淺析電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺監(jiān)控系統(tǒng)

摘要：在電力系統(tǒng)中，有效引入物聯(lián)網(wǎng)云平臺技術(shù)，有利于提高監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)水平。因此，在進(jìn)行實(shí)踐研究過程中，要有效提高對于電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺監(jiān)控技術(shù)的認(rèn)識，要科學(xué)提出更加完善的系統(tǒng)優(yōu)化方案，從而才能不斷提高電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺監(jiān)控水平。本文分析了新時(shí)代電力系統(tǒng)發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)以及建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的必要性；研究了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在開放電力市場中的典型應(yīng)用；

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)云平臺；電力市場；無線儀表

0引言

在研究電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺系統(tǒng)過程中，需要結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)手段進(jìn)行實(shí)踐研究，從而才有利于不斷提高系統(tǒng)建設(shè)效率。本文在分析過程中，從多方面進(jìn)行了闡述，為了更加有效地提高物聯(lián)網(wǎng)云平臺監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用能力，需要加強(qiáng)對于該系統(tǒng)的綜合一體化應(yīng)用研究，要重視有效地進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化與創(chuàng)新，才能提高電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。

１電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺監(jiān)控系統(tǒng)概述

電力物聯(lián)網(wǎng)，本質(zhì)上的含義是在電力行業(yè)，有很多生產(chǎn)設(shè)備，監(jiān)測設(shè)備，保護(hù)設(shè)備等等，這些設(shè)備之間能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通，稱之為電力物聯(lián)網(wǎng)。大部分企業(yè)的設(shè)備都分布在不同的場景，對于企業(yè)來說，這些設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控管理需要耗費(fèi)很多的人力成本，所以需要云平臺監(jiān)控系統(tǒng)，將這些設(shè)備通過電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)統(tǒng)一到云平臺上進(jìn)行集中管理，云平臺能夠?qū)⑵髽I(yè)的所有設(shè)備的歸類出設(shè)備檔案，形成綜合看板，能耗分析，查詢歷史數(shù)據(jù)等等，技術(shù)高層管理可以實(shí)時(shí)監(jiān)測所有設(shè)備的運(yùn)行，及時(shí)的下達(dá)人員調(diào)度指令。幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)能源智能化，可視化，明細(xì)化管理，提供用電效率和保障用電安全。

2電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)趨勢

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，它已逐漸應(yīng)用于越來越多的行業(yè)，并已悄無聲息地融入到人類的生活中。眾多物聯(lián)網(wǎng)終端系統(tǒng)都是一個(gè)用電系統(tǒng)，眾多的應(yīng)用場景集中在弱電系統(tǒng)信息互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)終端的智能控制應(yīng)用。通常，智能系統(tǒng)不涉及供電部分，只負(fù)責(zé)完成系統(tǒng)的智能信息交互、管理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能控制。進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代后，應(yīng)用系統(tǒng)逐漸融合成為一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)體系。以電動汽車為例，電動汽車整車系統(tǒng)以及相應(yīng)的充電樁就是一個(gè)強(qiáng)電的電力驅(qū)動與弱電的智能控制的綜合系統(tǒng)。這充分顯示，隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的深入發(fā)展，用電與供電、弱電與強(qiáng)電逐漸融合，系統(tǒng)用、供電的智能化管理成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中不可或缺的重要部分。隨著智能電網(wǎng)的不斷完善以及互聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的相互融合，物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入到一個(gè)用、供電管理與信息系統(tǒng)智能化兩翼齊飛的新時(shí)代。

近些年的國家政策也有這樣的趨勢，智能電網(wǎng)建設(shè)的首要任務(wù)是信息系統(tǒng)建設(shè)，即在堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)基礎(chǔ)上的建設(shè)全網(wǎng)通達(dá)的信息傳輸體系。早先，電網(wǎng)內(nèi)部采用的是微波中繼通信，后來被光纖通信所替代。目前，各種規(guī)格的光纖復(fù)合電纜（電力光纜）已覆蓋了全部電力網(wǎng)，形成了光纖通信基礎(chǔ)上的智能電網(wǎng)。低壓電力光纜已經(jīng)成為光纖入戶的主要形式，完成智能電網(wǎng)的最后一公里建設(shè)。在2010年，國家啟動電力光纖到戶工程，在提供電能的同時(shí)，可與電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)相連，以滿足智能電網(wǎng)用電側(cè)的信息化、自動化、互動化需求。

