摘 要：在能源互聯網背景下,提出基于大數據構建智慧企業、智能配電網,泛在電力物聯網在配電網中的落地。根據電網的功能定位、發展路徑,以理念和技術手段,解決實際問題,推進電網發展方式向縱深轉變。

　　關鍵詞：智慧企業；智能配電網；泛在電力物聯網

　　0 引言

　　能源互聯網時代，要探索與之相應的企 業建設方法與路徑，形成具有前瞻性、理論性和 可操作性的具體實施方案，提升能源互聯網環境下的電網公司管理水平。除了構筑智慧企業以適應公司發展，同時要考慮到數據的關聯性，在技術層面構建具備全狀態感知能力的智能配電網。

　　配電網在用戶和電網中間起到橋梁作用，結合配電網在電力系統中的地位，以及面向社會、服務社會的屬性，提出泛在電力物聯網在配電網中的應用，結合邊緣計算技術、5G信息技術和 大數據挖掘技術，建設智能配電網。

　　1 智慧企業建設和實施路徑

　　智慧企業由信息和分析驅動，即面對更加復雜的環境做出更快或更多的決定。智慧企業是企業演進的必然趨勢，其在企業管理提升、核心競爭力打造等方面發揮著關鍵作用。智慧企業的本質是實現企業管理自動化。

　　1.1 智慧企業建設目標

　　智慧企業就是利用智能科學的理論、技術、方法和信息、通信及自動化技術工具，通過智能 感知、云計算、物聯網、移動互聯.大數據挖掘和專家系統等手段，實現企業核心業務智能化，經營管理、決策和服務智能化，企業各種資源獲得智能調配和優化利用，實現信息流、資金流、物流和業務工作流的高度集成，實現社會效益、經濟效益雙豐收，如圖1所示

圖1大數據時代下的智慧企業

　　對電網公司而言，實施智慧企業可以實現高度風險應對、決策優化和戰略應變，帶動公司各的發展，設備運行檢修、運營管理和資產管理的發展都會上升一個層次，確保公司的發展理念和能力水平占據世界能源發展的金字塔塔尖位置。利用信息技術提高交互的明確畢、效率和響應速度，以信息為基礎，以知識為載體，以創新為特征，充分敏捷的整合和運用內外部資源。

　　1.2 智慧企業的實施路徑

　　利用5G信息技術作為工具，提升電網公司的工業技術水平和管理技術水平。將工業技術系統、企業組織、流程體系以及人的因素，進行大數據時代探索和挖掘企業發展的內涵。強化企業內部結構的穩定性，加強對外界環境和變量信息以及自身狀態的感知能力，確保企業發展。利用感知系統采集的各項歸一化數據進行數學建模和數據分析，包括電氣量數據、非電氣量數據、人力資源數據、資產設備數據、專家決策系統和經驗系統等，可以提升企業管理的工作效率、降低各項支出成本，優化資源配置。

　　對于企業管理組織系統而言，針對大數據應用的不同階段，利用大數據實現企業的自動化管理，從仿生學的角度看待就像是神經系統和系統，做到信息的感知、收集、預測、評估和決策，通過各級單位的單元分析、各部門的技術分析，各級系統在服從全局的情況下做出較優判斷和決策。各級單位可以看成是一個單獨且關聯的系統，子系統可以根據本單位的工作特點進行系統內數據分析，實現智慧企業的自動化管理，同時可以進行各系統之間信息的共享。逐步實現電網企業自動預判、自主決策，完成較優進化。

　　在大數據、能源互聯網和泛在電力物聯網快速發展的今天，企業管理運用復雜系統管理思維應對快速變化、多維交織的時代挑戰。加強企業內外部信息的處理能力和對海量數據的發掘利用，通過傳感、網絡和數據處理等信息技術的廣泛應用，建立起企業信息流、資金流、物流和工作流于一體的平臺。

　　2 智能配電網建設和實施路徑

　　信息時代對于配電網和電力設備的挑戰，更加傾向于互聯網的扁平化結構，配電網的雙向分享和髙效配置已經成為其基本狀態，對于配電網中的基礎設備的要求更是在不斷地提高，需要獲取大量的支撐數據以確保配電網的運行。

　　2.1 智能配電網建設目標

　　由于配電網是直接面向用戶的，配電網是電能運輸的一個環節，結合配電網現階段建設情況，技術在配電網中的應用有著重大意義。將城市配電網建設與發展上升到承載和推動能源消費革命的新高度，將配電網作為能源互聯網應用試點，小規模試點示范有著重大意義。可以更大程度上實現開放互動.泛在智能，配電網從無源轉變為有源，從被動轉向主動，對配電網的規劃、運行和控制會有更髙的要求。以配電網為支撐平臺，構建能源供應體系，實現能源信息的雙向流通。配電自動化、配電網網架規劃+邊緣計算同步推進的方式進行，一個是完成硬件配置，一個是完成相關軟件系統的接入，二者相結合就可以實現配電網以能源流為核心的“互聯網+ ”公共服務平臺。

