安科瑞 鮑靜君

　　1、引言

　　為圓滿完成各類重大活動保電工作，進一步夯實泛在電力物聯網建設基礎，冀北公司依托各類信息化手段，打造“泛在物聯網+智慧保電”綜合示范工程，建設全景全息智慧指揮平臺，實現 “由點及線，由線及面”的全景式展示和“一鍵穿透”兩大目標。

　　建設泛在電力物聯網，是網絡強國戰略在公司的具體實踐，是落實“三型兩網”戰略的核心任務。按照“二張網”的定位，冀北公司落實國網公司泛在電力物聯網頂層設計和行動計劃，結合冀北公司實際，充分發揮公司在資源、管理、人才和信息化應用等方面的優勢，因地制宜、勇于創新，先行先試、主動作為，突出注重實效，在完善和提升公司現有各類信息通信技術應用系統的基礎上，以數據共享為核心，數據驅動業務創新應用，建設全景全息智慧指揮平臺，探索泛在電力物聯網建設模式，推動泛在電力物聯網在冀北公司的建設與應用。

　　2、保電系統現狀分析

　　2.1 泛在電力物聯網本質內涵

　　泛在電力物聯網是以“空天地”協同通信網為基礎，以平臺服務和數據共享為核心，具有智慧化、多元化特征，包含信息感知、網絡、平臺和應用各層級，覆蓋能源電力“端-網-云”各環節，實現電力系統各個環節萬物互聯、人機交互，與堅強智能電網相輔相成、發展，具有狀態全息感知、數據處理、應用便捷靈活、業務多元發展、服務全新體驗、開放共享內涵的新型網絡系統。

　　2.2 與業內現行同類產品/服務的比較

　　在近幾年國內的重大活動供電保障工作中均建設重大活動保電系統，實現了對部分電網資源及保電資源的數據接入及可視化展現，通過對歷次重大活動保電系統與全景全息智慧指揮平臺的比較與綜合分析，可以得出以下結論。

　　在系統架構設計方面，傳統重大活動保電系統主要遵從物聯網系統設計架構，在于對現實實體的感知、信息的傳輸以及數據的應用展現。全景全息智慧指揮平臺充分吸取了CPS系統的設計理念，在繼承傳統物聯網系統架構的基礎上，延伸并拓展了控制、遠程合作等能力，實現了感知、傳輸、分析、決策和控制的循環閉環反饋，強化了指揮中心對現場的實時掌控能力及互動化管理水平，將人腦資源、計算資源與物理資源緊密結合并協調，推動電力保障指揮工作邁向新高度。

　　在終端設備接入方面，傳統重大活動保電系統對泛在信息采集終端、特別是具有邊緣計算能力的智能終端接入相對欠缺。全景全息智慧指揮平臺接入了22類8360套信息采集終端。系統加強實時數據的監測、獲取與分析能力，依托各類機器人、無人機、高清復眼攝像頭、移動智能終端和在線監測終端等，對變電站設備、架空線路輸電通道、電纜線路、客戶配電室等核心設備進行實時監測與分析研判，實現了設備狀態實時感知，故障的及時發現、快速定位、準確研判、智能分析與處置。

　　3、系統原理

　　基于泛在電力物聯網的全景全息智慧指揮平臺，立足保電、面向未來，是公司泛在電力物聯網建設的典型實踐，具備三大核心功能。一是應急指揮，針對重大活動保電，滿足保電期間現場指揮部的工作需要，用于現場指揮部值守人員開展保電信息監測、協同指揮；實現冬奧場館應急指揮中心數據共享，保障各級指揮體系運轉、銜接順暢有序；針對常態化工作，可滿足日常生產搶修等一線工作需求。二是泛在物聯網建設成果展示，具備應用快速構建、需求快速響應的擴展能力，可配合進行泛在物聯網示范工程創新成果展示，呈現泛在物聯網的階段建設成效。三是跨數據，圍繞電網運行、設備運維、客戶服務等主題場景，實現設備相關信息全景感知、人和物泛在連接，可充分借鑒中臺思想，逐步實現流程貫通和數據應用，挖掘數據價值。如圖1所示。

圖1 全景全息智慧指揮平臺三大核心功能

　　感知層以感知為基礎，提高保電區域終端設備感知能力。圍繞保電范圍內的所有設備和客戶，開展信息感知建設，加強統籌，提升設備數字化、智能化水平和客戶感知能力，實現輸、變、配各環節設備狀態數據、相關客戶信息的感知，推動全業務數字化。如圖2所示。

圖2 全息感知建設成果

　　網絡層以全業務泛在連接為標準，提高終端網絡連接能力。以支撐各種智能終端泛在接入為抓手，利用無線公網等多種通信資源，建設“有線+無線、公網+專網”的泛在終端通信接入網，提高終端通信網絡覆蓋率，提升網絡帶寬，增強網絡資源調配能力和安全接入管控能力，實現全時空泛在連接。

　　平臺層以平臺共享為核心，提高數據共享服務能力。遵循“一平臺、一系統、多場景、微應用”建設思路，針對專項保電工作，進一步優化業務流程，貫通全業務鏈條，構建覆蓋多業務部門的數據模型和服務標準體系，支撐數據和業務實時一致、開放共享，實現全業務范圍、全數據類型、全時間維度數據的統一管理、集成和服務，提升信息化平臺共享服務能力。如圖3所示。

