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黄豫明

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：能源，是人类赖以生存、社会经济不断向前发展的源动力。随着化石能源的消耗殆尽，人类正面临着能源转型、提高能效和节能减排的历史关键期。目前，以太阳能、风能及核能为代表的新能源接入规模越来越多且负荷越来越大，这些不同地区不同类型不同时点接入的负荷给能源利用带来了新的挑战。

关键词：泛在电力物联网；电网系统；能效提升；智能化

0引言

针对扑面而来的复杂性需求，在“大云物移智”技术支撑下，能源管理将采用横向多能互补、纵向源-网-荷-储互联互济协同运行的方式，达到综合能效的提升目的：充分利用本地光伏、光热等新能源可再生资源禀赋，充分考虑区域内不同负荷类型差异性、互补性，通过终端冷、热、电负荷需求和源侧多能优化匹配，统一规划，减少初投资成本，在不同时间、空间尺度上实现能源的髙效、经济和清洁利用，减少运行、维护成本，提高资产利用率，达到分布式清洁能源就地消纳、能源梯次利用、供能可靠性提升和综合能效提果，。终提升用户体验效果。

1多能互补和供需互动未来能源供给方式的重要特征

能源生产和供应方式，将从集中式大规模生产为主的模式，逐步向能源集中式供应与分布式能源就地利用相结合发展。间歇性可再生能源的持续规模化发展，将推动传统能源与之协调配合，不断提高能源系统的灵活性和接纳能力。由于电能的方便性，未来能源载体将以电能为主，一次能源转换成电能的比例将逐步提高；传统能源行业分割和壁垒将在市场需求、市场推进和政府政策引导下逐渐消除，提供综合能源服务企业将成为能源企业的重要发展趋势。由此可以判断，多能互补是未来能源供给方式的重要特征。

基于上述判断，政府推进了不同的政策进行引导。2016年，**发展改革委、能源局和工信部印发的《关于推进“互联网+ ”智慧能源发展的指导意见》中提出，建设以智能电网为基础，与热力管网、天然气管网和交通网络等多种类型网络互联互通，多种能源形态协同、统筹开发、互补利用传统能源和新能源，优化布局建设一体化集成功能基础设施，实现多能协同供应和能源综合梯级利用；二是利用大型综合能源基地风能、太阳能、水能、煤炭和天然气等资源组合优势，推进风光水火储多能互补系统建设运行。

2物联网是综合能效提升的重要基础

通过“泛在电力物联网+智慧能源”的建设，结合综合冷热能源优化供给、综合能源优化运行和能效服务等方面构成智慧能源体系，在此基础上可建设成实现节能环保、经济、可靠及灵活多样的智慧型物联网系统，这是整个能效提升的基础

3综合能效控制策略

在能效管理中，仅有物联网设备也是不够的，还需要智能化的控制策略，这些策略可考虑各控制单元不同特性，通过建立表征各种能源单元响应特性与调节能力等的特性模型，形成多种能源的状态空间控制模型。一般控制流程如下，首先是对各类设备信息进行实时数据**，在能源系统内按能源系统特性进行建模，对其运行状态进行研判。正常状态下，可采用多源协调控制分解方法，包括不同时间尺度和不同运行目标下的策略生成，通过多能源状态空间建模，为达到多源协调控制的目的，产生控制指令，对设备进行控制，在发生特殊情况下，开启应急状态的流程，利用应急场景包括不间断供能、自治控制和有序恢复供能的辨识和恢复技术，产生控制指令。

4综合能源管控系统

对于多类型供能系统来说，要通过多种能源及各类设备的组合运用，可以采用能源梯级利用方法，建设一套节能、经济、且的能源供应系统，有效的提高能源供应的可靠性并降低用户的能源费用支出。为了达到控制用能系统，达到提升综合能效的目的，在前述 泛在电力物联网基础上，应用上述策略进行管理，主要通过综合能源管理系统实施。综合能源系统分云、网、边和端四个层面，具有负荷聚合、集群优化、供需互动和互联互济等功能，具有其他类型多平台多业务接口。

