淺談泛在電力物聯(lián)網(wǎng)及5G技術在電網(wǎng)中的應用

時間：2021-12-01

摘要：從電網(wǎng)的應用入手，介紹泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、5G應用以及兩者的結合在電力系統(tǒng)中的應用情況。基于5G時代背景，探究了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術在我國電力系統(tǒng)的應用情況，為我國電網(wǎng)的新技術發(fā)展提供一定參考。

關鍵詞：泛在物聯(lián)網(wǎng)；5G；應用

0引言

隨著我國各方面的不斷發(fā)展，尤其是經(jīng)濟的發(fā)展，對電力的需求也越來越高，電網(wǎng)的建設也不斷增加，供電系統(tǒng)也面臨巨大的挑戰(zhàn)。電力新技術作為電力系統(tǒng)的著重發(fā)展部分，其有效，平穩(wěn)的運行顯得尤為重要。而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和 5G 也是重要的一個環(huán)節(jié)。在實現(xiàn)智慧服務、對接和新業(yè)務、新業(yè)態(tài)和新模式中面對不同的問題需要不同的解決方案，能保證新業(yè)務、新業(yè)態(tài)和新模式，擴大能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈，主動對接地方經(jīng)濟發(fā)展，建設一站式服務平臺，打造利益共同體。同樣，5G 技術的發(fā)展將使配網(wǎng)系統(tǒng)朝著較加可靠，有效的方向前進。本文從泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、5G 和兩者結合等方面介紹了電網(wǎng)新技術的有效便利性。

1泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

近年來，國家電網(wǎng)有限公司提出并大力發(fā)展泛在電力物聯(lián)網(wǎng)領域，同時，緊密結合“三型兩網(wǎng)”新戰(zhàn)略，集合全體員工的智慧，共同推進泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設需在技術層面進行突破。**互聯(lián)網(wǎng)正在進行技術變革，要從網(wǎng)絡架構**技術方面采取措施，通過傳感的設備、測量的設備、各種感知的模組模塊來廣泛地進行融合，讓傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)擁有一個非常有效、平穩(wěn)、智能的神經(jīng)指揮大腦。事實上，在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設中這些已經(jīng)在逐步得以實現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)在輸配電線路的施工現(xiàn)場，傳感節(jié)點出現(xiàn)了續(xù)航時間短、感知精度低、抗干擾能力弱的問題，需要電力傳感芯片對狀態(tài)的及時、準確感知提供支撐。于是，通過采集電力應用現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)，進行了芯片性能與環(huán)境的相關性分析，通過開發(fā)輔助設計軟件，指導芯片工藝參數(shù)與設計改進。

很多成果是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設中涌現(xiàn)出來的，具有很強的實用性，得到了社會的高度關注[2]。國網(wǎng)某省電力有限公司和中國鐵塔股份有限公司的小伙伴運用物聯(lián)網(wǎng)思維探索出了一條“鐵塔共享”之路。5G 已來，但目前低頻帶寬資源有限，難以滿足新興業(yè)務大容量的需求，未來 85%的新建基站將借助社會塔解決，電力塔共享是解決站址問題的選擇。通過共享，鐵塔可以成為集電力專網(wǎng)、運營商公網(wǎng)為一體的通信結點，集輸配供儲為一體的能源節(jié)點，集電力設施、通信設備、環(huán)境監(jiān)測、安防監(jiān)控為一體的空間信息共享節(jié)點，是“三型兩網(wǎng)”建設的具體實踐。未來共享鐵塔在資源節(jié)約方面的光明前景。

2 5G技術及應用

*五代移動通信技術是新一代蜂窩移動通信技術，根據(jù)**移動供應商協(xié)會（GSA）于 8 月發(fā)布的報告，在**各國的 5G 競爭當中，已經(jīng)初步形成了梯隊為中、韓、美、日，梯隊為英、德、法的競爭格局。中國的 5G 研發(fā)和建設可以說走在世界**，甚至是**前的。

