電力系統中泛在電力物聯網云平臺的功能與應用

摘要：在信息技術領域，物聯網已經被看作是一種必然的發展趨勢，將給人類科技和日常生活帶來翻天覆地的變化。針對物聯網規模化應用面臨的挑戰，業界各方加速產業鏈布局，打造開放式物聯網架構，形成“感知服務層+網絡層+平臺服務層+應用服務層”的四層物聯網體系結構，其中平臺服務層是物聯網架構和產業鏈中的關鍵環節，可以實現對終端智能設備的“管、控、營”一體化，為上層應用提供通用的服務能力，如設備管理、網絡管理、消息管理、數據處理和挖掘、業務流程和應用整合等能力。

電力系統中泛在電力物聯網云平臺的功能與應用

1.電力物聯網平臺需求分析

電力物聯網平臺，是物聯網云化架構的關鍵組件，為泛在電力物聯網的建設提供泛在設備安全接入、網絡資源管理、智能設備全壽命周期管控、一站式物聯應用管理以及運營服務等能力，支撐電力行業生態體系的建設，促進電網業務各環節狀態全感知、業務全穿透、信息融合和智能決策。電力物聯網平臺，需要具備如下能力。

海量異構設備接入

電力物聯網覆蓋電力系統各環節，需要一張網絡接入多類終端，實現“全景監測”;隨著終端多元化能源服務、智能終端、移動應用的發展，平臺連接設備量巨大，云網端之間的連接將跨越有線網絡、電力無線專網、無線公網等多種網絡。為支撐構建端到端解決方案，需要通過平臺提供統一的設備管理、連接管理。

網絡穩定服務

隨著物聯網應用的不斷深化，“互聯網+”和能源互聯網相互滲透，需要聯通互聯網、公共通信網、綜合能源用戶等外部網絡和信息應用，具備內外部網絡的整合能力，并基于現有的電力通信網絡設施，拓展通信業務，為能源互聯網建設提供泛在互聯服務。

統一技術服務

電力物聯網向規模化應用發展，為解決碎片化、重復化問題，需要提供共性技術平臺。基于統一的技術路線，以微服務形式提供通用功能和接口，提升開發效率，支持不同業務應用的開發和實施;提供開放的外部接口，實現跨行業、跨領域互通，推動大規模應用發展，促進業務模式，持續演進滿足新需求。

物聯應用支撐能力

在電力物聯網的建設過程中，應結合產業生態建設，探索水平環節的開放共享，通過“云平臺+微服務”的靈活IT架構，以及“大中臺、小前臺”的組織和業務機制，將具有共享性業務能力進行沉淀、封裝，構建應用服務和數據資源的共享服務體系。并基于平臺的能力開放，建立互促發展的生態合作機制，實現第三方系統/平臺之間的互操作，充分支撐產業發展。

2.電力物聯網平臺設計方案

總體設計

電力物聯網平臺為電力物聯網提供水平化支撐，通過連接管理、網絡管理、設備管理，實現全環節物物相連的一次水平化;通過應用使能功能，實現資源整合，打通用戶、業務與終端以實現協同，實現全業務云上運行的二次水平化。平臺主要包括連接管理、網絡管理、設備管理、用戶管理及應用使能等功能模塊。電力物聯網平臺整體架構如圖2所示。

連接管理

連接管理提供安全可靠的設備連接通信能力，實現電力生產現場、運行、控制數據的在線采集。支持無線、有線等多種網絡連接方式的設備接入，實現各種類型終端設備的快速統一接入、動態管理及維護，支撐海量設備多協議適配。

網絡管理

網絡管理主要指具備虛擬網絡管理功能，屏蔽承載網絡的差異性，網絡配置軟件化，邏輯上的一張物聯網承載多業務;具備網絡資源編排、實現網絡資源控制的自動化;具備網絡隔離、業務編排功能，適應5G網絡切片等發展趨勢;通過網絡坐標與測量，實現通信與計算協同;通過統一的協議，實現云管端統一管理。

設備管理

設備管理主要指物聯網終端產品設備全生命周期管理，主要包括物聯網終端產品設備管理、接入管理、集中配置管理、在線調試管理、狀態管理以及終端設備軟件/固件升級管理等六部分功能模塊。通過對設備的集中有效管控，實現終端設備的全生命周期管理。

用戶管理

用戶管理主要提供用戶注冊、用戶登錄訪問以及用戶權限管理等基本功能，平臺需要保存用戶的基本信息，包括用戶的權限信息、注冊信息、描述信息等。物聯網中的用戶不僅包括資源訪問者，還包括資源提供者。在資源的處理、存儲和訪問過程中，需要依據用戶對應的屬性和權限做區分。對于外部應用開發、用戶訪問、應用托管，在用戶管理上需要特別關注身份認證、授權等訪問控制問題。由于物聯網的用戶訪問具有移動性、實時性和動態變化的特點，用戶管理需要提供無處不在和無時不在的泛在服務及用戶的位置管理。