3智慧監(jiān)控管理云平臺

電力項(xiàng)目的實(shí)施過程復(fù)雜性較高，且涉及的操作人員權(quán)限不一，待處理的數(shù)據(jù)量也十分龐雜，包括各項(xiàng)基礎(chǔ)信息、工器具的使用記錄及施工現(xiàn)場的監(jiān)控信息等，因此需要搭建具有強(qiáng)大監(jiān)管功能的云平臺來實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目實(shí)施的全面監(jiān)控。搭建該類平臺需要使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)結(jié)構(gòu)，從而完成對數(shù)據(jù)的存儲及傳遞，并提供多樣化的人機(jī)交互通道。在對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存與綜合處理方面，云平臺使用的是大數(shù)據(jù)存儲分析模式，能夠借助專業(yè)的數(shù)據(jù)模型完成高效的數(shù)據(jù)傳輸。在服務(wù)方面，各平臺能夠集多種服務(wù)功能于一體，包括API服務(wù)、云短信等多項(xiàng)服務(wù)內(nèi)容，能夠?yàn)橛脩籼峁└鼮槎鄻拥?a target="_blank">接口。在人機(jī)接口方面，平臺能夠借助Web實(shí)施信息的綜合管理，用戶能夠通過手機(jī)APP、公眾號、客戶端等實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)信息的管理和分析，生成報(bào)表及實(shí)現(xiàn)監(jiān)控等多項(xiàng)職能。

3.1電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用分析

物聯(lián)網(wǎng)的硬件架構(gòu)由設(shè)備層、數(shù)據(jù)存儲、監(jiān)控及云端等部分組成，物聯(lián)網(wǎng)不僅能夠提升電力設(shè)備連接的順暢性，還能在運(yùn)營人員及用戶之間搭建溝通的渠道，其負(fù)載的信息及業(yè)務(wù)流量能夠?yàn)樯虡I(yè)及運(yùn)營全程提供助力。如平臺上的在線服務(wù)功能，可為用戶提供查詢、等多項(xiàng)服務(wù)內(nèi)容，以自動方式滿足用戶的不同需求，體現(xiàn)自動服務(wù)功能的優(yōu)勢。物聯(lián)網(wǎng)的多項(xiàng)功能具體表現(xiàn)如下。

（1）數(shù)據(jù)采集。系統(tǒng)能夠自動對目標(biāo)信息進(jìn)行采集，不需要配置相應(yīng)的通訊設(shè)備，從而減少客戶與服務(wù)端之間的硬件配置成本。

（2）能源監(jiān)控?？赏ㄟ^系統(tǒng)監(jiān)測能耗的情況，并將消耗能耗過量的指標(biāo)在模擬電子地圖中進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

（3）多維數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。分析的角度應(yīng)盡量多樣化，如從區(qū)域、用途等入手進(jìn)行更為全面和多元化的統(tǒng)計(jì)，提升分析結(jié)果的客觀性。

（4）成本核算。在不同的時(shí)間點(diǎn)對不同的分項(xiàng)內(nèi)容實(shí)施成本計(jì)算，完成單位成本的計(jì)算及對比，并將能耗成本進(jìn)行科學(xué)分?jǐn)?，從而獲得相應(yīng)的能耗結(jié)果。

（5）報(bào)警及事件管理。報(bào)警的手段分為實(shí)時(shí)與歷史兩種。報(bào)警事件應(yīng)得到妥善的處理和保存，技術(shù)人員可運(yùn)用手動方式對事件內(nèi)容進(jìn)行記錄，并根據(jù)發(fā)生的時(shí)間及事件本身的類型等進(jìn)行分類，便于日后篩選與查閱。

（6）能耗質(zhì)量分析。對能耗的分析可從多角度實(shí)施，包括對比、負(fù)荷趨勢的分析，以及對生產(chǎn)能耗及標(biāo)準(zhǔn)煤耗等方面的分析。

（7）智慧節(jié)能決策。技術(shù)人員可對用能進(jìn)行建模和預(yù)測分析，從而實(shí)現(xiàn)對節(jié)能目標(biāo)的科學(xué)管理，以智能化的聯(lián)動達(dá)到縮短管理時(shí)間的目的。

（8）監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)自診斷。有專門的數(shù)據(jù)采集設(shè)備向服務(wù)器提供心跳標(biāo)識，基于此實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的自主檢測。技術(shù)人員按照一定的邏輯對故障進(jìn)行排查和判斷，從而出具可行的應(yīng)對措施。

（9）報(bào)表中心。系統(tǒng)可以自動或者手動形式生成報(bào)表內(nèi)容，提供管理人員所需了解的各類數(shù)據(jù)信息。二次組態(tài)是指用戶可自由將控制邏輯程序與人機(jī)界面進(jìn)行組態(tài)，這種方式的使用途徑與其他組態(tài)方式相同。

（10）操作中心。在此部分能夠完成對系統(tǒng)全部操作記錄的調(diào)閱和查詢，并根據(jù)時(shí)間、站號及用戶名等關(guān)鍵詞進(jìn)行信息篩選操作。

