摘要:構建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)作為支撐建設堅強智能電網(wǎng)以及能源互聯(lián)網(wǎng)的重要內容，對保障電網(wǎng)彈性安全運行、實(shí)現異質(zhì)能源友好接人、服務(wù)用戶(hù)精細化用能具有重要意義。配電網(wǎng)作為電力系統連接產(chǎn)-銷(xiāo)兩端關(guān)鍵中間環(huán)節，依靠泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將提升其深度感知與精細控制能力，促使配電網(wǎng)由傳統的“源→荷"單向供能模式向“源?荷"雙向能量流動(dòng)模式轉變，并賦予配電網(wǎng)能源數據共享、服務(wù)提供的新型角色。文章從泛在電力物聯(lián)網(wǎng)基本概念、體系架構、典型功能、關(guān)鍵技術(shù)，以及泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在配電系統中的典型應用等方面進(jìn)行綜述，并對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展和挑戰進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞:泛在電力物聯(lián)網(wǎng);配電網(wǎng);智能電網(wǎng)

0、引言

配電網(wǎng)作為連接輸電與用戶(hù)的關(guān)鍵環(huán)節，其安全可靠運行對電力系統穩定以及用戶(hù)體驗的重要性不言而喻。隨著(zhù)“堅強智能電網(wǎng)"、“能源互聯(lián)網(wǎng)"等戰略部署和建設的穩步推進(jìn)，配電網(wǎng)需要承載的功能正在發(fā)生改變。尤其是高比例分布式可再生能源集群效應凸顯、電動(dòng)汽車(chē)普及、異質(zhì)能源系統融合、用戶(hù)側多樣性用能需求增長(cháng)，配電網(wǎng)的角色已由傳統單向電能提供商向雙向能量流動(dòng)與高級服務(wù)轉變。

現行配電網(wǎng)存在量測覆蓋率低、網(wǎng)架結構不靈活、配網(wǎng)設備規模龐大但標準化程度低、間歇性能源與可變新型負荷接納能力不足、用戶(hù)多樣化需求服務(wù)能力不足等諸多問(wèn)題。因此，提升配電網(wǎng)的信息化與自動(dòng)化水平，實(shí)現對配網(wǎng)運行狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知與精細化控制，并在此基礎上向用戶(hù)提供多樣化差異性的用能服務(wù)成為當前配電網(wǎng)改造升級的當務(wù)之急。

對于配電網(wǎng)而言，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設將極大程度提升配網(wǎng)運行狀態(tài)的感知能力，保障分布式能源的友好接人，提高對新型負荷的彈性承載力，滿(mǎn)足用戶(hù)多樣性用能需求，促進(jìn)電網(wǎng)運營(yíng)部門(mén)向樞紐型、平臺型、共享型企業(yè)轉型。

1、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)概念

電力系統為迄今為止復雜的人造系統。電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、可靠運行的需求與日俱增。推進(jìn)電網(wǎng)信息化智能化的升級已成為世界各國共識。

我國國家電網(wǎng)有限公司在2019年1月17日明確提出打造“樞紐型、平臺型、共享型"企業(yè)，建設“堅強智能電網(wǎng)"和“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)"。同年3月8日，該公司又專(zhuān)門(mén)召開(kāi)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設部署會(huì )議,加快推進(jìn)戰略落地實(shí)施，提出到2024年建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。

國家電網(wǎng)有限公司對“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)"的定義:將電力用戶(hù)及其設備、電網(wǎng)企業(yè)及其設備、發(fā)電企業(yè)及其設備、供應商及其設備，以及人和物連接起來(lái)，產(chǎn)生共享數據，為用戶(hù)、電網(wǎng)、發(fā)電、供應商和政府社會(huì )服務(wù)。以電網(wǎng)為樞紐,發(fā)揮平臺和共享作用，為全行業(yè)和更多市場(chǎng)主體發(fā)展制造更大機遇，提供價(jià)值服務(wù)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將通過(guò)泛在感知、可靠通信和高性能信息處理與高級電力應用實(shí)現電網(wǎng)各環(huán)節、全電壓等級的“能量流、信息流、業(yè)務(wù)流"一體化融合，提升系統安全性和運行效率。

