浅谈泛在电力物联网缘何有魅力
2021-10-15 09:18:06 来源：安科瑞王蒙蒙
摘要：泛在物联是指任何时间、任何地点、任何人、任何物之间的信息连接和交互。泛在电力物联网是泛在物联在电力行业的具体表现形式和应用落地；不仅是技术的创新，更是管理理念和管理思维的创新，对内是质效提升，对外是融通发展。
关键词：物联网；发展；创新；泛在电力物联网
0引言
泛在电力物联网将电力用户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、供应商及其设备、电力客户及其设备以及人和物连接起来，产生共享数据，为用户、电网、发电、供应商和政府社会服务；以电网为枢纽，发挥平台和共享作用，为全行业和更多市场主体发展创造更大机遇，提供价值服务。
1泛在电力物联网是什么
在今年两会之前，鲜有人知道。自3月8日国家电网公司召开泛在电力物联网建设工作部署电视电话会议后，市场上便迎来一场跨界狂欢。不管是能源行业还是资本市场，泛在电力物联网都立刻成为讨论热点。
WIND数据显示，3月11日——概念正式提出的一个交易日，泛在电力物联网概念板块股价大振，电力设备与新能源板块大涨7.88%，引发电气、光伏、风电、充电桩、电工、电网等多个细分板块共振，逾80只电力相关个股涨停；3月12日，泛在电力物联网指数继续大涨7.94%，岷江水电、远光软件、科林电气、国电南自、金杯电工等超10只个股封板，电网产业链个股爆发，多只个股成功实现两连板，逾20只相关个股涨停。“带‘电’的都涨了！”不少股民发出感叹。这个国家电网公司新提出的“泛在电力物联网”到底有何魅力？又会为能源界带来什么发展新机遇？
2 技术引航，打通五大业务场景
国家电网公司在2019年度工作会议上，提出加快建设具有全球竞争力的能源互联网企业，需建设运营好“两网”。一是建设运营好以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网；二是要充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术和先进通信技术，打造状态感知、信息处理、应用便捷灵活的泛在电力物联网。
据了解，泛在电力物联网是围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态感知、信息处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。
这其中涉及行业颇多，从发电侧的光伏、风电等新能源产业，电动汽车行业，再到输、配电业，综合能源服务，以及大数据运营、虚拟电厂、智能制造等都被囊括其中。不仅连接了上中下游能源全产业链，还涉及通信科技前沿的5G行业。
2018年，国家电网公司就提出了建设SG—eIoT（国网—电力物联网）的技术规划，经过一年酝酿，思路逐渐清晰，提出泛在电力物联网。根据电力物联网规划，整个系统在技术上将分为终端、网络、平台、运维、稳定等五大体系，打通输电业务、变电业务、配电业务、用电业务、经营管理等五大业务场景，同时信息技术等也是关键力量。“目前国家电网公司系统接入的终端设备超过5亿只，国家电网公司规划到2030年，接入系统的设备数量达到20亿，成为接入设备很多的物联网生态圈，为以上多领域带来巨大市场机会。”
根据国家电网公司的战略安排，泛在电力物联网的建设将分两个阶段：2019年至2021年初步建成网路，基本实现业务协同和数据贯通，初步实现统一物联管理等目标；2021年至2024年建成泛在电力物联网，实现业务协同、数据贯通和统一物联管理，公司级智慧能源综合服务平台具备强大功能，形成共建共治共享的能源互联网生态圈。
“我们预计今年将成为泛在电力物联网投资元年，预计电网公司年化投资从目前的100亿元上升至400亿元至600亿元，行业增速三年年化50%以上，相关公司订单将从今年开始出现年50%至100%增速。”兴业证券称。
3 投资涨潮，商业大佬纷纷表态参与
从国家电网公司对泛在电力物联网的定位可知，泛在电力物联网从技术改进升级、用能和运维成本不断降低等方面促进能源需求侧多元化、低碳清洁化、综合化发展，从而影响电力全产业链。
《方案》显示，泛在电力物联网技术架构分为感知层、网络层、平台层、应用层4个层次，涵盖对内业务、对外业务、数据共享、基础支撑、技术攻关和稳定防护6个方面，11个方向。
国盛证券认为，建设泛在电力物联网可助力破解当前传统电力行业瓶颈，解决新能源占比提高导致电网形态发生变化、电改降费导向使传统电力企业经营遭遇压力，以及数字互联经济促社会经济形态发展变化三大电力行业目前面临的突出问题。
