摘要：隨著(zhù)我國經(jīng)濟社會(huì )持續發(fā)展，能源生產(chǎn)和消費模式正在發(fā)生重大轉變，能源產(chǎn)業(yè)肩負著(zhù)提高能源效率、保障能源穩定、促進(jìn)新能源消納和推動(dòng)環(huán)境保護等新使命。傳統能源系統建設以單一系統的縱向延伸為主，能源系統間物理互聯(lián)和信息交互較少。能源生產(chǎn)和消費模式的重大轉變，要求改變傳統能源系統建設路徑和發(fā)展模式。

關(guān)鍵詞：泛在電力物聯(lián)網(wǎng)；智慧園區；信息采集

0 引言

    對于園區而言，如何加強園區能源管理，降低園區能耗，提高園區能源利用效率，實(shí)現人和能源、能源和能源之間的密切交互，是園區普遍面臨的問(wèn)題。而要打造清潔、低碳的綠色智慧園區，解決上述問(wèn)題的答案就是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。

1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與綠色智慧園區之間的聯(lián)系

    泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是國家電網(wǎng)有限公司為電網(wǎng)運行更穩定、管理更精細、投資更準確、服務(wù)更好開(kāi)辟的一條新路，依托現有的堅強智能電網(wǎng)（源、網(wǎng)、荷、儲），通過(guò)網(wǎng)絡(luò )、平臺、應用將電力用戶(hù)及設備、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)展創(chuàng )造更大機遇，提供價(jià)值服務(wù)。

    當前大部分園區建有較為堅強的配電網(wǎng)絡(luò )，部分園區已經(jīng)建設或即將建設分布式電站（光伏、儲能、風(fēng)電、冷熱電三聯(lián)供等）。依托現有的園區內變電站，開(kāi)發(fā)分布式電源，打造園區能源數據平臺，形成“三站合一"（變電站、分布式電站、能源數據平臺）的能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )結構。通過(guò)“三站合一"的形式促進(jìn)兩網(wǎng)（泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、園區配電網(wǎng)）的深度融合，迅速開(kāi)展負荷曲線(xiàn)、數據平臺對園區提供服務(wù)能力的數據積累，同時(shí)對多種運營(yíng)模式加以驗證，并同步進(jìn)行管理新模式的探索?；谠撃Ｊ椒e累的經(jīng)驗探索園區能源運營(yíng)和管理模式，打造綠色智慧園區。

2 園區“三站合一"建設思路

2.1建設園區新型變電站

    目前園區配電主要存在電源結構單一、用電負荷復雜、設備陳舊落后、計量表計不全、運維隊伍專(zhuān)業(yè)性不強、電能質(zhì)量差等問(wèn)題。園區可以通過(guò)與電網(wǎng)公司合作，加裝計量監測點(diǎn)，更新?lián)Q代陳舊落后設備，合理開(kāi)發(fā)利用分布式電源并就近進(jìn)行站內接入，同時(shí)依托電網(wǎng)公司強大的運維、檢修力量成立專(zhuān)業(yè)運維隊伍，進(jìn)行日常巡視和設備檢修工作，建成園區設施、運維一體化的新型變電站。

2.2建設園區能源數據平臺

    能源數據平臺包括物聯(lián)網(wǎng)數據采集、數據監控、數據管理。物聯(lián)網(wǎng)數據采集主要包含現場(chǎng)硬件設施如智能表計、傳感器、數據采集器、通訊管理機等物聯(lián)網(wǎng)智能通訊終端，實(shí)現現場(chǎng)數據的采集和傳輸?？梢愿鶕@區場(chǎng)地實(shí)際大小、變電站空余負荷、分布式能源站裝機容量需求來(lái)設計數據站的場(chǎng)地大小和所用設備的計算能力；數據監控主要收集能源的消耗量和重要用能設備的運行參數。支持多種通訊協(xié)議和通訊方式的數據采集，實(shí)現現場(chǎng)數據的采集，將實(shí)時(shí)數據進(jìn)行匯總、過(guò)濾、處理后上傳給數據管理，起到承上啟下的作用。數據管理對采集的數據進(jìn)行實(shí)時(shí)監測、統計分析、告警管理、能效分析、能源成本管理等，結合環(huán)境穩定等信息建立能源分析模型，實(shí)現能源計劃、能源績(jì)效指標等管理，并為運營(yíng)商提供決策依據。

2.3建設園區分布式電站

    可結合園區實(shí)際情況及需求，開(kāi)展分布式光伏、儲能、風(fēng)電、冷熱電三聯(lián)供等分布式電站建設，優(yōu)化園區能源網(wǎng)絡(luò )結構。分布式電站的建設規?？筛鶕@區可建設規模和園區近、遠期負荷需求情況及電力市場(chǎng)行情合理匹配，其中儲能電站建設可以依據園區重要負荷以及其他分布式電源的容量進(jìn)行合理匹配。