3.應用方向

綜合能源服務

綜合能源服務是以電為中心，把電力系統與天然氣網絡、供熱網絡、工業系統、交通系統、建筑系統等緊密結合起來，實現電、氣、冷、熱、可再生能源等多能互補和“源-網-荷-儲”各環節高度協調優化，生產和消費雙向互動，集中與分布相結合的能源服務。基于物聯網技術的綜合能源服務系統如圖12所示，集數據、監控、運營、消費、客服、管理六位一體，為政府、能源消費者、能源運營商、能源產品與服務商提供綠色、安全、經濟、增值的綜合能源智慧化服務。

資產全壽命管理

資產全壽命周期管理，是指在企業總體戰略目標指引下，將資產全壽命周期管理中的各個環節進行統籌協調與優化，實現企業管理的管理目標。根據資產密集型企業資產管理的實際情況和特點，可將資產全壽命周期劃分為規劃設計、招標采購、工程建設、運行檢修、退役處置5個階段，每個階段都包括不同特點的工作內容。對于電網企業來說，資產管理也是企業管理的核心之一，通過資產全壽命周期管理信息系統的建設推動業務協同，實現管理信息化與生產自動化的融合，尤其是利用物聯網技術，感知設備運行狀態，實現人、設備、數據的廣泛互聯，從而及時發現生產運行中的薄弱環節，提高設備運行效率和可靠性。

智慧充電站

電動汽車未來的市場前景是異常巨大的，充/換電站作為發展電動汽車的重要配套基礎設施，具有重要的社會效益和經濟效益。隨著充電樁大量的部署安裝，為了提供安全、可靠、充電服務，有效解決充電樁分散、獨立的部署方式帶來的管理難度大、冗余部署、覆蓋范圍不均勻和資源浪費等問題，尋求充電樁的負荷控制解決方案，提出了智慧充電站。

智慧充電站是在充電樁上安裝傳感器和信息采集終端，對充電樁地理位置分布、運行狀態進行實時采集和發布，通過物聯網平臺對充電樁的設備信息、運行信息、故障率等基本信息進行采集和存儲，向用戶提供充電設備運行狀態查詢、多渠道充電繳費、智能充電方案等應用。

4.安科瑞Acrel-EIOT能源物聯網平臺概述

Acrel-EIoT能源物聯網開放平臺是一套基于物聯網數據中臺，建立統一的上下行數據標準，為互聯網用戶提供能源物聯網數據服務的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯網傳感器，選配網關，自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業數據服務。

該平臺提供數據駕駛艙、電氣安全監測、電能質量分析、用電管理、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能，并支持多平臺、多語言、多終端數據訪問。

應用場所

本平臺適用于公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統集成商、小型物業、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業能耗、智能燈塔、電力運維等領域。

組網結構

平臺功能

可定制駕駛艙

可定制化的駕駛艙：可根據客戶的行業特性，行業需求，經過培訓的工程或調試人員自行繪制客戶所需的駕駛艙頁面。

例如下圖所示的智慧物業駕駛艙，內容有：預付費、充電樁、電梯、空調、照明等設備管理、能耗統計、收益統計、運維情況等。其中百度地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預警顯示。

電力集抄

電力集抄模塊可以實現對各種監測數據的查詢、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環境友好。在智能化方面實現供配電監控系統的遙測'、遙信、遙控控制，對系統進行綜合檢測和統一管理;在數據資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內各設 備運行(包括歷史和實時參數，并根據實際情況進行日報、月報和年報查詢或打印，提高工作效率，節約人力資源。

變壓器監控

配電圖

能耗分析

能耗分析模塊采用自動化、信息化技術，實現從能源數據采集、過程監控、能源介質消耗分析、能耗管理等全過程的自動 化、科學化管理，使能源管理、能源生產以及使用的全過程有機結合起來，運用數據處理與分析技術，進行離線生產分析 與管理，實現全廠能源系統的統一調度，優化能源介質平衡、有效利用能源，提高能源質量、降低能源消耗，達到節能降耗和提 升整體能源管理水平的目的。

能耗概況

預付費管理

1)登陸管理：管理操作員賬戶及權限分配，查看系統日志等功能;

2)系統配置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數進行配置;

3)用戶管理：對商鋪用戶執行開戶、銷戶、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作;

4)售電管理：對已開戶的表進行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作;

5)售水管理：對已開戶的表進行遠程售水、退水、記錄查詢等操作;

6)報表中心：提供售電、售水財務報表、用能報表、報警報表等查詢，本系統所有的報表及記錄查詢，都支持excel格式導出。

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。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務管理、變壓器監控、運營分析、基礎數據管理等功能。

智能照明

智能照明通過物聯網技術對安裝在城市各區域的室內照明、城市路燈等照明回路的用電狀態進行不間斷地數據監測，也可以實現定時開關策略配置及后臺遠程管理和移動管理等，降低路燈設施的維護難度和成本，提升管理水平，并達到一定節能減掛的效果。

安全用電

安全用電采用自主研發的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災探測器，對引發電氣火災的主要因素(導線溫度、電流和剩余電流)進行不間斷的數據跟蹤與統計分析，并將發現的各種隱患信息及時推送給企業管理人員，指導企業實現快速時間的排查和治理，達到消除潛在電氣火災安全隱患，實現“防患于未然”的目的。

智慧消防

通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。填補了原先針對“九小場所”和危化品生產企業無法有效監控的空白，適應于所有公建和民建，實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化”、“智能化”、“系統化”、用電管理“精細化”的實際需求。

審核編輯：湯梓紅