2、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構與功能

作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數據技術(shù)、優(yōu)化運行調控技術(shù)深度融合的復雜大系統，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)呈現出能量流、信息流與業(yè)務(wù)流交互耦合的特征，將深刻影響未來(lái)電網(wǎng)的運營(yíng)模式,其總體體系架構分為感知層、網(wǎng)絡(luò )層、平臺層和應用層。

2.1感知層

感知層是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的“神經(jīng)末梢"。其重要功能在于，采用多種類(lèi)型的傳感器深入設備，實(shí)現感知。感知層設備包括電網(wǎng)一次系統的電壓電流互感器和二次系統的電能表、集中器等各類(lèi)終端，以及用戶(hù)側多種多樣的智能電器。通過(guò)泛在感知所獲取的海量數據使控制決策單元能夠獲知電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節運行狀態(tài),使電網(wǎng)在面對諸如間歇性新能源并網(wǎng)、隨機負荷投切、電動(dòng)汽車(chē)時(shí)空集群效應時(shí)，能夠實(shí)時(shí)掌握系統狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現故障隱患，評估安全運行風(fēng)險;同時(shí)，通過(guò)靈活調整電網(wǎng)拓撲，實(shí)時(shí)控制電源出力，優(yōu)化用戶(hù)用能模式，從而提高電網(wǎng)對高比例分布式新能源與新型負荷的接納能力，強化電網(wǎng)應對突發(fā)故障的容災性。

2.2 網(wǎng)絡(luò )層

網(wǎng)絡(luò )層的功能在于為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的各類(lèi)型業(yè)務(wù)提供確定的通信服務(wù)質(zhì)量(qualityofservice，QoS)以及安全的信息交互通道。網(wǎng)絡(luò )層按安全等級與數據類(lèi)型劃分為內部專(zhuān)網(wǎng)和互聯(lián)外網(wǎng)。具體的通信方式則根據實(shí)際工況、傳輸距離、經(jīng)濟成本等靈活選擇，包含移動(dòng)空中網(wǎng)、傳統互聯(lián)網(wǎng)、近距離無(wú)線(xiàn)傳輸以及近距離有線(xiàn)傳輸。其中電力線(xiàn)載波與230MHz無(wú)線(xiàn)通信為電力通信系統通信方式，而5G技術(shù)則是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)新興應用的通信方式。

2.3平臺層

平臺層承載海量電網(wǎng)運行數據、用戶(hù)側用能數據以及其他能源系統數據的統一化存儲與管理。其作用在于解決傳統能源生產(chǎn)運行方式下存在的信息碎片化存儲問(wèn)題，打破信息孤島現狀，實(shí)現信息互聯(lián)共享。通過(guò)搭建數據中心、云平臺的方式，平臺層對下完成網(wǎng)絡(luò )層傳輸數據的實(shí)時(shí)收集與更新，對上則基于大數據存儲與分析技術(shù)為各種特定的高級應用提供跨域共享數據資源，實(shí)現電力系統向電力和數據并重的發(fā)展方向轉型。

2.4應用層

應用層是電力系統向樞紐型、平臺型和共享型變革的外在表現。其功能在于，基于海量電網(wǎng)運行數據與用戶(hù)側用能大數據，并針對電網(wǎng)運營(yíng)業(yè)務(wù)(如智能運維、電能結算、配電自動(dòng)化、用戶(hù)用能業(yè)務(wù)（如個(gè)性化用能推薦、電動(dòng)汽車(chē)智能充電、需求側響應）及綜合能源系統運營(yíng)業(yè)務(wù)（如協(xié)調規劃、儲能市場(chǎng)）等，搭建各類(lèi)針對性應用平臺，實(shí)現電網(wǎng)與用戶(hù)及其他能源系統的感知互動(dòng)。

