淺析智能電網與電力物聯網及其之間的聯係

   人工智能時代，弱電領域的信息革命與(yu) 數字化革命沿 著信息互聯互通的互聯網，以及外部信息感知與(yu) 控製的嵌入式係統發展。至今，互聯網與(yu) 嵌入式係統相互融合誕生了物聯網，並沿著物聯網、大數據、雲(yun) 計算勇猛前行。而在強電領域，國家電網沿著堅強電網、堅強智能電網建設，直到與(yu) 互聯網、嵌入式係統相互融合，誕生出泛在電力物聯網，從(cong) 而使人工智能進入到一個(ge) 強電、弱電統一的物聯網應用新時代。在這個(ge) 新時代裏，一方麵是電力係統發電、輸電、配電、供電的智能化；另一方麵是以用、供電形式將強電（電源係統）與(yu) 弱電（互聯網及嵌入式等用電係統）統一起來，實現全局性的人工智能時代。

１ 物聯網應用的新時代

        眾(zhong) 多物聯網終端係統都是一個(ge) 用電係統，眾(zhong) 多的應用場景集中在弱電係統信息互聯網絡終端的智能控製應用。通常，智能係統不涉及供電部分，隻負責完成係統的智能信息交互、管理，實現係統的智能控製。進入物聯網時代後，應用係統逐漸融合成為(wei) 一個(ge) 龐大的網絡體(ti) 係。以電動汽車為(wei) 例，電動汽車整車係統以及相應的充電樁就是一個(ge) 強電的電力驅動與(yu) 弱電的智能控製的綜合係統。這充分顯示，隨著物聯網應用的深入發展，用電與(yu) 供電、弱電與(yu) 強電逐漸融合，係統用、供電的智能化管理成為(wei) 物聯網應用中的重要部分。隨著智能電網的不斷完善以及互聯網與(yu) 智能電網的相互融合，物聯網進入到一個(ge) 用、供電管理與(yu) 信息係統智能化兩(liang) 翼齊飛的新時代。 

２ 智能電網的國家戰略工程

        國家電網關(guan) 係到重大國計民生，主權大國都有嚴(yan) 密管控的國家電網體(ti) 係，以保證電網安全。２１世紀初，隨著人工智能發展，國家電網的智能化成為(wei) 各國的國家戰略工程，從(cong) 傳(chuan) 統電網到智能電網，經曆了堅強電網建設與(yu) 堅強智能電網建設兩(liang) 個(ge) 階段。

        ２００９年，中國國家電網公司公布了“智能電網”發展計劃，以建設“統一堅強智能電網”為(wei) 目標，預計在２０２０年前完成智能電網改造，計劃總投資超過４萬(wan) 億(yi) 。統一堅強智能電網是國家電網業(ye) 界人士提出的概念，指的是以統一規劃、統一標準、統一建設為(wei) 原則，以特高壓電網為(wei) 骨幹網架，各級電網協調發展，具有信息化、自動化、互動化特征的國家智能電網。

        智能電網建設的首要任務是信息係統建設，即在堅強電網基礎上的建設全網通達的信息傳(chuan) 輸體(ti) 係。早先，電網內(nei) 部采用的是微波中繼通信，後來被光纖通信所替代。目前，各種規格的光纖複合電纜（電力光纜）已覆蓋了全部電力網，形成了光纖通信基礎上的智能電網。低壓電力光纜已經成為(wei) 光纖入戶的主要形式，完成智能電網的最後一公裏建設。２０１０年，國家啟動電力光纖到戶工程，在提供電能的同時，可與(yu) 電信網、廣播電視網、互聯網相連，以滿足智能電網用電側(ce) 的信息化、自動化、互動化需求。

３ 什麽(me) 是泛在電力物聯網

        簡單來說，物聯網是互聯網基礎上的萬(wan) 物互聯網；電力物聯網是智能電網內(nei) 部的萬(wan) 物互聯網；泛在物聯網則是物聯網向智能電網的延伸，相互延伸的界麵是智能變電站與(yu) 智能電表。

（1）泛在電力物聯網的內(nei) 網與(yu) 外網

        泛在電力物聯網是智能電網基礎上的一個(ge) 泛在物聯網。泛在電力物聯網來自智能電網，首先應用在電力係統內(nei) 部，包括電力係統內(nei) 部傳(chuan) 統的發電、變電、輸電、供電、電力調度，以及新能源領域並網、用／供電係統的智能化管控等，稱為(wei) 泛在電力物聯網的內(nei) 網。隨著用電設備的智能化電源管理技術發展，電力物聯網不可避免地會(hui) 向用電端外溢，使現有的物聯網進入到智能用電管理時代，外溢到現有的物聯網領域的部分稱為(wei) 外網。這種內(nei) 外網的劃分是有道理的，因為(wei) 這兩(liang) 部分性質不同、差異明顯。內(nei) 網是強電領域，也是國家嚴(yan) 格管控的國家電網；外網依托的是弱電領域，自由、開放的互聯網。