3 運營(yíng)模式

    園區變電站與分布式電站其功能聯(lián)系緊密，可以由園區委托電網(wǎng)公司管理運營(yíng)。數據平臺可將數據上傳至泛在電力物聯(lián)網(wǎng)由電網(wǎng)公司運營(yíng)，園區能源管理部門(mén)參與運營(yíng)決策。

3.1變電站

（1）基于數據平臺實(shí)現電網(wǎng)智能調度，通過(guò)利用分布式電源出力以及儲能電站削峰平谷的能力，提高設備利用率，減輕變壓器重載（過(guò)載）狀態(tài)壓力，延緩園區變電站擴容和輸送通道建設。

（2）通過(guò)分布式電源及儲能電站的有功功率調節和無(wú)功控制，快速平衡園區配電系統中由于各種原因產(chǎn)生的不平衡功率，減小對園區配網(wǎng)的沖擊，改善園區電能質(zhì)量，提高園區配電網(wǎng)絡(luò )穩定性。

（3）整體提高園區配網(wǎng)運行效率，降低運行成本，提供更加穩定的用電保障。

3.2數據平臺

（1）可就近存儲、分析、利用電力物聯(lián)網(wǎng)采集的海量數據，為園區用能提供數據服務(wù)，同時(shí)可以為園區提供其他計算和存儲能力。

（2）通過(guò)分析園區用電負荷需求、分布式電源出力、儲能系統調節能力選擇用電來(lái)源，優(yōu)先分布式電源的出力消納，同時(shí)通過(guò)儲能電站實(shí)現有功平衡，用電不足部分可以由電網(wǎng)供電，實(shí)現優(yōu)化園區供電結構、降低園區用能成本的目的。

3.3分布式電站

（1）改善園區用電系統日負荷特性，使分布式電源的利用率大大提高，改善園區用電效率，同時(shí)也能部分緩解電網(wǎng)的供電壓力。

（2）電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，分布式電源可充當園區負荷、數據平臺不間斷電源或應急電源，提高園區用電可靠性。

（3）通過(guò)數據平臺的調度，可以平抑園區負荷間歇性波動(dòng)和瞬間擾動(dòng)。

（4）正常運行可以輔助調壓，提高園區電能質(zhì)量。

4 安科瑞為國家電網(wǎng)2021泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設提供解決方案

    安科瑞電氣深耕用戶(hù)側能效管理多年，逐漸完善了從電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺到終端傳感器的生態(tài)體系，在“源（電源）-網(wǎng)（電網(wǎng)）-荷（負荷）-儲（儲能）"各個(gè)環(huán)節加大研發(fā)投入，已經(jīng)形成“云（云平臺）-管（有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)物聯(lián)）-邊（邊緣計算）-端（終端設備）"的生態(tài)系統，參與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設，為國家電網(wǎng)建設“三型兩網(wǎng)"提供解決方案，使用戶(hù)在任何時(shí)間、地點(diǎn)、人、物之間實(shí)現信息連接和交互，產(chǎn)生共享數據，從而為電網(wǎng)、發(fā)電、供應商、用戶(hù)服務(wù)。

4.1云平臺

    安科瑞電氣近年來(lái)已經(jīng)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(huán)保用電監管云平臺、充電樁（電動(dòng)汽車(chē)/自行車(chē)）運營(yíng)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(jīng)廣泛應用在多地國網(wǎng)公司用戶(hù)端業(yè)務(wù)、環(huán)保部門(mén)、安監部門(mén)、住建部門(mén)等。

4.1.1變電所運維云平臺

    據統計全國高供高計的工商業(yè)用戶(hù)數量達到200多萬(wàn)戶(hù)，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(shí)間長(cháng)、風(fēng)險預防薄弱等問(wèn)題。國網(wǎng)公司和眾多電力運維公司正在搶占這塊巨大的市場(chǎng)，這是一個(gè)千億級別的市場(chǎng)。

    AcrelCloud-1000電力運維云平臺采用多功能電力儀表、無(wú)線(xiàn)通信、邊緣計算網(wǎng)關(guān)及大數據分析技術(shù)，通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)采集現場(chǎng)數據并存儲在本地，再定時(shí)向云平臺推送數據。平臺可同時(shí)接入數以千計的用戶(hù)變電站數據。平臺采集的數據包括變電所電氣參數和環(huán)境數據，包括電流電壓功率、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、變壓器溫度、環(huán)境溫濕度、浸、煙霧、視頻、門(mén)禁等信息，有異常發(fā)生10S內通過(guò)短信和APP發(fā)出告警信號。平臺通過(guò)手機APP下發(fā)運維任務(wù)到人員手機上，并通過(guò)GPS跟蹤運維執行過(guò)程進(jìn)行閉環(huán)，提高運維效率，即時(shí)發(fā)現運行缺陷并做消缺處理。