3、面向配用電系統的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)包含了從感知、通信、信息處理到?jīng)Q策控制諸多關(guān)鍵技術(shù)。而配電網(wǎng)作為連接電網(wǎng)與用戶(hù)的橋梁，相較于電力系統其他環(huán)節更具有面向社會(huì )服務(wù)的特性。按照感知層、網(wǎng)絡(luò )層、平臺層與應用層的體系結構，并結合近年來(lái)相關(guān)研究成果對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行梳理、歸類(lèi)和分析。

3.1感知層關(guān)鍵技術(shù)

對海量智能終端的監測與控制是實(shí)現電力系統精細化調控的前提，這要求未來(lái)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)能夠實(shí)現對電力系統的全覆蓋。與輸電網(wǎng)相比，配電網(wǎng)從拓撲結構到含有的電氣設備都更加復雜多樣，如大量分布式電源并網(wǎng)以及用戶(hù)側的智能家居、電動(dòng)汽車(chē)等新型用電設備等，從而配電網(wǎng)中的監測對象更加多樣,物聯(lián)網(wǎng)終端數量以及監測數據類(lèi)型都更為復雜。因此，對于配用電雙方而言，為實(shí)現降本增效與互聯(lián)共享，未來(lái)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中傳感設備必須朝向高度集成化方向發(fā)展

3.1.1新型電力物聯(lián)網(wǎng)設備研發(fā)

為使現有配電系統向泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的平穩升級,新型配電終端的研發(fā)必須考慮全電力行業(yè)背景兼容，如設備尺寸、部署環(huán)境、電磁兼容等。

3.1.2底層傳感器部署技術(shù)

由于配電網(wǎng)運行場(chǎng)景工況復雜，實(shí)現對底層海量配用電設備的全覆蓋監測是保證泛在電力物聯(lián)網(wǎng)對配電系統運行狀態(tài)可感知可控制的首要前提。

3.2網(wǎng)絡(luò )層關(guān)鍵技術(shù)

健壯、可靠的通信信道是保障泛在電力聯(lián)網(wǎng)感知大數據匯聚和控制指令準確下發(fā)的關(guān)鍵。面向超大規模城市群及地區型新型城鎮的配電網(wǎng)部署場(chǎng)景更加復雜多樣，傳統“點(diǎn)對點(diǎn)"有線(xiàn)通信方式由于布線(xiàn)成本高、實(shí)際工況復雜等限制，在使用中存在弊端,而無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò )具有功耗低、部署靈活、網(wǎng)絡(luò )抗毀性強等優(yōu)點(diǎn)，因此“有線(xiàn)+無(wú)線(xiàn)"互補的模式將是未來(lái)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )層通信模式的發(fā)展方向。此外，為防止網(wǎng)絡(luò )攻擊風(fēng)險，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)還應具備安全防御功能。

3.2.1底層自組網(wǎng)與核心通信網(wǎng)規劃技術(shù)

配電通信系統承載著(zhù)配網(wǎng)保護、調度自動(dòng)化、生產(chǎn)管理、需求側響應等多種業(yè)務(wù)的信息傳輸任務(wù)。不同業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò )QoS要求不同，部分電力業(yè)務(wù)的通信傳輸QoS需求。為保證泛在電力物聯(lián)網(wǎng)能夠提供滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需求的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，新型的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議如時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò )技術(shù)被提出并嘗試在電力通信系統中應用。同時(shí)，隨著(zhù)高比例清潔能源、海量電力傳感器及智能配電終端的接人，泛在感知信息的數據量和呈現維度都以爆發(fā)式趨勢增長(cháng)。因此，對于終端數量多、帶寬資源有限的底層接人網(wǎng)，需要設計健壯的自組網(wǎng)路由策略保障狀態(tài)量和控制量的及時(shí)傳輸。對于承載QoS需求迥異的多業(yè)務(wù)傳輸的核心骨干網(wǎng)絡(luò )，需要在現有的電力通信系統基礎上進(jìn)行合理規劃，提升網(wǎng)絡(luò )健壯性和抗毀性。

