簡談泛在電力物聯網的二重性

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：泛在電力物聯網自提出以來引起了廣泛的關注和討論，推進泛在電力物聯網建設和運營也勢必受到各種觀點和論斷的左右和影響。詳細闡述了泛在電力物聯網所具備的電力物聯網和泛在二重屬性，提出泛在電力物聯網不僅僅是工業物聯網技術在電力系統的應用，而是以物聯網技術為核心，廣泛連接包括“電力用戶及其設備"和“電工裝備企業及其設備"在內,向上下游廣泛延伸的泛在網絡。為更加系統的推進泛在電力物聯網建設，提供了理論參考和借鑒。

關鍵詞：泛在；電力系統；物聯網；二重性

       電網有限公司在2019年工作報告中提出建設世界重要能源互聯網企業的重要物質基礎是要建設運營好“兩網"，即“堅強智能電網"和“泛在電力物聯網"，這是泛在電力物聯網這個名詞先出現在電網有限公司的報告中。“泛在電力物聯網"在電網有限公司(以下簡稱國網或國網公司)*文件中正式提出給電力和能源領域注入了新的活力，學術界、企業界乃至資本市場趁勢而上、躍躍欲試。⑴各種觀點、論斷開始不斷出現在泛在電力物聯網建設、運營的方方面面。

一種觀點認為泛在電力物聯網是一個具體的網絡,有專用的門戶網站，甚至泛在電力物聯網專用的APP,可以開展各種數據的采集、匯集和分析……o這種觀點雖然非主流，但偶爾還是能夠聽到。

       還有一種觀點，認為泛在電力物聯網是工業物聯網在電力系統的應用,并將這些觀點帶入了對泛在電力物聯網的認識和建設運用中。這些觀點從簡單的萬物互聯到人機物互動，從“大云物移智"到區塊鏈等各種新技術的運用，都經常性聽到甚至看到。從目前來看，這類觀點是對泛在電力物聯網較為主流的認識和理解。

但是，另一種觀點僅僅在技術層面解釋了泛在電力物聯網，雖然有利于泛在電力物聯網在技術層面的發展，但從系統推進和運營好泛在電力物聯網的角度分析,是不系統的。

1泛在電力物聯網的二重性

         從國網公司的相關文件和*表述上分析,泛在電力物聯網是存在“電力物聯網"和“泛在"二重性的。

1.1電力物聯網特性

       從技術層面看，在2018年國網信通工作會議上，就提出了“打造全業務泛在電力物聯網，建設智慧企業，帶領具有競爭力的世界重要能源互聯網企業建設"的工作目標，以及建設國網電力物聯網SG-eIoT(electricInternetofThings)的技術規劃。

       這是主流觀點—“泛在電力物聯網是工業物聯網技術在電力系統應用"的原始出處和基本依據。

       電力物聯網是“實現電力系統各個環節萬物互聯、人機交互，打造狀態系統感知、信息處理、應用便捷靈活的泛在電力物聯網"的基礎，是泛在電力物聯網得以實現的技術保障，是泛在電力物聯網的核心屬性和技術內涵。

       其突出代表就是用電信息采集系統的成熟應用和HPLC等先進通信技術的大規模推廣。上述論斷和實踐，均可以視作工業物聯網技術在電力系統的應用，即電力物聯網。

如果認為電力物聯網也存在泛在屬性，其泛在屬性僅僅局限于電力系統內部，即對電力系統內部所有參與電力系統生產運營設備設施的萬物互聯。對更大的時空和社會廣度而言，不能簡單地將“工業物聯網技術在電力系統應用"以及電力物聯網等同于泛在電力物聯網。

       因此,電力物聯網并不是泛在電力物聯網，而是泛在電力物聯網二重性之一。

1.2泛在屬性

       電力物聯網具有明顯的行業邊界，內部鏈路四通八達、系統感知、處理。但是，在與電力系統外延的溝通和聯系卻有著明顯的局限性。

泛在一詞出自信息領域的泛在網，即廣泛存在(Ubiquitous)的網絡，以無所不包為基本特征，以實現在任何時間、任何地點、任何人、任何物都能順暢地通信為目標。

       2019年3月8日，國網公司召開泛在電力物聯網建設工作部署電視電話會議，公司黨組書記、董事長寇偉同志在講話中指出“通俗地說，就是運用新一代信息技術，將電力用戶及其設備、電網企業及其設備、發電企業及其設備、電工裝備企業及其設備連接起來,通過信息廣泛交互和充分共享，以數字化管理大幅提高能源生產、能源消費和相關裝備制造的穩定水平、質量水平、先進水平、效益效率水平。"

