浅谈电力通信与泛在电力物联网技术的应用与发展

0引言

随着我国 社会 经济的快速发展， 社会 与企业对电力服务的需求逐渐增加，分布式发电设备与电网结构得到了快速发展，传统的电网形态已无法满足当前 社会 的发展需要。随着 5G 通信在各大领域中的广泛推广，电网的运营模式与功能必然会得到了新一轮的发展方向，因此结合当前电力通信技术，将电力系统与泛在电力物联网结合形成未来电力能源体系是电力系统发展的重要趋势与方向。因此当前国家电网因重视泛在电力物联网技术发展内容，探讨技术模式与出现的问题，这将有利于进一步扩大电力的服务范围与能力。

1泛在电力物联网的概念

11泛在电力物联网的概念

泛在物联网通常是指在任何时间地点、人员与物质之间信息的有机互联与交互，而泛在电力物联网则具体指的是电力用户、电力企业与供应商和设备之间的信息互联交互。可以说泛在电力物联网就是在电力系统中应用互联网技术，实现不同信息传感设备之间的资源共享，从而实现能够自我感知标识的智能处理实体，通过实体间的交互与连接使得有关数据信息能够得到感知与反馈控制，进而形成整体的电力生产体系。而泛在电力物联网通信可以使电力平台架构上通过智能通讯技术实现不同数据信息之间的共享与管理，这将提高数据和信息的利用效率，同时也有利于数据信息之间的交互与连接。通过不同设备用户在任意时空与范围内的信息的共享与交互实现对电力整体运营的稳定，并有利于能源服务平台的在电力市场中得到进一步发展。

12泛在电力物联网的发展目标

泛在电力物联网建设目标主要有利于充分发挥当前物联网大数据的技术优势，充分的包络不同数据和类型的电力信息，增强数据的空间尺度和来源范围，统一分析与挖掘数据的深度与内容。这将有利于电力数据服务针对不同的区域打破数据之间的兼容性，实现各类业务之间的贯通，将电力数据更好的服务于各个行业中，通过 社会 各类行业的广泛参与实现商业模式的建立与发展。以人工智能和深度学习为特征的大数据智能技术将促进电力物联网的快速发展同时也有利于数据知识的挖掘与学习。可以预见未来将促进整体行业的发展与进步。

2泛在电力物联网的基本架构

通常来讲泛在电力物联网的基本架构主要分为三个方面：技术架构、标准架构与应用架构。就技术架构而言，主要分为感知、网络、平台与应用 4 个层面。感知层面主要完成数据信息的协同采集。通过边缘计算使得终端设备的智能化得到了广泛提高。网络层则主要利用现代通信技术实现不同的电力环节之间的覆盖与连接。平台层则主要用于物联网数据信息的管理与不同云端的协同作用。而应用层则主要用于提高整体系统的稳定性，使得能源系统之间构建综合智能的互联网体系。

标准架构则主要为整体的数据平台提供标准支撑，在感知层面会使设备产生不同环节之间的大量数据。这些数据往往来源与格式均不相同。如果没有完善的标准体系，数据之间将很难相互沟通与连接。因此为了解决数据之间的统一与通信，建立了统一的平台标准将促进数据的使用利用情况，为数据信息的深度挖掘提供准备与保障。泛在电力物联网的应用架构，主要用于保障整体电网的运行，提高能源的综合服务能力，并且通过经济的市场运营得到良好的能源生态体系。

3电力通信技术在泛在电力物联网的发展

泛在电力物联网是以通讯技术为基础发展而来的新型物联网体系，其构建的核心是满足电网能源系统的智能判断和自适应调节能力，这将提高能源的替代和利用能力。对于电力物联网来说，通讯技术是其核心的技术内容之一，也是实现万物互联基本的组成单元，凡在电力物联网可以保证不同类型的通讯网络进行相互的连接与反馈，当前电力通信技术的快速发展，泛在电力物联网必然将得到进一步的发展。

31电力通信基本原理

从 2G 通讯技术发展开始，移动通讯技术都以数字信号作为通讯的基础模式。对于 5G 通讯来说，也将以数字信号作为通讯的基础。简单来说，移动通讯的概念就是利用电磁波在空气中自由传播与通讯实现信号的传输。就其组成部件而言，主要包括有：信号发生器、 接收器、调制解调器等关键步骤单元。在空气中无限通讯必然将面对反射散射等各种传输情况，5G 通讯也不例外。5G 通讯相较于 4G 通信而言实现了巨大的飞跃。从提高传输信号的角度来说，主要包括三个方面内容：1扩展资源，增加了电磁波信号频率。2沿延拓定理，提升了频率的使用效率。3开发技术，物质密度更加密集。可实现频率资源多次重复使用，进而得到密度更高的异质网络连接。