圖3 統一數據模型構建

　　應用層充分借鑒CPS的設計理念，構建全景感知、異常發現、智慧指揮、應急處置的閉環管控流程。CPS包含了環境感知、嵌入式計算、網絡通信和網絡控制等系統工程，使物理系統具有計算、通信、控制、遠程協作和自治功能。利用數字孿生理念，在信息空間中構建監測實體的數字鏡像，在微觀層面上實現核心區域供電場景的原型再現，在宏觀層面上實現電網運行的動態模擬，完成數字鏡像與監測實體的同步映射，實現監測實體的全要素數字化和虛擬化、全狀態實時化和可視化。如圖4所示。

圖4 應用層實現功能

　　4、實施效果

　　系統的不斷深化應用，提升故障研判速度，提升了故障研判準確性，通過科學合理調配搶修資源，減少了故障搶修時間，使得供電可靠性持續提升，達國內水平。指揮體系與系統的支撐多次重大活動保電任務圓滿完成，為公眾營造安全穩定的社會環境，踐行電網公司社會責任。

　　系統管控重要客戶供電情況，客戶享受到了來自張家口供電公司的數據服務和信息指導，提高了自身在故障研判、狀態監控、快速響應和安全保障四方面的能力，實現了電網－客戶“雙向”信息互聯，讓客戶感受到從“實施電力項目”向“享受電力服務”轉變。

　　5、項目行業情況

　　針對全景全息智慧指揮平臺，目前公司在行業內有競爭優勢。截至目前，全景全息智慧指揮平臺在歷次重大活動供電保障任務中成功應用，實現了保電任務動態更新、電網運行狀態在線監測、保電指令快捷下達、人員物資可視化調配、故障搶修實時管控以及現場疑難遠程診，在保電實戰決戰中發揮了重要作用，助力省市供電公司圓滿完成保電目標。全景全息智慧指揮平臺為公司贏得了口碑和贊譽。

　　隨著“大云物移”和人工智能技術的飛速發展，騰訊、阿里巴巴等國內的IT*憑借其強勁的研發實力，逐步至行業內部，對產品推廣起到了一定的沖擊。針對上述競爭形勢，全景全息智慧指揮平臺產品團隊一方面投入研發，引入三維建模、虛擬現實和智能分析等相關技術，對產品進行迭代升級，實現可視化效果方面質的飛躍；另一方面，團隊將充分發揮自身優勢和保電經驗，加速推廣，實現項目的快速落地，以求拓展*，提升品牌價值。

　　6、目標市場情況

　　隨著我國綜合國力的顯著提升和影響力的日益增強，一系列高的級別、高規格的性會議與活動都選擇在中國舉辦，這對電網的平穩運行提出了更高的要求，電力保障工作不容有失。此前供電公司基本上都采用“專事專辦”的模式，通常需投入大量的人力、物力、財力，但依舊缺乏即時溝通和工作協同，現有的設備狀態和網絡拓撲信息也沒有得到充分應用，無法滿足保供電期間的快速響應、搶修指揮和狀態檢修等工作的開展。

　　全景全息智慧指揮平臺作為重大活動專項保障任務執行期間的核心指揮，以需求牽引為導向，以關鍵細信息為驅動，能夠實現“由點及線、由線及面”的全景展示和“一鍵穿透”的協同聯動，可呈現各項保電工作成效，助力網省公司圓滿完成保電目標。

　　7、創新點

　　本系統將CPS設計理念與重大活動電力保障相結合，構建具有CPS特征的全景全息智慧指揮平臺，基于電網豐富的傳感監測設備以及安全可靠的電力通信網絡，依托3C技術的與協作，實現電力生產過程及其所涉及的全要素集成與應用，并對電力生產過程進行更加的控制，以安全、可靠、遠程、實時、協同的方式支撐專項保電工作的智能化指揮。CPS特征的構建強化了指揮中心對現場的實時掌控能力及互動化管理水平，將人腦資源、計算資源與物理資源緊密結合并協調，推動電力保障指揮工作邁向新高度。

　　本系統依托數字孿生概念，在數字空間建立核心電網設備的數字模型，并依靠傳感器和信息傳輸網與實體工況進行*同步，支撐資源智能調配及全景可視化等功能。數字孿生技術的應用解決了冀北公司面臨的各信息系統間缺乏信息共享能力等實際問題，充分運用電網、設備、環境與資源等各類全景數據，提升電網供電監測能力和應急響應速度，提高供電可靠性，是泛在電力物聯網在冀北的一次典型實踐。

　　8、安科瑞泛在電力物聯網提供解決方案

　　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）”的系統，參與泛在電力物聯網建設，為國家電網建設“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。

　　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、智慧安全用電云平臺、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。

　　8.1變電所運維云平臺

　　據統計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、浸水、煙霧、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。

　　變電所運維云平臺功能一覽

8.2智慧安全用電云平臺

　　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30%~34%左右，其中2018年共接報火災23.7萬起，因違反電氣安裝使用規定引發的火災占總數的34.6%，較大和重大火災事故中，電氣火災的比例更高。國務院、消防局以及各省市自治區直轄市紛紛出臺文件推廣使用安全用電、智慧用電，從源頭上預防電氣火災的發生，現安全用電管理平臺已在九小場所、三合一場所、養老福利院、場所、學校、金融網點等人員密集場所廣泛開展。

　　安科瑞Acrelcloud-6000安全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安全隱患（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，提供安全隱患分析報告，實時評估企業用電安全狀態。

　　8.3安科瑞智能網關、終端設備選型

9、結束語

　　本平臺解決了目前重大活動供電保障工作面臨的諸如對現場實時掌控能力不足，互動化管理水平較低，各系統間缺乏信息共享能力等實際問題。充分運用電網、設備和環境等各類數據，以“大云物移”等新技術提升電網供電監測能力和應急響應速度，提高供電可靠性，是泛在電力物聯網在冀北的一次典型實踐。