5安科瑞为**电网2020泛在电力物联网建设提供解决方案

安科瑞电气深耕用户侧能效管理多年，逐渐完善了从电力物联网云平台到终端传感器的生态体系，在“源（电源）-网（电网）-荷（负荷）-储（储能）”各个环节加大研发投入，已经形成“云（云平台）-管（有线/无线物联）-边（边缘计算）-端（终端设备）”的生态系统，积极参与泛在电力物联网建设，为**电网建设“三型两网”提供解决方案，使用户在任何时间、地点、人、物之间实现信息连接和交互，产生共享数据，从而为电网、发电、供应商、用户服务。

5.1云平台

安科瑞电气近年来已经陆续推出变电所运维云平台、能源管理云平台、智慧用电云平台、环保用电监管云平台、充电桩（电动汽车/自行车）运营管理云平台、预付费管理云平台等云平台解决方案等解决方案，并已经广泛应用在多地国网公司用户端业务、环保部门、安监部门、住建部门等。

5.1.1变电所运维云平台

据统计全国高供高计的工商业用户数量达到200多万户，规模巨大，但是大部分日常的运行维护工作比较传统，普遍存在人力成本高、工作效率低、故障抢修时间长、风险预防薄弱等问题。国网公司和众多电力运维公司正在抢占这块巨大的市场，这是一个千亿级别的市场。

AcrelCloud-1000电力运维云平台采用多功能电力仪表、无线通信、边缘计算网关及大数据分析技术，通过智能网关**现场数据并存储在本地，再定时向云平台推送数据。平台可同时接入数以千计的用户变电站数据。平台**的数据包括变电所电气参数和环境数据，包括电流电压功率、开关状态、变压器温度、环境温湿度、浸水、烟雾、视频、门禁等信息，有异常发生10S内通过短信和APP发出告警信号。平台通过手机APP下发运维任务到**人员手机上，并通过GPS跟踪运维执行过程进行闭环，提高运维效率，即时发现运行缺陷并做消缺处理。

5.1.2能源管理云平台

Acrelcloud-5000能耗管理云平台可适用于各个行业，如政府办公建筑、工厂、教

Acrelcloud-5000能耗管理云平台可适用于各个行业，如政府办公建筑、工厂、教育建筑、医疗建筑、商业综合体等，可通过局域网、互联网或者4G网络**不同区域多个建筑或单位的用能数据。

平台**建筑电、水、气、冷热量等能源消耗数据和光伏、风力、储能等新能源数据，对用能数据进行分析，按照区域、部门、用电设备类型进行细分，提供同比、环比分析比较和用能数据追溯，同时可以提供尖峰平谷各时段用能数据和报表，帮助用户梳理能源账单明细和制定能源绩效考核。

5.1.3环保用电监管云平台

近年来我们的环境质量有了很大的改善，这都归功于**层面对环保的重视和环保部门的有力监察执法。安科瑞针对环保监察的痛点研发了环保用电监管系统解决方案，助力环保部门坚决打赢蓝天碧水保卫战。

Acrelcloud-3000环保用电监管平台主要为环保监察部门和产污排污企业服务，为环保部门提供在线监管和执法依据，为生产企业提供设备运行监控和产污排污数据记录。

平台**生产企业总用电量、生产用电和治污设备用电量，进行关联分析，及时给出环保设备异常运行信号或企业异常生产信号，实现全过程防控。前端设备采用不停电免接线方案**用电数据，经LORA无线上传到环保数据网关，再通过4G上传平台服务器或县、市、省级环保平台。各地环保部门通过污染防治设施用电实时监控，实现对排污企业生产运行无死角、全流程监控，达到变人防为信息化技防，从事后处罚到介入式执法，彻底扭转传统依靠人力、经验进行现场核查的状态，为环保监管开辟更加切实、有效的监管方式，形成长效机制

5.1.4智慧用电云平台

据应急管理部网站数据，2016~2018年期间因为电气原因导致的火灾占总数的30%~34%左右，其中2018年全国共接报火灾23.7万起，因违反电气安装使用规定引发的火灾占总数的34.6%，较大和重大火灾事故中，电气火灾的比例更高。***、公安部消防局以及各省市自治区直辖市纷纷出台文件推广使用用电、智慧用电，从源头上预防电气火灾的发生，现用电管理平台已在九小场所、三合一场所、养老福利院、医疗场所、学校、金融网点等人员密集场所广泛开展。