32 5G通信基本特征

5G 通讯至少要包括以下 5 个基本特征：高速率、高容量、高可靠性、低时延与低能耗。

1高速率。5g 通讯的速率主要包括有峰值速率，区域速率与边缘速率三个方面的指标。具体来讲，峰值速率指的是在好的条件下得到的速率。区域速率指的是通讯系统整体所保障的总速率。边缘速率是指差的 5%用户所得到的通讯速率。高速率的基本特征使得 5G 通讯技术将在物联系统中得到广泛的应用。

2高容量。相较于传统的通讯技术 5G 通讯将包括有更多的设备终端。这里不止只有手机，也包括有家用电器、各种穿戴设备等。这也为物联网的发展提供了巨大的物理支撑。

3高可靠性。电力通信可靠性是电力系统的首要保障。5G 通讯能够保障信息传输的整体可靠，为电力通讯提供可靠的技术保障。

4低时延。通常来讲，通信时延就是指信息在传输过程中所需要的时间。对于传统技术而言，由于时间影响很大。所以往往被忽视。在未来通信技术发展的情景下必然要求时延性更好的通讯方式，进而满足各种系统之间的协同配合与控制。

5低能耗。在传感器与通讯设备之间往往需要基本的电力供应。新的 5G 技术，将节约能源损耗，降低能源的浪费。

4安科瑞为国家电网2021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，参与泛在电力物联网建设，为国家电网建设“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。

41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。

411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，通过智能网关采集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。平台采集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下发运维任务到指定人员手机上，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。

412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网络采集不同区域多个建筑或单位的用能数据。

平台采集建筑电、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。

413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，这都归功于国家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。

平台采集生产企业总用电量、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采集用电数据，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，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。

414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百分之三十到百分之三十四左右，其中2018年全国共接报火灾237万起，因违反电气安装使用规定引发的火灾占总数的百分之三十四，较大和重大火灾事故中，电气火灾的比例更高。国务院、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方式采集现场数据，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 *** 作，提供隐患分析报告，实时评估企业用电状态。

415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采集和监控，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。

416物业小区预付费管理云平台

安科瑞远程预付费系统可以针对各商业综合体、小区、写字楼、办公楼、酒店式公寓等物业，学校、工厂宿舍的后勤管理部门以及连锁超市、大型物业分布式财务 *** 作，在线支付，总部财务扎口等。目前Acrelcloud-3000预付费管理系统已经成功在上述各场景得到广泛的应用并已经稳定运行多年，适用于物业公司对小区、办公和商铺租户的水电预付费管理，或者学校对学生宿舍的用电预付费和用电管控系统。

42有线/无线物联

安科瑞根据多年来的项目经验，结合用户实际需求，开发了各类有线、区域无线、广域无线通讯产品，包括网关和终端设备。支持RS485、以太网、LORA、ZigBee、GPRS、4G、NB-IOT等多种通讯方式，随着5G建设步伐的加快，未来将会有越来越多的通讯方式融入产品，服务于泛在电力物联网建设。

43边缘计算

安科瑞针对物联网应用开发了多款智能网关，采用嵌入式系统和边缘计算技术，现场采集和存储终端设备数据，并根据云平台的需要，采用不同的协议和云平台对接。所有数据采集、计算、异常报警触发逻辑均在网关就地设置，网络故障时数据存储在本地，网络恢复后补传数据，断点续传，提高数据可靠性。

44终端设备

针对泛在电力物联网的建设，安科瑞陆续推出多款物联网仪表，应用在不同场合以满足不同需求，2019年全年各类终端仪表出货量超过185万台。

45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。

5电力通信与泛在电力物联网建设的展望

51 通信电力网网络间的优化发展

52 多元化的商业模式

随着电力通技术在泛在电力物联网中的应用，将扩大整体电力系统的商业模式。新的商业模式必然会随着市场条件而产生，这有利于解决电力系统长期以来传统商业模式的很多问题。其中实现个人与个人之间的能源交易将成为可能。随着电力通信技术将端对端通信技术实现为 P2P 的交易模式，降低整体交易的通讯成本，有利于泛在电力物联网系统的进一步发展与优化。

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随着IT行业的不断发展，大数据会是未来重要的发展趋势，整个IT行业将以大数据为基础来构建新的应用生态，当前大数据技术被广泛应用于互联网、政府机构、金融行业等，此外大数据是支撑物联网发展的核心技术之一，也会与云计算、人工智能等前沿创新技术进行深度融合。