隨著 5G 與電網(wǎng)業(yè)務的深度融合，將通過在高壓線路保護、城市電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測、客戶用電信息采集等專業(yè)領域試點應用，挖掘 5G 技術優(yōu)勢，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的人機交互、萬物互聯(lián)，助力智慧城市產(chǎn)業(yè)建設。一直以來，供電公司推動泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設，主動拓展 5G 新技術業(yè)務應用。在 220 千伏鏌铘站進行試點，建成某省5G 技術電力綜合應用**區(qū)，綜合**區(qū)貫通了端到端全程 5G SA 網(wǎng)絡通信通道，搭建 5G 技術應用、業(yè)務創(chuàng)新合作平臺，平臺集 4K 高清、VR、機器人巡檢、無人機巡視多功能于一體，構筑了 5G+ 天、地、人立體化監(jiān)測體系，實現(xiàn)了對工程建設進度質量、設備狀態(tài)、人員行為的全時段監(jiān)視、感知、立體化防護。

3 5G和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

據(jù)報道，今年初，一臺紅白相間的六旋翼巡檢無人機盤旋在國網(wǎng)公司某 110kV 海洋變電站內，同時，另外一臺機身為深藍色、機頭為白色的新型巡檢機器人正在巡視變電站內的各種電力設備。這其實是國網(wǎng)電力研發(fā)出的基于 5G 技術的新型線路巡檢無人機和基于 VR 技術的新型變電站巡檢機器人。相比 4G 技術，5G 技術具有高速率、大帶寬、低時延的優(yōu)點。傳統(tǒng)的線路巡檢無人機只能傳輸 1080P 的視頻，這樣會導致輸電設備的微小缺陷無法被識別。而該款搭載有 5G 終端的無人機能夠拍攝 4K 高清視頻并通過 5G 網(wǎng)絡回傳給線路運維人員。運維人員*攀登鐵塔即可清晰看到輸電線路及附屬設備的每一個細節(jié)，提升了巡檢人員的工作效率。這款無人機還能安裝激光雷達實時進行三維建模，自動規(guī)劃航線。無人機工作完成后會自動飛回機巢充電。未來，除了在變電站建設機巢，針對遠距離巡檢任務，還可以在電力作業(yè)車上搭載移動機巢。這樣一來，變電站就變成了“機場”，移動作業(yè)車就變成了“航空母艦”。

傳統(tǒng)的變電站巡檢機器人須沿著既定軌道巡視站內設備，而這臺基于 5G 技術的 VR 變電站智能巡檢機器人則不需要既定軌道，遇到障礙物會自動識別并繞開，開展全自動自主巡視。這得益于這款巡檢機器人搭載的 5G 終端、多種物聯(lián)網(wǎng)傳感器和高清 VR 攝像頭。5G 網(wǎng)絡的**低延時特點確保了機器人高精度巡檢，既保證了巡視路線、查看設備位置的自由度，又能防止巡檢機器人誤入帶電區(qū)域，保證了巡檢作業(yè)的可靠性。此外，通過 5G 網(wǎng)絡可以將巡檢機器人搭載的 8K 高清全景攝像頭所拍攝的巡檢視頻實時地回傳到后臺指揮，指揮的工作人員利用匹配的 VR 眼鏡就能夠獲取變電站實景的現(xiàn)場式體驗；同時，該套系統(tǒng)還能提供針對多個變電站內設備狀態(tài)的*遠程診斷，通過遠程*的診斷意見，能夠提升了設備缺陷查找效率和準確性，給現(xiàn)場處置提供幫助。國網(wǎng)公司的這兩款新式裝備在 110 千伏海洋變電站的巡檢，也標志著國家電網(wǎng)公司實現(xiàn)基于 5G 技術的陸空一體化電力設施立體巡檢。