　　2.2  智能配電網發展中存在的問題

　　當前存在的問題：傳感器的覆蓋不充分，存在檢測盲區；數據模型和通信標準沒有同一的標準 ，信息孤島難以去除；數據分析智能化很低，用電數據尚未被挖掘。

　　配電網設備量大、面廣，設備種類多、造價低且可靠性差，配網的故障率高，用戶感受到的停電事件96%由配網引起。碎片化數據的大量涌現，使得數據所依賴的網絡變化趨勢不確定，無規則，非結構化，實時性，使得數據時代已經來臨。配電網量測覆蓋不全，對配電的運行情況感知能力不足，配電網網架結構不夠靈活，配電設備線路種類數量眾多，對分布式電源的潮流掌握不明確，不能及時滿足用戶多種多樣的電力服務需求。

　　2.3  智能配電網實現途徑

　　5G通信和泛在電力物聯網，是電網發展的一種表現形式，泛在電力物聯網、邊緣計算技術和智慧能源是能源互聯網的重要舉措。電壓等級低的配電網由于考慮到成本因素，電力互聯互通和信息互聯互通實現并不是很好，廣泛的用戶互動、充分發揮用戶是能源互聯網在配電領域的主要研究方向。泛在電力物聯網的將集中在配用電側，設備、系 統 和 人 （用戶、運維檢修人員、電網管理人員）之間信息資源的互聯，處理物理信息以及虛擬信息，并對此做出反應。初期的物聯網需要在實物端裝設傳感器，傳送至數據管理分析平臺，這樣的信息流動是單向的，未來的物聯網需要的是數據信息的雙向流動。配電網的信息系統承載著配電網的保護、故障的隔離與恢復、配電調度、生產管理、運行檢修管理和需求側響應等眾多任務，需要人工智能的分析和判斷，提升對設備的檢測和管理水平，增強各類信息的搜集錄入，以及評判標準。搜集各類數據，并將各類數據標準化，剔 除無用數據和錯誤數據，綜合研判各類數據進行決策判斷和操作，以及對配電網的預測。在需求側響應、儲能控制、配電自動化和電力電子設備控制方面都需要做到準確控制，需要做到對電網運行狀態的檢測和感知，把傳感器對電網實時數據的采集和分析應用到當前配電各領域時的研究和電力設備狀態監測、視頻遠程監控的應用和無人機檢査，優化決策者體驗。

　　接下來要強化智能電網建設與設備管控，不斷提升設備質量標準，基于資產全壽命的周期管理 ，做好對相關設備的隱患排査，不斷提升設備的可靠性水平。數據驅動決策管理，使風險管控更加標準化和智能化。推進標準化建設，打造數據大感知網絡。

　　隨著原始數據和決策數據的不斷積累，通過記憶認知、計算認知和交互認知三位一體的認識網絡，完成自我評估、自我糾偏、自我提升，實現智慧企業的自動預判.自主決策和自主演進。在信息化維度上，企業根據自身發展的特點以及大數據發展過程，在不同階段選擇不同的智慧工具，實現基于大數據模式下智慧企業和智慧工業的發展，大數據時代下的智能配電網如圖2所示。

圖2 大數據代下的智能配電網

　　配電網運行狀態在線監測與風險評估，配 電系統規劃和能源需求協調，針對用戶的高質量個性化用電服務。大數據的使用是設備的全周期狀態都能感知，其相關信息的錄入和采集將會更加便捷，并保證數據的真實有 效 。支撐電網運行數據性能提升，促 進與用戶互動化的智能用電，提升分布式能源消納能力，挖掘用電大數據的增量價值。初級形態：現階段智能電網；形態：透明電網，遠景形態：零邊際成本電網（產銷一體）。

　　由于海量數據的時效性，運行中的電網要處理大量數據，一是數據的準確性難以得到保證，二是要建設如此龐大的系統需要強大的信息系統做支撐，其建設成本和運行維護成本也是巨大的。解決方法是建設試點運行方案，利用捜集到的大數據作相關分析，提取有用數據進行數據分析和數學建模，構造一系列模型用以解決實際生產問題。根據用戶級別和電網等級制定具體的建設標準。

　　3 安科瑞為國家電網2020泛在電力物聯網建設提供解決方案

　　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。

　　3.1 云平臺

　　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、環保用電監管云平臺、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。

　　3.1.1 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。

　　3.1.2 能源管理云平臺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。

　　Acrelcloud-5000能耗管理云平臺可適用于各個行業，如政府辦公建筑、工廠、教育建筑、建筑、商業綜合體等，可通過局域網、互聯網或者4G網絡采集不同區域多個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、風力、儲能等新能源數據，對用能數據進行分析，按照區域、部門、用電設備類型進行細分，提供同比、環比分析比較和用能數據追溯，同時可以提供尖峰平谷各時段用能數據和報表，幫助用戶梳理能源賬單明細和制定能源績效考核。