（11）用戶管理。技術(shù)人員可運(yùn)用權(quán)限組合的方式對不同的崗位和人員配置實(shí)施智能化管理

4電力物聯(lián)網(wǎng)的智能電表與信息交互平臺

智能變電站是電力物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)外網(wǎng)交互的網(wǎng)關(guān)，智能電表則是供、用端的信息交互平臺，它們是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)及其云平臺生態(tài)體系建設(shè)中的核心領(lǐng)域。

4.1電力物聯(lián)網(wǎng)的智能電表

在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中，所有物聯(lián)網(wǎng)的智能終端都是一個(gè)用電系統(tǒng)，智能電網(wǎng)則是一個(gè)供電系統(tǒng)，連接兩者的是智能電表，智能電表的后臺是智能變電站。

早期智能電表以電量計(jì)量為中心，實(shí)現(xiàn)電量計(jì)量、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳等功能。電力物聯(lián)網(wǎng)中的智能電表則是一個(gè)連接內(nèi)外網(wǎng)的信息樞紐、信息共享平臺。為滿足這一要求，智能電表必然是多芯、多功能、模組化的設(shè)計(jì)，除了電量計(jì)量管理的計(jì)量模塊外，還有用電管理模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、用于數(shù)據(jù)采集與處理的感知控制模塊，以及用于人機(jī)交互的交互模塊等。此外，智能電表還是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺生態(tài)體系建設(shè)的重要一環(huán)。

這里以安科瑞推出的ADW300物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測儀表為例具體說明一下智能電表相較于傳統(tǒng)電表的優(yōu)勢。

強(qiáng)大的互聯(lián)功能：相較于傳統(tǒng)電表的本地采集方式，通過與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，目前該款終端監(jiān)測設(shè)備除了可支持RS-485通訊，在網(wǎng)絡(luò)通信層也可支持采用GPRS、WiFi、NB-IoT等各種通訊技術(shù)，同時(shí)在通訊協(xié)議的適配方面也涵蓋了目前市面上的大部分通用協(xié)議。

智能化監(jiān)測：主要是通過附加功能來協(xié)助終端采集設(shè)備的智能交互，如：支持開關(guān)量輸入輸出，可結(jié)合具體現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)開合閘的保護(hù)功能；支持多路的溫度測量和漏電監(jiān)測，防止因?yàn)楣收?、老化?dǎo)致的溫度過高而出現(xiàn)的安全隱患；報(bào)警上傳功能，支持各項(xiàng)電參量的報(bào)警設(shè)定，及時(shí)的上傳報(bào)警數(shù)據(jù)，再通過平臺短信預(yù)警等措施及時(shí)的通知到用戶端進(jìn)行現(xiàn)場故障的處理。

4.2泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的云平臺建設(shè)

智能變電站與智能電表是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，參與內(nèi)網(wǎng)“源（電源）—網(wǎng)（電網(wǎng)）—荷（負(fù)荷）—儲（儲能）”，以及外網(wǎng)“云（云平臺）—管（有線／無線物聯(lián)）—邊（邊緣計(jì)算）—端（終端設(shè)備）”的生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)。

安科瑞推出企業(yè)微電網(wǎng)能效管理平臺就是將：變電所運(yùn)維云平臺、能源管理云平臺、智慧用電云平臺、環(huán)保用電監(jiān)管云平臺、充電樁（電動汽車／自行車）運(yùn)營管理云平臺、預(yù)付費(fèi)管理云平臺等平臺進(jìn)行系統(tǒng)的融合，以解決智慧城市、智慧社區(qū)、智慧醫(yī)院、智慧交通、智慧樓宇等重大場景應(yīng)用。結(jié)合用戶實(shí)際需求，同時(shí)也開發(fā)了各類有線、區(qū)域無線、廣域無線通信產(chǎn)品，包括網(wǎng)關(guān)和終端設(shè)備，支持RS485、以太網(wǎng)、Lora、GPRS、4G、NB-IOT等多種通信方式。在結(jié)合平臺的數(shù)據(jù)分析功能，給到用戶詳細(xì)、簡潔明了的數(shù)據(jù)報(bào)表。這也是萬物互聯(lián)，智慧電網(wǎng)的表現(xiàn)形態(tài)。

從云端平臺我們可以結(jié)合曲線圖樹狀圖等直觀的了解到符合的運(yùn)行情況。

5結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)云平臺監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用在電力行業(yè)，不僅能提高工作效率，也能為電力穩(wěn)定運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。工作人員在應(yīng)用過程中要結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行情況，加入更加高效的技術(shù)手段，從而才能保證該系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，從而為電力行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展提供有效助力。

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審核編輯黃宇