隨著 5G 網(wǎng)絡切片技術的投入使用，電網(wǎng)公司還可以依托5G 共享基站智能運維技術，進一步拓展 4K 高清監(jiān)控音視頻信號雙向互動、智能全景 AR 巡檢機器人遠程監(jiān)控等功能，推進電網(wǎng)運行 5G 智能新時代。利用開放的通信資源能力、豐富的數(shù)據(jù)資源和大數(shù)據(jù)應用能力、軟硬件集成能力以及云網(wǎng)一體的運營維護能力，為國網(wǎng)威海供電公司提供技術、運營、服務、管理等體系的賦能，提升國網(wǎng)公司的“三型兩網(wǎng)、世界水平”的發(fā)展現(xiàn)狀，構建能源系統(tǒng)智能化運營體系。此外，電網(wǎng)公司也可以和通信企業(yè)進行戰(zhàn)略合作，共同打造應用 5G 通信和物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧電網(wǎng)**項目或**工程，建設 5G 基站基礎設施，共同在 5G 通信、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等領域開展研究，突破 5G 通信、物聯(lián)網(wǎng)等方面的新技術的應用與落地。

4安科瑞為國家電網(wǎng)2021泛在電力物聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)云平臺到終端傳感器的生態(tài)體系，在“源（電源）-網(wǎng)（電網(wǎng)）-荷（負荷）-儲（儲能）”各個環(huán)節(jié)加大研發(fā)投入，已經(jīng)形成“云（云平臺）-管（有線/無線物聯(lián)）-邊（邊緣計算）-端（終端設備）”的生態(tài)系統(tǒng)，參與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設，為國家電網(wǎng)建設“三型兩網(wǎng)”提供解決方案，使用戶在任何時間、地點、人、物之間實現(xiàn)信息連接和交互，產(chǎn)生共享數(shù)據(jù)，從而為電網(wǎng)、發(fā)電、供應商、用戶服務。

4.1云平臺

安科瑞電氣近年來已經(jīng)陸續(xù)推出變電所運維云平臺、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(jīng)廣泛應用在多地國網(wǎng)公司用戶端業(yè)務、**、安監(jiān)部門、住建部門等。

4.1.1變電所運維云平臺

據(jù)統(tǒng)計全國高供高計的工商業(yè)用戶數(shù)量達到200多萬戶，規(guī)模巨大，但是大部分日常的運行維護工作比較傳統(tǒng)，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(wǎng)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(wǎng)關及大數(shù)據(jù)分析技術，通過智能網(wǎng)關采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并存儲在本地，再定時向云平臺推送數(shù)據(jù)。平臺可同時接入數(shù)以千計的用戶變電站數(shù)據(jù)。平臺采集的數(shù)據(jù)包括變電所電氣參數(shù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，包括電流電壓功率、開關狀態(tài)、變壓器溫度、環(huán)境溫濕度、浸水、煙霧、視頻、門禁等信息，有異常發(fā)生10S內通過短信和APP發(fā)出告警信號。平臺通過手機APP下發(fā)運維任務到*人員手機上，并通過GPS跟蹤運維執(zhí)行過程進行閉環(huán)，提高運維效率，即時發(fā)現(xiàn)運行缺陷并做消缺處理

4.1.2能源管理云平臺

Acrelcloud-5000能耗管理云平臺可適用于各個行業(yè)，如**辦公建筑、工廠、教育建筑、醫(yī)療建筑、商業(yè)綜合體等，可通過局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或者4G網(wǎng)絡采集不同區(qū)域多個建筑或單位的用能數(shù)據(jù)。

平臺采集建筑電、水、氣、冷熱量等能源消耗數(shù)據(jù)和光伏、風力、儲能等新能源數(shù)據(jù)，對用能數(shù)據(jù)進行分析，按照區(qū)域、部門、用電設備類型進行細分，提供同比、環(huán)比分析比較和用能數(shù)據(jù)追溯，同時可以提供尖峰平谷各時段用能數(shù)據(jù)和報表，幫助用戶梳理能源賬單明細和制定能源績效考核。

