保用電監管雲平臺
近年來我們的環境質量有了很大的改善，這都歸功於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汙排汙企業服務，為環保部門提供線上監管和執法依據，為生產企業提供裝置執行監控和產汙排汙資料記錄。
平臺採集生產企業總用電量、生產用電和治汙裝置用電量，進行關聯分析，及時給出環保裝置異常執行訊號或企業異常生產訊號，實現全過程防控。前端裝置採用不停電免接線方案採集用電資料，經LORA無線上傳到環保資料閘道器，再透過4G上傳平臺伺服器或縣、市、省級環保平臺。各地環保部門透過汙染防治設施用電實時監控，實現對排汙企業生產執行無死角、全流程監控，達到變人防為資訊化技防，從事後處罰到介入式執法，扭轉傳統依靠人力、經驗進行現場核查的狀態，為環保監管開闢更加切實、有效的監管方式，形成長效機制。
4.1.4智慧用電雲平臺
據應急管理部網站資料，2016~2018年期間因為電氣原因導致的火災佔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佔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檔案推廣智慧用電，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用電管理雲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）進行不間斷的資料跟蹤與統計分析，透過2G/NB-IOT/4G方式採集現場資料，實時發現電氣線路和用電裝置存在的隱患（如：線纜溫度異常、過載、過壓、欠壓及漏電等）並透過簡訊、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引數和線纜溫度，並支援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。
4.1.5電動汽車/電瓶車充電樁運營管理雲平臺
電動汽車現已成為廣泛使用的綠色能源交通工具，Acrelcloud-9000充電樁運營管理雲平臺系統透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資料採集和監控，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；使用者透過微信小程式掃描二維碼，進行支付後，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模組或GPRS模組接入網際網路，配合加密技術和秘鑰分發技術，基於TCP/IP的資料互動協議，與雲端進行直連。
電動腳踏車數量越來越多，解決了老百姓短距離出行問題，但是和電動腳踏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。基於電動腳踏車火災的危害和特點，各級政府部門發文對電動腳踏車火災的整治都放在規範停放和充電行為上。安科瑞Acrelcloud-9500充電樁運營管理雲平臺，針對電動腳踏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，可應用於商業樓宇、小區、學校、醫院等場所設定的電動腳踏車充電場所的運營管理。
4.1.6物業小區預付費管理雲平臺
安科瑞遠端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、工廠宿舍的後勤管理部門以及連鎖超市、大型物業分散式財務操作，線上支付，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並已經穩定執行多年，適用於物業公司對小區、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。
4.2有線/無線物聯
安科瑞根據多年來的專案經驗，結合使用者實際需求，開發了各類有線、區域無線、廣域無線通訊產品，包括閘道器和終端裝置。支援RS485、乙太網、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，服務於泛在電力物聯網建設。
4.3邊緣計算
安科瑞針對物聯網應用開發了多款智慧閘道器，採用嵌入式系統和邊緣計算技術，現場採集和儲存終端裝置資料，並根據雲平臺的需要，採用不同的協議和雲平臺對接。所有資料採集、計算、異常報警觸發邏輯均在閘道器就地設定，網路故障時資料儲存在本地，網路恢復後補傳資料，斷點續傳，提高資料可靠性。
4.4終端裝置
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。
4.5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使用者端能源管理平臺、雲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，提供了包括雲平臺、智慧閘道器、終端裝置等產品，各類使用者端雲平臺在全國各地執行案例700多套，並且根據使用者需求不斷完善產品功能，這些專案就是未來泛在電力物聯網的一部分。
“能源網際網路的春天到了，因其所能，它必將成為充滿活力的新型能源業態。”儘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，融入能源網際網路基礎建設的方方面面。
5總結
綜上所述，在智慧電網的構建過程中物聯網的應用，不僅促進了電力行業的發展，一定程度上也促進了物聯網的進步。在物聯網技術為智慧電網服務的同時，也拉動物聯網產業的發展進步，一定程度上也推動了資訊通訊產業的快速發展。因此，當前物聯網在電力行業的應用，在促進電力行業發展的同時，實現了我國低碳經濟的發展。
參考文獻
[1] 汪君毅.物聯網在電力行業的應用
[2] 饒威,丁堅勇,李銳.物聯網技術在智慧電網中的應用[J].華中電力,2011.
[3] 王金鵬,殷璐璐,李文輝,餘智浩,張豪.物聯網技術在智慧電網中的應用研究[J].機電元件,2016.
[4] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版
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