4.1.2能源管理云平臺

    Acrelcloud-5000能耗管理云平臺可適用于各個(gè)行業(yè)，如政府辦公建筑、工廠(chǎng)、教育建筑、醫療建筑、商業(yè)綜合體等，可通過(guò)局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或者4G網(wǎng)絡(luò )采集不同區域多個(gè)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(fēng)力、儲能等新能源數據，對用能數據進(jìn)行分析，按照區域、部門(mén)、用電設備類(lèi)型進(jìn)行細分，提供同比、環(huán)比分析比較和用能數據追溯，同時(shí)可以提供尖峰平谷各時(shí)段用能數據和報表，幫助用戶(hù)梳理能源賬單明細和制定能源績(jì)效考核。

4.1.3環(huán)保用電監管云平臺

    近年來(lái)我們的環(huán)境質(zhì)量有了很大的改善，這都歸功于國家層面對環(huán)保的重視和環(huán)保部門(mén)的有力監察執法。安科瑞針對環(huán)保監察的痛點(diǎn)研發(fā)了環(huán)保用電監管系統解決方案，助力環(huán)保部門(mén)堅決打贏(yíng)藍天碧水保衛戰。

    Acrelcloud-3000環(huán)保用電監管平臺主要為環(huán)保監察部門(mén)和產(chǎn)污排污企業(yè)服務(wù)，為環(huán)保部門(mén)提供在線(xiàn)監管和執法依據，為生產(chǎn)企業(yè)提供設備運行監控和產(chǎn)污排污數據記錄。

    平臺采集生產(chǎn)企業(yè)總用電量、生產(chǎn)用電和治污設備用電量，進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，及時(shí)給出環(huán)保設備異常運行信號或企業(yè)異常生產(chǎn)信號，實(shí)現全過(guò)程防控。前端設備采用不停電免接線(xiàn)方案采集用電數據，經(jīng)LORA無(wú)線(xiàn)上傳到環(huán)保數據網(wǎng)關(guān)，再通過(guò)4G上傳平臺服務(wù)器或縣、市、省級環(huán)保平臺。各地環(huán)保部門(mén)通過(guò)污染防治設施用電實(shí)時(shí)監控，實(shí)現對排污企業(yè)生產(chǎn)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(jīng)驗進(jìn)行現場(chǎng)核查的狀態(tài)，為環(huán)保監管開(kāi)辟更加切實(shí)、有效的監管方式，形成長(cháng)效機制。

4.1.4智慧用電云平臺

    據應急管理部網(wǎng)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(wàn)起，因違反電氣安裝使用規定引發(fā)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(wù)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(fā)生，現用電管理平臺已在九小場(chǎng)所、三合一場(chǎng)所、養老福利院、醫療場(chǎng)所、學(xué)校、金融網(wǎng)點(diǎn)等人員密集場(chǎng)所廣泛開(kāi)展。

    安科瑞Acrelcloud-6000用電管理云平臺對電氣引發(fā)火災的主要因素（線(xiàn)纜溫度、漏電電流、負荷電流、電壓）進(jìn)行不間斷的數據跟蹤與統計分析，通過(guò)2G/NB-IOT/4G方式采集現場(chǎng)數據，實(shí)時(shí)發(fā)現電氣線(xiàn)路和用電設備存在的隱患（如：線(xiàn)纜溫度異常、過(guò)載、過(guò)壓、欠壓及漏電等）并通過(guò)短信、APP推送、自動(dòng)語(yǔ)音呼叫等方式及時(shí)預警，有效防止電氣火災的發(fā)生。系統可以顯示所有監測點(diǎn)位的漏電電流等電氣參數和線(xiàn)纜溫度，并支持巡檢記錄和派單操作，提供隱患分析報告，實(shí)時(shí)評估企業(yè)用電狀態(tài)。

4.1.5電動(dòng)汽車(chē)/電瓶車(chē)充電樁運營(yíng)管理云平臺

    電動(dòng)汽車(chē)現已成為廣泛使用的綠色能源交通工具，Acrelcloud-9000充電樁運營(yíng)管理云平臺系統通過(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；用戶(hù)通過(guò)微信小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統發(fā)起充電請求，控制二維碼對應的充電樁完成電動(dòng)汽車(chē)的充電過(guò)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的數據交互協(xié)議，與云端進(jìn)行直連。