4.1.3環(huán)保用電監(jiān)管云平臺

近年來我們的環(huán)境質量有了很大的改善，這都歸功于國家層面對環(huán)保的重視和**的有力監(jiān)察執(zhí)法。安科瑞針對環(huán)保監(jiān)察的痛點研發(fā)了環(huán)保用電監(jiān)管系統(tǒng)解決方案，助力**堅決打贏藍天碧水保衛(wèi)戰(zhàn)。

Acrelcloud-3000環(huán)保用電監(jiān)管平臺主要為環(huán)保監(jiān)察部門和產(chǎn)污排污企業(yè)服務，為**提供在線監(jiān)管和執(zhí)法依據(jù)，為生產(chǎn)企業(yè)提供設備運行監(jiān)控和產(chǎn)污排污數(shù)據(jù)記錄。

平臺采集生產(chǎn)企業(yè)總用電量、生產(chǎn)用電和治污設備用電量，進行關聯(lián)分析，及時給出環(huán)保設備異常運行信號或企業(yè)異常生產(chǎn)信號，實現(xiàn)全過程防控。**設備采用不停電免接線方案采集用電數(shù)據(jù)，經(jīng)LORA無線上傳到環(huán)保數(shù)據(jù)網(wǎng)關，再通過4G上傳平臺服務器或縣、市、省級環(huán)保平臺。各地**通過污染防治設施用電實時監(jiān)控，實現(xiàn)對排污企業(yè)生產(chǎn)運行無死角、全流程監(jiān)控，達到變人防為信息化技防，從事后處罰到介入式執(zhí)法，扭轉傳統(tǒng)依靠人力、經(jīng)驗進行現(xiàn)場核查的狀態(tài)，為環(huán)保監(jiān)管開辟較加切實、有效的監(jiān)管方式，形成長效機制。

4.1.4智慧用電云平臺

據(jù)應急管理部網(wǎng)站數(shù)據(jù)，2016~2018年期間因為電氣原因導致的火災占總數(shù)的百分之三十到百分之三十四左右，其中2018年全國共接報火災23.7萬起，因違反電氣安裝使用規(guī)定引發(fā)的火災占總數(shù)的百分之三十四，較大和重大火災事故中，電氣火災的比例較高。**、公安部消防局以及各省市自治區(qū)直轄市紛紛出臺文件推廣智慧用電，從源頭上預防電氣火災的發(fā)生，現(xiàn)用電管理平臺已在九小場所、三合一場所、養(yǎng)老福利院、醫(yī)療場所、學校、金融網(wǎng)點等人員密集場所廣泛開展。

安科瑞Acrelcloud-6000用電管理云平臺對電氣引發(fā)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(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計分析，通過2G/NB-IOT/4G方式采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，實時發(fā)現(xiàn)電氣線路和用電設備存在的隱患（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，有效防止電氣火災的發(fā)生。系統(tǒng)可以顯示所有監(jiān)測點位的漏電電流等電氣參數(shù)和線纜溫度，并支持巡檢記錄和派單操作，提供隱患分析報告，實時評估企業(yè)用電狀態(tài)。

4.1.5電動汽車/電瓶車充電樁運營管理云平臺

電動汽車現(xiàn)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(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)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；用戶通過微信小程序掃描二維碼，進行支付后，系統(tǒng)發(fā)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(lián)網(wǎng)，配合加密技術和秘鑰分發(fā)技術，基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，與云端進行直連。

電動自行車數(shù)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(chǎn)的一個隱患。基于電動自行車火災的危害和特點，各級**部門發(fā)文對電動自行車火災的整治都放在規(guī)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管理、資產(chǎn)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(yè)樓宇、小區(qū)、學校、醫(yī)院等場所設置的電動自行車充電場所的運營管理。