       上述表述明確闡釋了泛在電力物聯網的技術內涵和泛在外延，尤其是將“電力用戶及其設備"和“電工裝備企業及其設備"做為泛在電力物聯網鏈接的一部分，實現電力物聯網在工業物聯網技術應用的基礎上向用戶側和生產側的廣泛延伸，清晰地區分了電力物聯網與泛在電力物聯網的根本性差異，實現了泛在網絡與電力物聯網的有機融合。

由此可見，泛在電力物聯網不僅僅是工業物聯網技術和先進信息技術在電力系統的應用，更在于其鏈接了包括“電力用戶及其設備"和“電工裝備企業及其設備"這兩大電力系統直接外延的廣泛互聯性綜上所述，泛在電力物聯網具有電力物聯網和泛在網絡的二重性。工業物聯網和先進信息技術在電力行業的應用是泛在電力物聯網實現的技術基礎，是泛在電力物聯網“電力物聯網"和“泛在"二重性之一。

2泛在電力物聯網二重性的意義

       國網公司2019年新年賀詞先提出“打造樞紐型、平臺型、共享型企業"在2019年上對“三型兩網"進行了進一步的闡釋和論述。

       在2019年1月13日發布的電網有限公司2019年1號文件中，排在年度重要工作就是:“推動電網與互聯網深度融合，著力構建能源互聯網"。具體內容是:“持之以恒地建設運營好以特高壓為骨干網架、各級電網協調發展的堅強智能電網……。承載電力流的堅強智能電網與承載數據流的泛在電力物聯網，相輔相成、融合發展，形成強大的價值創造平臺，共同構成能源流、業務流、數據流'三流合一’的能源互聯網。"

       一號文件中對泛在電力物聯網的定義以及在能源換聯網中的重要地位和作用作出了明確地*解釋。

       綜合各種分析、報道，以及電網有限公司的*解釋,可以判斷，“三型兩網"是一個有機整體，“兩網"是手段，“三型"是目標、是落腳點，堅強智能電網是“骨骼肌肉"，泛在電力物聯網是“神經網絡"，二者相互交融，終的目標是實現“三型"企業。

       電力物聯網因其作為局限于電力系統內部的封閉性系統，有明顯的邊界,無法實現與外部環境的通暢交流和互動。正是泛在網絡的模糊外延,將電力物聯網與外部環境有機融合，從而實現樞紐型、平臺型、共享型充分互動。

       泛在電力物聯網的“泛在"特性可以視為“電力物聯網"以平臺和樞紐的形式與外部環境進行充分共享和融通的重要交融帶和膠著區。

只有充分認識和理解泛在電力物聯網的二重性，才能夠避免僅僅局限在技術核心區閉門造車,才能夠推動電力物聯網通過泛在網與外部環境進行充分互動,實現“三型"目標。

因此,充分認識和理解泛在電力物聯網的“泛在"屬性,對系統推進泛在電力物聯網建設和運營,終實現“三型"企業意義深遠。

3安科瑞為電網2021泛在電力物聯網建設提供解決方案

       安科瑞電氣深耕用戶側能效管理多年，逐漸完善了從電力物聯網云平臺到終端傳感器的生態體系，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“云（云平臺）-管（有線/無線物聯）-邊（邊緣計算）-端（終端設備）"的生態系統，參與泛在電力物聯網建設，為電網建設“三型兩網"提供解決方案，使用戶在任何時間、地點、人、物之間實現信息連接和交互，產生共享數據，從而為電網、發電、供應商、用戶服務。

3.1云平臺

       安科瑞電氣近年來已經陸續推出變電所運維云平臺、能源管理云平臺、智慧用電云平臺、環保用電監管云平臺、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，并已經廣泛應用在多地國網公司用戶端業務、環保部門、安監部門、住建部門等。

3.1.1變電所運維云平臺

       據統計全國高供高計的工商業用戶數量達到200多萬戶，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、邊緣計算網關及大數據分析技術，通過智能網關采集現場數據并存儲在本地，再定時向云平臺推送數據。平臺可同時接入數以千計的用戶變電站數據。平臺采集的數據包括變電所電氣參數和環境數據，包括電流電壓功率、開關狀態、變壓器溫度、環境溫濕度、煙霧、浸水、視頻、門禁等信息，有異常發生10S內通過短信和APP發出告警信號。平臺通過手機APP下發運維任務到人員手機上，并通過GPS跟蹤運維執行過程進行閉環，提高運維效率，即時發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行業，如辦公建筑、工廠、教育建筑、醫療建筑、商業綜合體等，可通過局域網、互聯網或者4G網絡采集不同區域多個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、風力、儲能等新能源數據，對用能數據進行分析，按照區域、部門、用電設備類型進行細分，提供同比、環比分析比較和用能數據追溯，同時可以提供尖峰平谷各時段用能數據和報表，幫助用戶梳理能源賬單明細和制定能源績效考核。