3.2.2安全訪(fǎng)問(wèn)與信任控制技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在配電系統中的引入在提升配電網(wǎng)信息感知深度和廣度的同時(shí)，開(kāi)放性的終端接入和數據交互使得配電系統的安全可靠性受到挑戰。因此，網(wǎng)絡(luò )對終端身份的真實(shí)合法性認證、數據真實(shí)性辨別以及信息流可靠安全傳輸是關(guān)鍵。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)背景下配用電環(huán)節可能存在的信息安全風(fēng)險，而保證其信息安全的技術(shù)主要有以下3類(lèi)。

1. 身份認證與訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù)。通過(guò)對用戶(hù)身份合法性與權限等級進(jìn)行確認，從而實(shí)現對用戶(hù)的身份認證以及限制已認證用戶(hù)對系統資源的訪(fǎng)問(wèn)條件。

2. 數據加密技術(shù)。通信雙方按照約定法則對傳輸數據進(jìn)行特殊變換(即加密算法)，并在接收方進(jìn)行解密，保證數據在傳輸過(guò)程中的和篡改。加密方法可分為單密鑰(又稱(chēng)專(zhuān)用密鑰、對稱(chēng)密鑰)、多密鑰(又稱(chēng)非對稱(chēng)密鑰)以及結合二者優(yōu)點(diǎn)的混合加密算法。

3. 安全路由技術(shù)。通過(guò)路由協(xié)議設計，保證信息從信源端發(fā)送到信宿地址的路徑能夠被正確發(fā)現且合法，保證任意一個(gè)合法的接收者能夠驗證每條信息的完整性與信息發(fā)送者身份的真實(shí)性。

3.3平臺層關(guān)鍵技術(shù)

電網(wǎng)海量狀態(tài)信息、用戶(hù)側用能數據以及其他關(guān)聯(lián)數據(如天氣、分布式能源和儲能數據是配電自動(dòng)化運維、全景態(tài)勢感知、個(gè)性化用能推薦、綜合能源協(xié)調運行等高級應用決策依據的來(lái)源。這些數據具有多源性、格式多樣性、信息冗余度高、數據量大、隱含信息價(jià)值高但不直觀(guān)的特性。因此，只有對配電系統中的海量高維數據進(jìn)行數據聚合、管理與信息挖掘，才能獲取更多的數據內在價(jià)值。

3.3.1數據融合技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)泛在感知產(chǎn)生的海量多源異構數據具有高冗余性，需要采用數據融合技術(shù)以降低冗余度、減少通信量、降低數據分析難度，其在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中具有重要意義。

3.3.2數據存儲管理與挖掘分析技術(shù)

已有文獻表明，僅對于用電信息采集系統而言，每100萬(wàn)居民用戶(hù)每日用電信息數據便超過(guò)1TB。而未來(lái)電力系統中，大量配電終端、用電終端、綜合能源系統產(chǎn)生的結構化、半結構化、非結構化數據將遠遠超過(guò)現有電力系統所能處理和承受的范圍。對其中蘊含的信息進(jìn)行深入挖掘分析，并可視化地呈現，對電力系統優(yōu)化運行，形成技術(shù)閉環(huán)具有重要意義。

(1)大數據存儲管理技術(shù)。對海量數據進(jìn)行實(shí)時(shí)更新存儲與管理，為進(jìn)行數據挖掘分析提供物理基礎與數據來(lái)源。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中海量數據，若仍按照傳統采集-傳輸-集中存儲的方式，將導致數據冗余度過(guò)大、數據重復存儲、資源利用率低等問(wèn)題。此外，非電網(wǎng)內部數據(如用戶(hù)側用能數據等)的存儲還涉及到對電網(wǎng)的安全影響問(wèn)題。因此，設計適應于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的大數據存儲管理方案具有的工程應用價(jià)值。