大数据未来的发展趋势有以下几个方面：

1大数据推动物联网的发展。

物联网就是把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来，进行信息交换，即物物相息，以实现智能化识别和管理。物联网产生大数据，大数据助力物联网。目前，物联网正在支撑起社会活动和人们生活方式的变革，被称为继计算机、互联网之后冲击现代社会的第三次信息化发展浪潮。物联网握手大数据，正在逐步显示出巨大的商业价值。

2大数据推动科技领域的发展。

大数据的发展正在推动科技领域的发展进程，大数据的影响现在不局限于互联网领域，在金融、教育、医疗等诸多领域也有了不同程度的影响。在人工智能研发领域，大数据也起到了重要的作用，尤其在机器学习、计算机视觉和自然语言处理等方面，人工智能是能够充分利用大数据的一个领域，大数据为人工智能带来了更多的创新。

大数据会改变很多行业，而对于企业来说，需要提高核心竞争力，而企业的信息化建设是其中的重中之重，但这个建设过程并不是一步到位的，需要统筹规划分步实施，大数据平台的构建属于企业整体信息化建设中的很重要一环，在构建时，需要先整体后局部，有一个清晰明确的整体架构，这样才能保证业务流程间的相互运转、信息化系统间的合理支撑，再逐步深入推进。

大数据是信息化社会无形的生产资料，其概念被社会各界不断演绎出多种版本，但关于大数据、物联网、之间的关系，很多人不甚明了。对此，同方物联网产业应用本部技术总监赵英，对此做出了详细的解读。大数据、物联网、之间的关系简单来说就是：大数据的发展源于物联网技术的应用，并用于支撑智慧城市的发展。物联网技术作为互联网应用的拓展，正处于大发展阶段。物联网是智慧城市的基础，但智慧城市的范畴相比物联网而言更为广泛;智慧城市的衡量指标由大数据来体现，大数据促进智慧城市的发展;物联网是大数据产生的催化剂，大数据源于于物联网应用。
物联网对大数据的意义方面，赵英举了个例子来说明物联网技术对大数据的推进。去年北京721暴雨之后，政府采取了很多解决措施，很重要的一个体现是，北京市科委很快就立了专项基金去给受灾的房山和门头沟这两个区进行应急管理能力的提升以及信息化的建设。同方参与了门头沟的项目，帮助门头沟提升预警能力。同方对门头沟原来的应急平台进行了改造和提升。比如对水位的监测，在有些重点立交桥下安装水位计，水位到一定程度会发生预警，相关部门就可以据此采取一些措施，这就是物联网技术的应用。

如今，似乎每个城市都在努力实施“聪明”的举措。以新加坡为例，现在以最广泛的努力收集有关市政当局尝试过的公民日常生活习惯/惯例的数据。平比尔盖茨已经投入了数百万美元帮助凤凰城在他们的聪明城市的努力。

但是，当我们谈论一个“聪明的城市”时，意味着什么呢？究竟是更好地利用市中心的资源，还是所有被浪费的资源最终都会被克服？最终，我们都会同意不同意的观点，因为大多数人对我们所知的智能城市的功能和现象有一种看法。

由于发展迅速，很难关注正在发生的一切。工业已经开始适应物联网(物联网)并希望在更广泛的层面上加以实施，以提高效率。但是，不管所有行业到目前为止发生了什么，有一件事是无法逃脱的。M2型展开在法国。

为了讨论这件事，我和那些技术细节背后的人取得了联系，那就是：M2City的IT总监泽维尔·迪亚布(XavierDiab)。读者如果还不熟悉M2市场，就应该知道该公司是法国最大的物联网电信运营商。供水商合并的结果威立雅和算子橙在法国物联网的市场中，M2作为主要的主角出现了。

促进合并的动因

2011，威立雅水公司和橙色公司诞生了M2系列产品，将两家公司的服务以智能计量实体的形式整合在一起。M2城市已将其范围从法国扩展到世界其他地区。威立雅水务公司在法国有着强大的影响力，它与奥兰治公司建立了联盟，希望这两家公司能够通过保护资源和优化规模的绩效来提高客户服务质量。

威立雅水务公司和奥兰治公司的合并已经从开始的地方走了很长一段路，因为M2HERY公司现在在建设一个智能城市的过程中处于关键地位。

我对M2City的XavierDiab的第一个问题是关于合并为M2City的驱动因素，M2City是法国最大的物联网和应用的电信运营商。泽维尔回答说，水曾经是、现在也是全世界所有大城市和大都市中心居民的重要资源。由于水资源非常重要，所有利益攸关方都必须采取措施，以“聪明”的方式保存和管理水资源。