3.1.3環保用電監管云平臺

       近年來我們的環境質量有了很大的改善，這都歸功于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污排污企業服務，為環保部門提供在線監管和執法依據，為生產企業提供設備運行監控和產污排污數據記錄。

平臺采集生產企業總用電量、生產用電和治污設備用電量，進行關聯分析，及時給出環保設備異常運行信號或企業異常生產信號，實現全過程防控。前端設備采用不停電免接線方案采集用電數據，經LORA無線上傳到環保數據網關，再通過4G上傳平臺服務器或縣、市、省級環保平臺。各地環保部門通過污染防治設施用電實時監控，實現對排污企業生產運行*、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，扭轉傳統依靠人力、經驗進行現場核查的狀態，為環保監管開辟更加切實、的監管方式，形成長效機制。

3.1.4智慧用電云平臺

       據應急管理部網站數據，2016~2018年期間因為電氣原因導致的火災占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占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文件推廣智慧用電，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用電管理云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）進行不間斷的數據跟蹤與統計分析，通過2G/NB-IOT/4G方式采集現場數據，實時發現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，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參數和線纜溫度，并支持巡檢記錄和派單操作，提供隱患分析報告，實時評估企業用電狀態。

3.1.5電動汽車/電瓶車充電樁運營管理云平臺

       電動汽車現已成為廣泛使用的綠色能源交通工具，Acrelcloud-9000充電樁運營管理云平臺系統通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數據采集和監控，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；通過微信小程序掃描二維碼，進行支付后，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模塊或GPRS模塊接入互聯網，配合加密技術和秘鑰分發技術，基于TCP/IP的數據交互協議，與云端進行直連。

       電動自行車數量越來越多，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的一個隱患。基于電動自行車火災的危害和特點，各級部門發文對電動自行車火災的整治都放在規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，可應用于商業樓宇、小區、學校、醫院等場所設置的電動自行車充電場所的運營管理。

3.1.6物業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、工廠宿舍的后勤管理部門以及連鎖超市、大型物業分布式財務操作，在線支付，總部財務扎口等。目前Acrelcloud-3000預付費管理系統已經成功在上述各場景得到廣泛的應用并已經穩定運行多年，適用于物業公司對小區、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。

3.2有線/無線物聯

       安科瑞根據多年來的項目經驗，結合用戶實際需求，開發了各類有線、區域無線、廣域無線通訊產品，包括網關和終端設備。支持RS485、以太網、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，服務于泛在電力物聯網建設。

3.3邊緣計算

       安科瑞針對物聯網應用開發了多款智能網關，采用嵌入式系統和邊緣計算技術，現場采集和存儲終端設備數據，并根據云平臺的需要，采用不同的協議和云平臺對接。所有數據采集、計算、異常報警觸發邏輯均在網關就地設置，網絡故障時數據存儲在本地，網絡恢復后補傳數據，斷點續傳，提高數據可靠性。

3.4終端設備

     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。

3.5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用戶端能源管理平臺、云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，提供了包括云平臺、智能網關、終端設備等產品，各類用戶端云平臺在全國各地運行案例700多套，并且根據用戶需求不斷完善產品功能，這些項目就是未來泛在電力物聯網的一部分。

      “能源互聯網的春天到了，因其所能，它必將成為充滿活力的新型能源業態。"盡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，融入能源互聯網基礎建設的方方面面。

       泛在電力物聯網是以先進信息技術為技術內核的電力物聯網，連接包括“電力用戶及其設備"和“電工裝備企業及其設備"在內所有電力系統參與的人和物的泛在網絡集合，具有鮮明的技術應用內涵和模糊化的泛在邊界，具備“電力物聯網"和“泛在"二重性。

只有充分認識泛在電力物聯網的落腳點是實現“三型"企業,充分理解泛在電力物聯網的技術內涵和外延，才能系統、完整地開展泛在電力物聯網建設和運營，才能目標明確、瞄準靶心,終實現向“樞紐型、平臺型、共享型"企業轉型和世界重要能源互聯網企業建設。

[1]孟祥甫，郭志華，芮光輝,薛曉慧.關于泛在電力物聯網二重性的探討

[2]薛禹勝.能源領域中的信息物理社會系統

[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版