(2)大數據挖掘分析技術(shù)。提取大數據蘊含價(jià)值,提供未來(lái)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)高級應用決策依據。然而，現階段電網(wǎng)底層終端監測覆蓋率不足且較為封閉，尚未實(shí)現用戶(hù)側用能大數據、其他能源系統大數據等互聯(lián)共享。故泛在電力物聯(lián)網(wǎng)概念下針對多源異構大數據的分析挖掘以支撐電網(wǎng)可靠運行將具有廣闊應用前景和工程價(jià)值。

3.4應用層關(guān)鍵技術(shù)

高比例間歇性分布式能源與電動(dòng)汽車(chē)等新型負荷的接入將為配用電系統帶來(lái)諧波注人、潮流雙向流動(dòng)、頻率/電壓波動(dòng)加劇等問(wèn)題，傳統電網(wǎng)由于感知不信息化自動(dòng)化程度較低，往往采取棄風(fēng)、棄光或增加備用容量等措施，導致彈性承受力不強、新能源利用率不高、投資成本過(guò)大等問(wèn)題。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用使電網(wǎng)感知運行狀態(tài)、精細化調控以及用戶(hù)側和其他能源系統參與配網(wǎng)協(xié)調運行成為可能。

3.4.1態(tài)勢感知技術(shù)

智能電網(wǎng)態(tài)勢感知是以海量電力系統運行大數據為基礎，基于環(huán)境的，動(dòng)態(tài)、整體地洞悉電網(wǎng)運行安全風(fēng)險的能力，實(shí)現對電網(wǎng)運行安全威脅的發(fā)現識別、理解分析、響應處置，是一系列提升電網(wǎng)運行智能化水平與健壯性能力的技術(shù)集合。

3.4.2主動(dòng)優(yōu)化運行技術(shù)

分布式能源與新型負荷的大規模接入將對配網(wǎng)運行安全造成沖擊。其根本原因在于現有電網(wǎng)拓撲形式固定而調節容量有限，存在調控手段不靈活的缺點(diǎn)。而主動(dòng)優(yōu)化運行技術(shù)的應用，可從4個(gè)方面提升電網(wǎng)對間歇性新能源與新型負荷的接納能力；

（1）對于電網(wǎng)設備而言，依托于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現實(shí)時(shí)計算，獲取運行方式;

（2）對于網(wǎng)架優(yōu)化，利用泛在互聯(lián)的通信網(wǎng)絡(luò )對諸如有載調壓變壓器、分布式電源、聯(lián)絡(luò )線(xiàn)開(kāi)關(guān)等進(jìn)行精細化調控，靈活調整網(wǎng)架拓撲;

（3）對于用戶(hù)側而言，通過(guò)價(jià)格激勵機制引導用戶(hù)合理用能，如用能策略推薦電動(dòng)汽車(chē)V2G(Vehicle-to-Grid)參與等，等效提高系統備用容量;

（4）對于其他能源系統設備而言，通過(guò)能量轉換設備(如換熱器、氫儲能等)實(shí)現電能替代與存儲。

4、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在配網(wǎng)中的典型應用

配電網(wǎng)作為溝通輸電網(wǎng)與用戶(hù)的橋梁，在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)背景下，除對傳統配電網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行智能化升級外，還將承載大量面向用戶(hù)和綜合能源系統的新型業(yè)務(wù)，因此需要深入研究泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與配電系統的融合和典型應用場(chǎng)景。

