泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)科技實(shí)力得到了巨大的提升，當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)在社會(huì)中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著電力通信技術(shù)的快速發(fā)展與更新，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)成為電力通訊發(fā)展的重要方向。本文已泛在電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)為核心，介紹了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等基本概念與架構(gòu)特點(diǎn)，并對(duì)電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的難點(diǎn)與問題進(jìn)行了探討，對(duì)電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的需求與前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；電力通信；泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展

引言

? ??? ?隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)與企業(yè)對(duì)電力服務(wù)的需求逐漸增加，分布式發(fā)電設(shè)備與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)得到了快速發(fā)展，傳統(tǒng)的電網(wǎng)形態(tài)已無法滿足當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展需要。隨著 5G 通信在各大領(lǐng)域中的廣泛推廣，電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)模式與功能必然會(huì)得到了新一輪的發(fā)展方向。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念

? ? ? ?泛在物聯(lián)網(wǎng)通常是指在任何時(shí)間地點(diǎn)、人員與物質(zhì)之間信息的有機(jī)互聯(lián)與交互，而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)則具體指的是電力用戶、電力企業(yè)與供應(yīng)商和設(shè)備之間的信息互聯(lián)交互。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)

? ? ? ?泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)主要有利于充分發(fā)揮當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，充分的包絡(luò)不同數(shù)據(jù)和類型的電力信息，增強(qiáng)數(shù)據(jù)的空間尺度和來源范圍，統(tǒng)一分析與挖掘數(shù)據(jù)的深度與內(nèi)容。這將有利于電力數(shù)據(jù)服務(wù)針對(duì)不同的區(qū)域打破數(shù)據(jù)之間的兼容性，實(shí)現(xiàn)各類業(yè)務(wù)之間的貫通，將電力數(shù)據(jù)更好的服務(wù)于各個(gè)行業(yè)中，通過社會(huì)各類行業(yè)的廣泛參與實(shí)現(xiàn)商業(yè)模式的建立與發(fā)展。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)

? ? ? ?通常來講泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)主要分為三個(gè)方面：技術(shù)架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)與應(yīng)用架構(gòu)。就技術(shù)架構(gòu)而言，主要分為感知、網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)與應(yīng)用 4 個(gè)層面。感知層面主要完成數(shù)據(jù)信息的協(xié)同采集。通過邊緣計(jì)算使得終端設(shè)備的智能化得到了廣泛提高。網(wǎng)絡(luò)層則主要利用現(xiàn)代通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同的電力環(huán)節(jié)之間的覆蓋與連接。平臺(tái)層則主要用于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的管理與不同云端的協(xié)同作用。而應(yīng)用層則主要用于提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使得能源系統(tǒng)之間構(gòu)建綜合智能的互聯(lián)網(wǎng)體系。

? ? ? ?標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)則主要為整體的數(shù)據(jù)平臺(tái)提供標(biāo)準(zhǔn)支撐，在感知層面會(huì)使設(shè)備產(chǎn)生不同環(huán)節(jié)之間的大量數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)往往來源與格式均不相同。因此為了解決數(shù)據(jù)之間的統(tǒng)一與通信，建立了統(tǒng)一的平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)將促進(jìn)數(shù)據(jù)的使用利用情況，為數(shù)據(jù)信息的深度挖掘提供準(zhǔn)備與保障。

電力通信技術(shù)在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展

? ? ? ?泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是以通訊技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展而來的新型物聯(lián)網(wǎng)體系，其構(gòu)建的核心是滿足電網(wǎng)能源系統(tǒng)的智能判斷和自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力，這將提高能源的替代和利用能力。對(duì)于電力物聯(lián)網(wǎng)來說，通訊技術(shù)是其核心的技術(shù)內(nèi)容之一，也是實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)基本的組成單元，凡在電力物聯(lián)網(wǎng)可以保證不同類型的通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相互的連接與反饋，當(dāng)前電力通信技術(shù)的快速發(fā)展，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)必然將得到進(jìn)一步的發(fā)展。