安科瑞Acrelcloud-6000用电管理云平台对电气引发火灾的主要因素（线缆温度、漏电电流、负荷电流、电压）进行不间断的数据跟踪与统计分析，通过2G/NB-IOT/4G方式**现场数据，实时发现电气线路和用电设备存在的隐患（如：线缆温度异常、过载、过压、欠压及漏电等）并通过短信、APP推送、自动语音呼叫等方式及时预警，有效防止电气火灾的发生。系统可以显示所有监测点位的漏电电流等电气参数和线缆温度，并支持巡检记录和派单操作，提供隐患分析报告，实时评估企业用电状态。

5.1.5电动汽车/电瓶车充电桩运营管理云平台

电动汽车现已成为广泛使用的绿色能源交通工具，Acrelcloud-9000充电桩运营管理云平台系统通过物联网技术对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据**和监控，同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警；用户通过微信小程序扫描二维码，进行支付后，系统发起充电请求，控制二维码对应的充电桩完成电动汽车的充电过程。充电桩可选配WIFI模块或GPRS模块接入互联网，配合加密技术和秘钥分发技术，基于TCP/IP的数据交互协议，与云端进行直连。

电动自行车数量越来越多，解决了老百姓短距离出行问题，但是和电动自行车相关的和火灾事故新闻也屡见不鲜，有逐年增长的趋势，给社会带来了很大的损失，成为人民生命和财产的一个隐患。基于电动自行车火灾的危害和特点，各级政府部门发文对电动自行车火灾的整治重点都放在规范停放和充电行为上。安科瑞Acrelcloud-9500充电桩运营管理云平台，针对电动自行车火灾治理提供充电管理、资产管理和交易管理的一揽子解决方案，解决充电难、管理难和收费难的问题，可应用于商业楼宇、小区、学校、医院等场所设置的电动自行车充电场所的运营管理

5.5安科瑞产品在泛在电力物联网的应用

近两年来，安科瑞已经陆续参与江苏省部分县市电力公司的用户端能源管理平台、云南省网综合能源服务平台、上海嘉定区147所学校电力运维平台等相关平台的建设，提供了包括云平台、智能网关、终端设备等产品，各类用户端云平台在全国各地运行案例700多套，并且根据用户需求不断完善产品功能，这些项目就是未来泛在电力物联网的一部分。

“能源互联网的春天到了，因其所能，它必将成为充满活力的新型能源业态。”尽管针对泛在电力物联网还有一些不同的声音，但是泛在电力物联网已经悄无声息的铺开来，融入能源互联网基础建设的方方面面。

6智慧楼宇和智慧园区的应用

以智慧楼宇的综合能源系统为例，针对传统商业楼宇用能信息**不全、能效不高和与电网缺乏协同互动等问题，建设综合能源系统，应用边缘计算、人工智能、大数据分析和空调群控等关键技术，通过用能控制系统、云边能源路由器和轻量级能效**终端等设备及系统平台，推动楼宇空调等主要能耗设备提升能效，并通过参与需求响应、电力市场交易，降低企业用能成本和电网用电负荷。

以智慧园区为例，传统园区存在能耗高、节能压力大、用能信息不全、各能源子系统相互独立及缺乏与电网互动等问题，通过综合能源管控系统建设可基于边缘计算的能源控制器实现多能互补协调优化控制，降低用能成本，提高用能质量，实现园区能源监测、能效分析和能效诊断等功能，充分发挥能源供给的配置作用，实现了多种能源输入（太阳能、天然气和浅层地热能等）、多种供能方式的输出（冷、热和电等）及多种能源转换（光伏、燃气轮机和内燃机，储能系统等），由原来能源独立使用转变为集多能**、传输、存储分配和转化的新型多能源网络系统，既可充分利用可再生能源，同时又保证系统的电能质量、运行稳

定性、供电可靠性以及区域冷热的综合供应。

参考文献

[1] 钟鸣.基于泛在电力物联网的综合能效提升

[2] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版

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