4.1配電網(wǎng)運行狀態(tài)在線(xiàn)監測與風(fēng)險評估

現階段，配電網(wǎng)決策過(guò)程中信息化手段和技術(shù)支撐還不完備，電力設備存在隨壞隨修、隨檢隨修的現狀。然而高比例間歇性能源與新型負荷的快速增長(cháng)對配電網(wǎng)供電可靠性與供電質(zhì)量的要求越來(lái)越高。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用，能夠使配網(wǎng)系統實(shí)時(shí)感知電力設備的運行狀態(tài)，評估配電網(wǎng)運行風(fēng)險，從而及時(shí)排除故障隱患，主要表現在:

1. 在線(xiàn)監測手段進(jìn)一步豐富。依托于健壯的通信系統，使得原先僅能通過(guò)電氣量甚至人工現場(chǎng)判定的故障類(lèi)型能夠通過(guò)多種方式辨識。

2. 安全風(fēng)險評估。對配電網(wǎng)歷史運行數據進(jìn)行聚類(lèi)分析和挖掘，并利用機器學(xué)習等人工智能方法開(kāi)展配電網(wǎng)運行狀態(tài)實(shí)時(shí)風(fēng)險評估，及時(shí)發(fā)現系統薄弱環(huán)節，提高供電可靠性。

4.2主動(dòng)配電系統規劃與綜合能源協(xié)調運行

對于高度信息化、異質(zhì)能源混雜的未來(lái)配電系統，現有配網(wǎng)規劃方法將不再適用:

(1)就配電系統自身而言,電網(wǎng)與用戶(hù)間的界限逐漸模糊，除了可再生能源與電動(dòng)汽車(chē)等帶來(lái)的諸如潮流雙向流動(dòng)、節點(diǎn)電壓與頻率波動(dòng)等不確定性問(wèn)題凸顯以外，配電通信系統的健壯性同樣是未來(lái)配電系統需要考慮的問(wèn)題。

(2)現階段與居民用戶(hù)緊密聯(lián)系的電力、交通、熱力、燃氣等系統均是各自獨立規劃，而未來(lái)配電網(wǎng)將作為區域能源系統的核心與樞紐，將承擔諸如電、水、氣、熱等異質(zhì)能源梯級利用、消納與轉化、協(xié)同優(yōu)化運行的責任。

因此，未來(lái)需將配電系統與其他系統統一協(xié)調規劃，從而滿(mǎn)足綜合能源系統在大時(shí)空范圍能源配置的需求。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)下，配電網(wǎng)規劃運行需具備更多的自主靈活性:

4.3用戶(hù)個(gè)性化用能服務(wù)

傳統配電網(wǎng)僅以供電為目的，用戶(hù)僅作為受電端被動(dòng)參與配電網(wǎng)運行。雖然目前已有分時(shí)電價(jià)機制以鼓勵電力用戶(hù)移峰填谷，優(yōu)化用電方式，然而總體而言，用戶(hù)參與程度低且對用戶(hù)的調控水平不夠精細。隨著(zhù)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)終端和網(wǎng)絡(luò )深人用戶(hù)側,電力用戶(hù)角色將逐步發(fā)生改變:

1. 安裝屋頂光伏電站、小型風(fēng)機，具有V2G功能電動(dòng)汽車(chē)的用戶(hù)在一定程度上成為電能供應方。更廣義地，用戶(hù)側熱水器甚至用戶(hù)室內空氣等都可視為蓄能設備參與配電網(wǎng)運行。

(2)電力用戶(hù)的智能終端，如智能空調、電熱水器、電動(dòng)汽車(chē)等蘊含豐富的用電行為信息，使得用戶(hù)成為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的信息提供方。

為更好地服務(wù)于用戶(hù),引導用戶(hù)合理用能并提升用戶(hù)參與配電網(wǎng)運行深度和廣度，形成優(yōu)化配電網(wǎng)運行的技術(shù)閉環(huán)，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與配電系統深度融合,通過(guò)制定個(gè)性化用能服務(wù)調動(dòng)電力用戶(hù)參與配網(wǎng)優(yōu)化運行的積極性。