虽然我们知道水作为一种商品的重要性，但我们尚未采取具体步骤来处理水的保存问题。仅在法国，大约三千四百三十亿加仑(1300万亿升)的便携式水就会因为整个法国城市的液压系统泄漏而被浪费掉。这些废物的数量相当于该国因该地区的小漏水而损失的总水量的25%。这些泄漏是以消费者和经营者双方的利益为代价的。

作为法国电信市场上最大的参与者，m2ful希望实施一项改进废物管理的三点计划。该倡议包括智能城市网络、智能对象和能源效率，最终形成了智能城市本身。

挑战

M2城市的目标是创建一个智能城市，但却遇到了许多挑战。他们面临的一些挑战可以通过以下方式列出：

漏水

如上所述，漏水是智能城市项目完成的一大障碍。漏水通常由端点渗漏、地下渗漏(最复杂的)和地面以上渗漏组成。

数据收集

一路走来，M2意识到物联网的数据收集并不像听起来那么容易。由于市场上有可供使用的标准，因此很难无缝地收集数据。不同格式的可用性意味着收集器经常面临收集什么、如何监视和使用什么的难题。

过多的数据

虽然收集数据的影响也证明是有问题的，但目前数据的规模之大也提出了另一项挑战。正如我在前几篇文章中所强调的那样，AI或物联网只有在数据被清理后才能成功。在提供数据方面面临的挑战是增加了合理化和清洁数据的责任，这是一个有趣的挑战，只有通过使用无缝的方法才能解决这一挑战，使整个过程完美无缺。虽然数据的大小给收集和设定数据汇编的标准带来了挑战，但在可视化/显示数据方面也有许多影响。如此大量的数据的可视化需要性能和体系结构能力。要想让M2公司展示这些熟练程度，就必须与一家拥有更好标准化设备和格式的数据集成公司取得联系。

对于M2，数据集成实体是Talend，它提供了他们所寻求的灵活性和可靠性。M2的数据需求是多种多样的，需要最好的Talend以一种既适合M2MARY又适合其客户的方式处理这些信息。Talend的格式、集合间隔和可伸缩性完全符合M2HERY的要求。

泽维尔详细阐述了公司的选择标准，指出公司有许多选择标准卖主它必须从中选择。然而，尽管卖主标书、Talend的出价击败了竞争解决方案，因为它能够跟上快速发展的业务需求、易于使用的界面以及与其预算一致的合理定价模式。

结果

这两家公司都已经达成了七年多的协议，而这段旅程也不亚于难以置信的成功。Xavier指出的一些衡量项目成功程度的结果包括：

在3000多个城市安装了二百三十万多个智能传感器。

该系统每天管理来自客户端的大约二千万条数据消息。

每周有大约一亿四千万条信息被收集和显示。

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题主是否想询问“河北工业大学物联网考研方向有几个”？4个。根据查询很安公开信息显示，河北工业大学物联网工程专业考研方向共有4个，分别为计算机技术、电子科学与技术、计算机科学与技术、电子与通信工程。物联网，起源于传媒领域，是新一代信息技术的重要组成部分。

大数据云计算物联网之间的关系如下：

1、云计算为大数据提供了技术基础，大数据为云计算提供用武之地。

2、物联网是大数据的重要来源，大数据技术为物联网数据分析提供支撑。

3、云计算为物联网提供海量数据存储能力，物联网为云计算技术提供了广阔的应用空间。

总结一下三者的联系与区别：

1、大数据、云计算、物联网的区别。大数据侧重于海量数据的存储、处理与分析，从海量数据中发现价值，服务于生产和生活。云计算本质上旨在整合和优化各种IT资源，并通过网络以服务的方式廉价提供给用户。物联网的发展目标是实现物物相连，应用创新是物联网发展的核心。

2、大数据、云计算、物联网的联系。从整体上看，大数据、云计算、物联网这三者是相辅相成的。大数据根植于云计算，大数据分析的很多技术都来自于云计算，云计算的分布式和数据存储和管理系统（包括分布式文件系统和分布式数据库系统）提供了海量数据的存储和管理能力，分布式并行处理框架提供了海量数据分析能力，没有这些云计算技术作为支撑，大数据分析就无从谈起。反之，大数据为云计算提供了“用武之地”，没有大数据这个“练兵场”，云计算技术再先进，也不能发挥它的应用价值。

云计算、大数据和物联网三者已经彼此渗透、相互融合，在很多应用场合都可以同时看到三者的身影，在未来，三者会继续相互促进、相互影响，更好地服务于社会生产和生活的各个领域。

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