4安科瑞为国家电网2021泛在电力物联网建设提供解决方案
安科瑞电气深耕用户侧能效管理多年，逐渐完善了从电力物联网云平台到终端传感器的生态体系，在“源（电源）-网（电网）-荷（负荷）-储（储能）”各个环节加大研发投入，已经形成“云（云平台）-管（有线/无线物联）-边（边缘计算）-端（终端设备）”的生态系统，参与泛在电力物联网建设，为国家电网建设“三型两网”提供解决方案，使用户在任何时间、地点、人、物之间实现信息连接和交互，产生共享数据，从而为电网、发电、供应商、用户服务。
4.1云平台
安科瑞电气近年来已经陆续推出变电所运维云平台、能源管理云平台、智慧用电云平台、环保用电监管云平台、充电桩（电动汽车/自行车）运营管理云平台、预付费管理云平台等云平台解决方案等解决方案，并已经广泛应用在多地国网公司用户端业务、环保部门、安监部门、住建部门等。
4.1.1变电所运维云平台
据统计全国高供高计的工商业用户数量达到200多万户，规模巨大，但是大部分日常的运行维护工作比较传统，普遍存在人力成本高、工作效率低、故障抢修时间长、风险预防薄弱等问题。国网公司和众多电力运维公司正在抢占这块巨大的市场，这是一个千亿级别的市场。
AcrelCloud-1000电力运维云平台采用多功能电力仪表、无线通信、边缘计算网关及大数据分析技术，通过智能网关采集现场数据并存储在本地，再定时向云平台推送数据。平台可同时接入数以千计的用户变电站数据。平台采集的数据包括变电所电气参数和环境数据，包括电流电压功率、开关状态、变压器温度、环境温湿度、浸水、烟雾、视频、门禁等信息，有异常发生10S内通过短信和APP发出告警信号。平台通过手机APP下发运维任务到指定人员手机上，并通过GPS跟踪运维执行过程进行闭环，提高运维效率，即时发现运行缺陷并做消缺处理。
4.1.2能源管理云平台
Acrelcloud-5000能耗管理云平台可适用于各个行业，如政府办公建筑、工厂、教育建筑、医疗建筑、商业综合体等，可通过局域网、互联网或者4G网络采集不同区域多个建筑或单位的用能数据。
平台采集建筑电、水、气、冷热量等能源消耗数据和光伏、风力、储能等新能源数据，对用能数据进行分析，按照区域、部门、用电设备类型进行细分，提供同比、环比分析比较和用能数据追溯，同时可以提供尖峰平谷各时段用能数据和报表，帮助用户梳理能源账单明细和制定能源绩效考核。
4.1.3环保用电监管云平台
近年来我们的环境质量有了很大的改善，这都归功于国家层面对环保的重视和环保部门的有力监察*。安科瑞针对环保监察的痛点研发了环保用电监管系统解决方案，助力环保部门坚决打赢蓝天碧水保卫战。
Acrelcloud-3000环保用电监管平台主要为环保监察部门和产污排污企业服务，为环保部门提供在线监管和*依据，为生产企业提供设备运行监控和产污排污数据记录。
平台采集生产企业总用电量、生产用电和治污设备用电量，进行关联分析，及时给出环保设备异常运行信号或企业异常生产信号，实现全过程防控。前端设备采用不停电免接线方案采集用电数据，经LORA无线上传到环保数据网关，再通过4G上传平台服务器或县、市、省级环保平台。各地环保部门通过污染防治设施用电实时监控，实现对排污企业生产运行无死角、全流程监控，达到变人防为信息化技防，从事后处罚到介入式*，扭转传统依靠人力、经验进行现场核查的状态，为环保监管开辟更加切实、有效的监管方式，形成长效机制。
4.1.4智慧用电云平台
据应急管理部网站数据，2016~2018年期间因为电气原因导致的火灾占总数的百分之三十到百分之三十四左右，其中2018年全国共接报火灾23.7万起，因违反电气安装使用规定引发的火灾占总数的百分之三十四，较大和重大火灾事故中，电气火灾的比例更高。国务院、公安部消防局以及各省市自治区直辖市纷纷出台文件推广智慧用电，从源头上预防电气火灾的发生，现用电管理平台已在九小场所、三合一场所、养老福利院、医疗场所、学校、金融网点等人员密集场所广泛开展。
4.1.5电动汽车/电瓶车充电桩运营管理云平台安科瑞Acrelcloud-6000用电管理云平台对电气引发火灾的主要因素（线缆温度、漏电电流、负荷电流、电压）进行不间断的数据跟踪与统计分析，通过2G/NB-IOT/4G方式采集现场数据，实时发现电气线路和用电设备存在的隐患（如：线缆温度异常、过载、过压、欠压及漏电等）并通过短信、APP推送、自动语音呼叫等方式及时预警，有效防止电气火灾的发生。系统可以显示所有监测点位的漏电电流等电气参数和线缆温度，并支持巡检记录和派单操作，提供隐患分析报告，实时评估企业用电状态。