（2）泛在電力物聯網的安全保障

        智能電網的內(nei) 外網的分割，使泛在電力物聯網形成了“物聯網＋智能電網”的特殊結構體(ti) 係。兩(liang) 網之間隻有從(cong) 智能電網向物聯網輸出的單向信息交互通道。泛在電力物聯網體(ti) 現為(wei) 智能電網內(nei) 部的萬(wan) 物互聯，以及通過智能變電站、智能電表實現與(yu) 物聯網中的萬(wan) 物互聯，實現這些網絡終端的用／供電的智能管理。這樣的體(ti) 係結構，既保證了國家電網的安全可靠，又實現了物聯網終端體(ti) 係強電、弱電的統一智能化管控。

４ 電力物聯網的智能電表與(yu) 信息交互平台

         智能變電站是電力物聯網內(nei) 外網交互的網關(guan) ，智能電表則是供、用端的信息交互平台，它們(men) 是泛在電力物聯網及其雲(yun) 平台生態體(ti) 係建設中的核心領域。

（1） 電力物聯網的智能電表

         在泛在電力物聯網中，所有物聯網的智能終端都是一個(ge) 用電係統，智能電網則是一個(ge) 供電係統，連接兩(liang) 者的是智能電表，智能電表的後台是智能變電站。

         早期智能電表以電量計量為(wei) 中心，實現電量計量、數據處理、數據遠傳(chuan) 等功能。電力物聯網中的智能電表則是一個(ge) 連接內(nei) 外網的信息樞紐、信息共享平台。為(wei) 滿足這一要求，智能電表必然是多芯、多功能、模組化的設計，除了電量計量管理的計量模塊外，還有用電管理模塊、數據通信模塊、用於(yu) 數據采集與(yu) 處理的感知控製模塊，以及用於(yu) 人機交互的交互模塊等。此外，智能電表還是泛在電力物聯網雲(yun) 平台生態體(ti) 係建設的重要一環。

         這裏以安科瑞推出的ADW300物聯網在線監測儀(yi) 表為(wei) 例具體(ti) 說明一下智能電表相較於(yu) 傳(chuan) 統電表的優(you) 勢。

強大的互聯功能：相較於(yu) 傳(chuan) 統電表的本地采集方式，通過與(yu) 物聯網技術的結合，目前該款終端監測設備除了可支持RS-485通訊，在網絡通信層也可支持采用GPRS、WiFi、NB-IoT等各種通訊技術，同時在通訊協議的適配方麵也涵蓋了目前市麵上的大部分通用協議。

智能化監測：主要是通過附加功能來協助終端采集設備的智能交互，如：支持開關(guan) 量輸入輸出，可結合具體(ti) 現場實現開合閘的保護功能；支持多路的溫度測量和漏電監測，防止因為(wei) 故障、老化導致的溫度過高而出現的安全隱患；報警上傳(chuan) 功能，支持各項電參量的報警設定，及時的上傳(chuan) 報警數據，再通過平台短信預警等措施及時的通知到用戶端進行現場故障的處理。

（2）泛在電力物聯網的雲(yun) 平台建設

        智能變電站與(yu) 智能電表是泛在電力物聯網生態係統建設的關(guan) 鍵環節，參與(yu) 內(nei) 網“源（電源）—網（電網）—荷（負荷）—儲(chu) （儲(chu) 能）”，以及外網“雲(yun) （雲(yun) 平台）—管（有線／無線物聯）—邊（邊緣計算）—端（終端設備）”的生態係統建設。

         安科瑞推出企業(ye) 微電網能效管理平台就是將：變電所運維雲(yun) 平台、能源管理雲(yun) 平台、智慧用電雲(yun) 平台、環保用電監管雲(yun) 平台、充電樁（電動汽車／自行車）運營管理雲(yun) 平台、預付費管理雲(yun) 平台等平台進行係統的融合，以解決(jue) 智慧城市、智慧社區、智慧醫院、智慧交通、智慧樓宇等重大場景應用。結合用戶實際需求，同時也開發了各類有線、區域無線、廣域無線通信產(chan) 品，包括網關(guan) 和終端設備，支持ＲＳ４８５、以太網、ＬｏＲＡ、ＺｉｇＢｅｅ、ＧＰＲＳ、４Ｇ、ＮＢ ＩｏＴ 等多種通信方式。在結合平台的數據分析功能，給到用戶詳細、簡潔明了的數據報表。這也是萬(wan) 物互聯，智慧電網的表現形態。

        從(cong) 雲(yun) 端平台我們(men) 可以結合曲線圖樹狀圖等直觀的了解到符合的運行情況。

5 結語

         一個(ge) 完整的物聯網應用體(ti) 係，應該涵蓋用電體(ti) 係、供電體(ti) 係，泛在電力物聯網誕生有利於(yu) 實現這一目標。泛在電力物聯網的基礎是智能電網，國家電網*的安全屬性導致其封閉、壟斷的基本特征，以及內(nei) 網與(yu) 外網的分割狀態。智能變電站與(yu) 智能電表成為(wei) 內(nei) 外網交互的通道。

安科瑞侯文莉