    電動(dòng)自行車(chē)數量越來(lái)越多，解決了老百姓短距離出行問(wèn)題，但是和電動(dòng)自行車(chē)相關(guān)的和火災事故新聞也屢見(jiàn)不鮮，有逐年增長(cháng)的趨勢，給社會(huì )帶來(lái)了很大的損失，成為人民生命和財產(chǎn)的一個(gè)隱患?；陔妱?dòng)自行車(chē)火災的危害和特點(diǎn)，各級政府部門(mén)發(fā)文對電動(dòng)自行車(chē)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(yíng)管理云平臺，針對電動(dòng)自行車(chē)火災治理提供充電管理、資產(chǎn)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(wèn)題，可應用于商業(yè)樓宇、小區、學(xué)校、醫院等場(chǎng)所設置的電動(dòng)自行車(chē)充電場(chǎng)所的運營(yíng)管理。

4.1.6物業(yè)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(yè)綜合體、小區、寫(xiě)字樓、辦公樓、酒店式公寓等物業(yè)，學(xué)校、工廠(chǎng)宿舍的后勤管理部門(mén)以及連鎖超市、大型物業(yè)分布式財務(wù)操作，在線(xiàn)支付，總部財務(wù)扎口等。目前Acrelcloud-3000預付費管理系統已經(jīng)成功在上述各場(chǎng)景得到廣泛的應用并已經(jīng)穩定運行多年，適用于物業(yè)公司對小區、辦公和商鋪租戶(hù)的水電預付費管理，或者學(xué)校對學(xué)生宿舍的用電預付費和用電管控系統。

4.2有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)物聯(lián)

    安科瑞根據多年來(lái)的項目經(jīng)驗，結合用戶(hù)實(shí)際需求，開(kāi)發(fā)了各類(lèi)有線(xiàn)、區域無(wú)線(xiàn)、廣域無(wú)線(xiàn)通訊產(chǎn)品，包括網(wǎng)關(guān)和終端設備。支持RS485、以太網(wǎng)、LORA、ZigBee、GPRS、4G、NB-IOT等多種通訊方式，隨著(zhù)5G建設步伐的加快，未來(lái)將會(huì )有越來(lái)越多的通訊方式融入產(chǎn)品，服務(wù)于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設。

4.3邊緣計算

    安科瑞針對物聯(lián)網(wǎng)應用開(kāi)發(fā)了多款智能網(wǎng)關(guān)，采用嵌入式系統和邊緣計算技術(shù)，現場(chǎng)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(xié)議和云平臺對接。所有數據采集、計算、異常報警觸發(fā)邏輯均在網(wǎng)關(guān)就地設置，網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)數據存儲在本地，網(wǎng)絡(luò )恢復后補傳數據，斷點(diǎn)續傳，提高數據可靠性。

4.4終端設備

    針對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設，安科瑞陸續推出多款物聯(lián)網(wǎng)儀表，應用在不同場(chǎng)合以滿(mǎn)足不同需求，2019年全年各類(lèi)終端儀表出貨量超過(guò)185萬(wàn)臺。

4.5安科瑞產(chǎn)品在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應用

    近兩年來(lái)，安科瑞已經(jīng)陸續參與江蘇省部分縣市電力公司的用戶(hù)端能源管理平臺、云南省網(wǎng)綜合能源服務(wù)平臺、上海嘉定區147所學(xué)校電力運維平臺等相關(guān)平臺的建設，提供了包括云平臺、智能網(wǎng)關(guān)、終端設備等產(chǎn)品，各類(lèi)用戶(hù)端云平臺在全國各地運行案例700多套，并且根據用戶(hù)需求不斷完善產(chǎn)品功能，這些項目就是未來(lái)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的一部分。

    “能源互聯(lián)網(wǎng)的春天到了，因其所能，它必將成為充滿(mǎn)活力的新型能源業(yè)態(tài)。"盡管針對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)還有一些不同的聲音，但是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)悄無(wú)聲息的鋪開(kāi)來(lái)，融入能源互聯(lián)網(wǎng)基礎建設的方方面面。

5 結束語(yǔ)

    當前泛在電力物聯(lián)網(wǎng)尚處于探索階段，上述觀(guān)點(diǎn)也只是圍繞泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與園區用電之間的聯(lián)系進(jìn)行闡述。后續將進(jìn)一步探索以園區冷、熱、電等綜合能源為媒介，使泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與園區能源網(wǎng)絡(luò )深度互聯(lián)。未來(lái)能源發(fā)展模式必然是實(shí)現電力與其他能源多能互補的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。在國家電網(wǎng)公司未來(lái)三年發(fā)展規劃中提出，到2021年，初步建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，基本實(shí)現業(yè)務(wù)系統、數據貫通，能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)初具規模。到2024年，建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，形成共建共治共贏(yíng)的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展離不開(kāi)與其他能源供應商的密切合作，希望在未來(lái)的能源發(fā)展過(guò)程中，電網(wǎng)公司與其他能源供應商能加強合作，共同營(yíng)造一個(gè)欣欣向榮的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。

參考文獻：

[1]萬(wàn)程,黃博文,張嶺喬,劉標.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)助力打造綠色智慧園區

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版