　　3.1.3 環保用電監管云平臺

　　近年來我們的環境質量有了很大的提高，這都歸功于國家層面對環保的重視和環保部門的有力監察執法。安科瑞針對環保監察的痛點研發了環保用電監管系統解決方案，助力環保部門堅決打贏藍天碧水保衛戰。

　　Acrelcloud-3000環保用電監管平臺主要為環保監察部門和產污排污企業服務，為環保部門提供在線監管和執法依據，為生產企業提供設備運行監控和產污排污數據記錄。

　　平臺采集生產企業總用電量、生產用電和治污設備用電量，進行關聯分析，及時給出環保設備異常運行信號或企業異常生產信號，實現全過程防控。前端設備采用不停電免接線方案采集用電數據，經LORA無線上傳到環保數據網關，再通過4G上傳平臺服務器或縣、市、省級環保平臺。各地環保部門通過污染設施用電實時監控，實現對排污企業生產運行全流程監控，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、經驗進行現場核查的狀態，為環保監管開辟更加切實、監管方式，形成機制。

　　3.1.4 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。

　　3.1.5 電動汽車/電瓶車充電樁運營管理云平臺

　　電動自行車數量越來越多，解決了老百姓短距離出行問題，但是和電動自行車相關的安全和火災事故新聞也屢見不鮮，有逐年增長的趨勢，給社會帶來了很大的損失，成為人民生命和財產安全的一個隱患。基于電動自行車火災的危害和特點，各級政府部門發文對電動自行車火災的整治都放在規范停放和充電行為上。安科瑞Acrelcloud-9500充電樁運營管理云平臺，針對電動自行車火災治理提供充電安全管理、資產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題，可應用于商業樓宇、小區、學校、醫院等場所設置的電動自行車充電場所的運營管理。電動汽車現已成為廣泛使用的綠色能源交通工具，Acrelcloud-9000充電樁運營管理云平臺系統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；用戶通過小程序掃描二維碼，進行支付后，系統發起充電請求，控制二維碼對應的充電樁完成電動汽車的充電過程。充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯網，配合加密技術和秘鑰分發技術，基于TCP/IP的數據交互協議，與云端進行直連。

　　3.1.6 物業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綜合體、小區、寫字樓、辦公樓、酒店式公寓等物業，學校、工廠宿舍的后勤管理部門以及連鎖超市、大型物業分布式財務操作，在線支付，總部財務扎口等。目前Acrelcloud-3000預付費管理系統已經成功在上述各場景得到廣泛的應用并已經穩定運行多年，適用于物業公司對小區、辦公和商鋪租戶的水電預付費管理，或者學校對學生宿舍的用電預付費和用電安全管控系統。

　　3.2 有線/無線物聯

　　安科瑞根據多年來的項目經驗，結合用戶實際需求，開發了各類有線、區域無線、廣域無線通訊產品，包括網關和終端設備。支持RS485、以太網、LORA、ZigBee、GPRS、4G、NB-IOT等多種通訊方式，隨著5G建設步伐的提高，未來將會有越來越多的通訊方式融入產品，服務于泛在電力物聯網建設。

　　3.3 邊緣計算

　　安科瑞針對物聯網應用開發了多款智能網關，采用嵌入式系統和邊緣計算技術，現場采集和存儲終端設備數據，并根據云平臺的需要，采用不同的協議和云平臺對接。所有數據采集、計算、異常報警觸發邏輯均在網關就地設置，網絡故障時數據存儲在本地，網絡恢復后補傳數據，斷點續傳，提高數據可靠性。

　　3.4 終端設備

　　針對泛在電力物聯網的建設，安科瑞陸續推出多款物聯網儀表，應用在不同場合以滿足不同需求，2019年全年各類終端儀表出貨量超過185萬臺。

　　3.5 安科瑞產品在泛在電力物聯網的應用

　　近兩年來，安科瑞已經陸續參與江蘇省部分縣市電力公司的用戶端能源管理平臺、云南省網綜合能源服務平臺、上海嘉定區147所學校電力運維平臺等相關平臺的建設，提供了包括云平臺、智能網關、終端設備等產品，各類用戶端云平臺在各地運行案例700多套，并且根據用戶需求不斷完善產品功能，這些項目就是未來泛在電力物聯網的一部分。

　　“能源互聯網的春天到了，因其所能，它必將成為新型能源業態。”盡管針對泛在電力物聯網還有一些不同的聲音，但是泛在電力物聯網已經悄無聲息的鋪開來，融入能源互聯網基礎建設的方方面面。

　　4 結語

　　結合電力系統工作實際，本文就電網公司建設智慧型企業、泛在電力物聯網在配電領域應用的必要性和實施途徑進行研究敘述。隨著全狀態感知能力的逐漸提升，以及大數據系統的開發利用，智慧企業、智能配電網的建設和使用將會日趨完善。