近兩年來，安科瑞已經(jīng)陸續(xù)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(wǎng)綜合能源服務平臺、上海嘉定區(qū)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(wǎng)關、終端設備等產(chǎn)品，各類用戶端云平臺在全國各地運行案例700多套，并且根據(jù)用戶需求不斷完善產(chǎn)品功能，這些項目就是未來泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的一部分。

“能源互聯(lián)網(wǎng)的春天到了，因其所能，它必將成為充滿活力的新型能源業(yè)態(tài)?！北M管針對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)還有一些不同的聲音，但是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)悄無聲息的鋪開來，融入能源互聯(lián)網(wǎng)基礎建設的方方面面。

5結論

5G網(wǎng)絡建設也是面向未來的“新型基礎設施建設”，將使工業(yè)生產(chǎn)、社會管理效率獲得提升，大大節(jié)約生產(chǎn)成本和交易成本，隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設的逐步推進以及 5G 等新技術與電力物聯(lián)網(wǎng)的深度融合，未來將在多個領域實現(xiàn)用能服務體驗的提質升級，將電力用戶及其設備，電網(wǎng)企業(yè)及其設備，發(fā)電企業(yè)及其設備，供應商及其設備，以及人和物連接起來，產(chǎn)生共享數(shù)據(jù)，打造“互聯(lián)網(wǎng)”大數(shù)據(jù)平臺，為市民提供“互聯(lián)網(wǎng)”智慧用能方案，實現(xiàn)能源系統(tǒng)智能化運營與管理，多能互補、有效利用，構建以電為**的清潔低碳能源消費體系。

詞條
詞條說明
淺談大型數(shù)據(jù)中心機房的供配電系統(tǒng)規(guī)劃及監(jiān)控產(chǎn)品選型
摘要：首先對大型數(shù)據(jù)中心負荷進行分析，重點研究供配電系統(tǒng)的規(guī)劃要點，為大型數(shù)據(jù)中心的建設提供參考，具有一定的現(xiàn)實意義。??關鍵詞：數(shù)據(jù)中心；供配電系統(tǒng)；規(guī)劃設計?0 引言? ? ? ?大型數(shù)據(jù)中心的建設具有很強的綜合性，涉及土建、機電、網(wǎng)絡、能源、消防等方方面面 [1]，因此做好科學規(guī)劃意義重大。本文重點研究了大型數(shù)據(jù)機房規(guī)劃
改造5G基站配電解決方案場景一
場景一：3路單相交流或1路三相交流1、組網(wǎng)圖2、配置方案配置方案數(shù)量實現(xiàn)功能備注儀表ADW350WA1檢測3路單相回路或者1路三相回路的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能、復費率電能、電能凍結、2-31次諧波、較值/RS485通訊等；帶有3路開關量輸出，2路測溫，以及2G/NB/4G等無線通訊方式。3路開關量輸出（選配K）2路測溫（選配T）RS485（選配C）GPRS無線
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【摘要】?在互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)背景下，與之配套的大型數(shù)據(jù)中心建設數(shù)量加速增多，本文試從數(shù)據(jù)中心對供配電系統(tǒng)的需求進行分析，淺要探討數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)設計方案?！娟P鍵詞】數(shù)據(jù)中心；供配電系統(tǒng)；供配電設計方案?1背景? ? ? ?隨著近年互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，建立在計算機技術基礎上的游戲、云計算、金融、大數(shù)據(jù)、智能家居等等領域發(fā)展蓬勃，對大規(guī)
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摘要：中職學生公寓消防安全問題一直是影響中職學生生命財產(chǎn)安全的重要因素之一，但中職學校的學生公寓消防安全管理還存在著各種各樣的問題。中職學校本身對于消防安全方面的問題不夠重視，再加上學校的消防安全管理理念難以與時俱進，公寓的消防設施的配備不能保質保量，這不僅給中職院校的消防安全問帶來了隱患，也讓中職院校的學生缺乏良好的消防安全意識，在遇到火災時缺乏良好的應急反應。因此，本文針對中職院校學生公寓消防