电动汽车现已成为广泛使用的绿色能源交通工具，Acrelcloud-9000充电桩运营管理云平台系统通过物联网技术对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据采集和监控，同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警；用户通过微信小程序扫描二维码，进行支付后，系统发起充电请求，控制二维码对应的充电桩完成电动汽车的充电过程。充电桩可选配WIFI模块或GPRS模块接入互联网，配合加密技术和秘钥分发技术，基于TCP/IP的数据交互协议，与云端进行直连。
电动自行车数量越来越多，解决了老百姓短距离出行问题，但是和电动自行车相关的和火灾事故新闻也屡见不鲜，有逐年增长的趋势，给社会带来了很大的损失，成为人民生命和财产的一个隐患。基于电动自行车火灾的危害和特点，各级政府部门发文对电动自行车火灾的整治都放在规范停放和充电行为上。安科瑞Acrelcloud-9500充电桩运营管理云平台，针对电动自行车火灾治理提供充电管理、资产管理和交易管理的一揽子解决方案，解决充电难、管理难和收费难的问题，可应用于商业楼宇、小区、学校、医院等场所设置的电动自行车充电场所的运营管理。
4.1.6物业小区预付费管理云平台
安科瑞远程预付费系统可以针对各商业综合体、小区、写字楼、办公楼、酒店式公寓等物业，学校、工厂宿舍的后勤管理部门以及连锁超市、大型物业分布式财务操作，在线支付，总部财务扎口等。目前Acrelcloud-3000预付费管理系统已经成功在上述各场景得到广泛的应用并已经稳定运行多年，适用于物业公司对小区、办公和商铺租户的水电预付费管理，或者学校对学生宿舍的用电预付费和用电管控系统。
4.2有线/无线物联
安科瑞根据多年来的项目经验，结合用户实际需求，开发了各类有线、区域无线、广域无线通讯产品，包括网关和终端设备。支持RS485、以太网、LORA、ZigBee、GPRS、4G、NB-IOT等多种通讯方式，随着5G建设步伐的加快，未来将会有越来越多的通讯方式融入产品，服务于泛在电力物联网建设。
4.3边缘计算
安科瑞针对物联网应用开发了多款智能网关，采用嵌入式系统和边缘计算技术，现场采集和存储终端设备数据，并根据云平台的需要，采用不同的协议和云平台对接。所有数据采集、计算、异常报警触发逻辑均在网关就地设置，网络故障时数据存储在本地，网络恢复后补传数据，断点续传，提高数据可靠性。
4.4终端设备
针对泛在电力物联网的建设，安科瑞陆续推出多款物联网仪表，应用在不同场合以满足不同需求，2019年全年各类终端仪表出货量超过185万台。
4.5安科瑞产品在泛在电力物联网的应用
近两年来，安科瑞已经陆续参与江苏省部分县市电力公司的用户端能源管理平台、云南省网综合能源服务平台、上海嘉定区147所学校电力运维平台等相关平台的建设，提供了包括云平台、智能网关、终端设备等产品，各类用户端云平台在全国各地运行案例700多套，并且根据用户需求不断完善产品功能，这些项目就是未来泛在电力物联网的一部分。
“能源互联网的春天到了，因其所能，它必将成为充满活力的新型能源业态。”尽管针对泛在电力物联网还有一些不同的声音，但是泛在电力物联网已经悄无声息的铺开来，融入能源互联网基础建设的方方面面。
5结论
安信证券称，从受益的节奏与体量来看，首先受益的当属具备泛在电力物联网整体解决方案综合实力的国家电网公司系信通产业单元；其次为在电力信息化相关领域深耕多年的电力二次设备企业和相关软件企业；再次为传感监测类及相关应用类的企业。
火热的市场中也出现不少商业大佬的身影。
格力电器董事长董明珠在两会上表示，格力电器与国家电网公司已在雄安新区低压直流生态系统的研发中有密切合作，为雄安市民服务打造“绿能魔盒”直流屋，未来不会缺席泛在电力物联网和坚强智能电网的建设与发展。
此外，互联网巨头百度公司创始人李彦宏、360集团董事长兼CEO周鸿祎、联想集团董事长兼CEO杨元庆等纷纷表示看好泛在电力物联网。而致力于发展电力载波通信芯片的东软载波还公开表示将携各类芯片、智能化产品、集成电路产品投入泛在电力物联网的应用中。
参考文献
[1] 凌玮.泛在电力物联网缘何有魅力
[2] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版
作者简介
王蒙蒙，安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能照明的研发与应用
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