電力通信基本原理

? ? ? ?對(duì)于 5G 通訊來說，也將以數(shù)字信號(hào)作為通訊的基礎(chǔ)。就其組成部件而言，主要包括有：信號(hào)發(fā)生器、接收器、調(diào)制解調(diào)器等關(guān)鍵步驟單元。在空氣中無限通訊必然將面對(duì)反射散射等各種傳輸情況，5G 通訊也不例外。5G 通訊相較于 4G 通信而言實(shí)現(xiàn)了巨大的飛躍。從提高傳輸信號(hào)的角度來說，主要包括三個(gè)方面內(nèi)容：

1.擴(kuò)展資源，增加了電磁波信號(hào)頻率。

2.沿延拓定理，提升了頻率的使用效率。

3.開發(fā)技術(shù)，物質(zhì)密度更加密集?？蓪?shí)現(xiàn)頻率資源多次重復(fù)使用，進(jìn)而得到密度更高的異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)連接。

5G通信基本特征

? ? ? ?5G 通訊至少要包括以下 5 個(gè)基本特征：高速率、高容量、高可靠性、低時(shí)延與低能耗。

安科瑞為國(guó)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(tái)到終端傳感器的生態(tài)體系，在“源（電源）-網(wǎng)（電網(wǎng)）-荷（負(fù)荷）-儲(chǔ)（儲(chǔ)能）”各個(gè)環(huán)節(jié)加大研發(fā)投入，已經(jīng)形成“云（云平臺(tái)）-管（有線/無線物聯(lián)）-邊（邊緣計(jì)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(guó)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(shí)間、地點(diǎn)、人、物之間實(shí)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)。

云平臺(tái)

（1）變電所運(yùn)維云平臺(tái)

? ? ? ?AcrelCloud-1000電力運(yùn)維云平臺(tái)采用多功能電力儀表、無線通信、邊緣計(jì)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(chǎng)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在本地，再定時(shí)向云平臺(tái)推送數(shù)據(jù)。平臺(tái)可同時(shí)接入數(shù)以千計(jì)的用戶變電站數(shù)據(jù)。

（2）能源管理云平臺(tái)

? ? ? ?Acrelcloud-5000能耗管理云平臺(tái)可適用于各個(gè)行業(yè)，如政府辦公建筑、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(gè)建筑或單位的用能數(shù)據(jù)。

（3）環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái)

? ? ? ?Acrelcloud-3000環(huán)保用電監(jiān)管平臺(tái)主要為環(huán)保監(jiān)察部門和產(chǎn)污排污企業(yè)服務(wù)，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(shè)備運(yùn)行監(jiān)控和產(chǎn)污排污數(shù)據(jù)記錄。

（4）智慧用電云平臺(tái)

? ? ? ?安科瑞Acrelcloud-6000用電管理云平臺(tái)對(duì)電氣引發(fā)火災(zāi)的主要因素（線纜溫度、漏電電流、負(fù)荷電流、電壓）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)分析，通過2G/NB-IOT/4G方式采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)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(dòng)語音呼叫等方式及時(shí)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(cè)點(diǎn)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(bào)告，實(shí)時(shí)評(píng)估企業(yè)用電狀態(tài)。

（5）電動(dòng)汽車/電瓶車充電樁運(yùn)營(yíng)管理云平臺(tái)

? ? ? ?電動(dòng)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(yùn)營(yíng)管理云平臺(tái)系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時(shí)對(duì)各類故障如充電機(jī)過溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測(cè)故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警；用戶通過微信小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請(qǐng)求，控制二維碼對(duì)應(yīng)的充電樁完成電動(dòng)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(jìn)行直連。

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（6）物業(yè)小區(qū)預(yù)付費(fèi)管理云平臺(tái)

? ? ? ?安科瑞遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)可以針對(duì)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超市、大型物業(yè)分布式財(cái)務(wù)操作，在線支付，總部財(cái)務(wù)扎口等。目前Acrelcloud-3000預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)已經(jīng)成功在上述各場(chǎng)景得到廣泛的應(yīng)用并已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行多年，適用于物業(yè)公司對(duì)小區(qū)、辦公和商鋪?zhàn)鈶舻乃婎A(yù)付費(fèi)管理，或者學(xué)校對(duì)學(xué)生宿舍的用電預(yù)付費(fèi)和用電管控系統(tǒng)。