5、安科瑞Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)平臺概述

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數據中臺，建立統一的上下行數據標準，為互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)提供能源物聯(lián)網(wǎng)數據服務(wù)的平臺。 用戶(hù)僅需購買(mǎi)安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器，選配網(wǎng)關(guān)，自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業(yè)數據服務(wù)。

該平臺提供數據駕駛艙、電氣安全監測、電能質(zhì)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(yǔ)言、多終端數據訪(fǎng)問(wèn)。

6、應用場(chǎng)所

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

7、組網(wǎng)結構

8、平臺功能

8.1 可定制駕駛艙

可定制化的駕駛艙：可根據客戶(hù)的行業(yè)特性，行業(yè)需求，經(jīng)過(guò)培訓的工程或調試人員自行繪制客戶(hù)所需的駕駛艙頁(yè)面。

例如下圖所示的智慧物業(yè)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。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時(shí)可以在BIM模型中預警顯示。

8.2 電力集抄

電力集抄模塊可以實(shí)現對各種監測數據的查詢(xún)、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實(shí)現供配電監控系統的遙測'、遙信、遙控控制，對系統進(jìn)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(xún)供配電室內各設 備運行（包括歷史和實(shí)時(shí)參數，并根據實(shí)際情況進(jìn)行日報、月報和年報查詢(xún)或打印，提高工作效率，節約人力資源。

變壓器監控

配電圖

8.3 能耗分析

能耗分析模塊采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)，實(shí)現從能源數據采集、過(guò)程監控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過(guò)程的自動(dòng) 化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過(guò)程有機結合起來(lái)，運用數據處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線(xiàn)生產(chǎn)分析 與管理，實(shí)現全廠(chǎng)能源系統的統一調度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、利用能源，提高能源質(zhì)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

8.4預付費管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶(hù)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(jìn)行配置；

3）用戶(hù)管理：對商鋪用戶(hù)執行開(kāi)戶(hù)、銷(xiāo)戶(hù)、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢(xún)等操作；

4）售電管理：對已開(kāi)戶(hù)的表進(jìn)行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢(xún)等操作；

5）售水管理：對已開(kāi)戶(hù)的表進(jìn)行遠程售水、退水、記錄查詢(xún)等操作；

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

預付費看板

8.5 充電樁管理

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對接入系統的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地數據采集和監控，同時(shí)對各類(lèi)故障如充電機過(guò)溫保護、充電機輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預警。云平臺包含了充電收費和充電樁運營(yíng)的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務(wù)管理、變壓器監控、運營(yíng)分析、基礎數據管理等功能。

充電樁看板

8.6 智能照明

智能照明通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(tài)進(jìn)行不間斷地數據監測，也可以實(shí)現定時(shí)開(kāi)關(guān)策略配置及后臺遠程管理和移動(dòng)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。

照明實(shí)時(shí)監控

8.7 安全用電

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

8.8 智慧消防

通過(guò)云平臺進(jìn)行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實(shí)現科學(xué)預警火災、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責任監管等目標。原先針對“九小場(chǎng)所"和?；飞a(chǎn)企業(yè)無(wú)法監控的空白，適應于所有公建和民建，實(shí)現了無(wú)人化值守智慧消防，實(shí)現智慧消防“自動(dòng)化"、“智能化"、“系統化"、用電管理“精細化"的實(shí)際需求。

智慧消防看板

9、系統硬件配置

結語(yǔ)

當前電力系統與其他能源系統的信息壁壘仍然存在，諸如綜合能源協(xié)同優(yōu)化、能源市場(chǎng)交易、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)尚處于理論論證階段?？傊?，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設需要社會(huì )各方的廣泛共同參與，協(xié)力開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，以促進(jìn)我國能源產(chǎn)業(yè)升級。

參考文獻：

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[2] 張小平，李佳寧，付灝.全球能源互聯(lián)網(wǎng)對話(huà)工業(yè)4.0[J].電技術(shù)201640(6):1607-1611。

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版。