一、引言

能源互聯(lián)網(wǎng)在能源側(cè)涵蓋了供能側(cè)管理（如水電、火電、核電、風(fēng)電和太陽(yáng)能）、儲(chǔ)能側(cè)管理（如相變儲(chǔ)熱、冰蓄冷、水儲(chǔ)冷、各類新能源電池等），以及用能測(cè)管理（如工業(yè)用電、商業(yè)用電、新能源電動(dòng)汽車等），實(shí)現(xiàn)上述三類主體與能源調(diào)度中心的信息傳遞，實(shí)現(xiàn)能效管理、互聯(lián)網(wǎng)支付、數(shù)據(jù)監(jiān)控等功能，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與能源的生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)以及能源市場(chǎng)深度融合。為國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)“三型兩網(wǎng)"提供解決方案，使用戶在任何時(shí)間、地點(diǎn)、人、物之間實(shí)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(yīng)商、用戶服務(wù)。

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)是一套基于安科瑞物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺(tái)，建立了上下行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)的平臺(tái)。用戶僅需購(gòu)買安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器和互感器等設(shè)備，自行安裝后無(wú)論是物聯(lián)網(wǎng)儀表直傳還是通過(guò)網(wǎng)關(guān)上傳，都可以使用手機(jī)掃碼即可得到所需的行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)。

二、需求分析

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的客戶群體分為兩類：第一類是互聯(lián)網(wǎng)用戶；第二類是智慧城市?；ヂ?lián)網(wǎng)用戶一般包括如下幾 個(gè)類型：

1.某個(gè)出租戶有三五間公寓出租，需要計(jì)量收取水電費(fèi)；

2.有幾間連鎖小超市，想要做能源管理、遠(yuǎn)程控制和電氣安全管理；

3.某個(gè)小區(qū)的物業(yè)，想購(gòu)買幾臺(tái)充電樁作為集中充電管理，需要收費(fèi)運(yùn)營(yíng)；

4.某棟樓樓管，僅需幾塊表，對(duì)樓層進(jìn)行能源計(jì)量管理；

5.某個(gè)小工廠，想要管理自家小工廠的電力計(jì)量；

6.某個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成商想要直接獲取物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)，需要一個(gè)統(tǒng)一的管理平臺(tái)；

傳統(tǒng)的商業(yè)模式對(duì)這類互聯(lián)網(wǎng)用戶的弊端有一下幾個(gè)方面：

1.數(shù)據(jù)系統(tǒng)價(jià)格偏高

2.需要多樣化數(shù)據(jù)服務(wù)

3.調(diào)試過(guò)于專業(yè)

4.系統(tǒng)硬件選型過(guò)于專業(yè)

5.服務(wù)繳費(fèi)不便捷

智慧城市的需求如下：

1、需要接入各種類型的海量硬件

2、需要提取領(lǐng)導(dǎo)層關(guān)注的監(jiān)管信息，結(jié)合GIS、BIM等數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)宏觀監(jiān)管

3、提供統(tǒng)一的運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)，向終端用戶提供物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)

三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

能源物聯(lián)網(wǎng)以能源供應(yīng)、能源管理、設(shè)備管理、能耗分析的能源流向?yàn)橹骶€，將能源生產(chǎn)加工、分配傳輸、消耗、節(jié)能各 個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)起來(lái)，結(jié)合人與物的互聯(lián)，構(gòu)成以安科瑞產(chǎn)品為媒介的能源物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈，其中物聯(lián)網(wǎng)硬件和能源參與者分別以數(shù)據(jù)流形式和業(yè)務(wù)流的形式與平臺(tái)交互。

3.1組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，主要由感知層（終端采集設(shè)備）、網(wǎng)絡(luò)層（通訊管理終端）和平臺(tái)層（能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)）三個(gè)部分組成。

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用分層分布式的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括：感知層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層、表現(xiàn)層和運(yùn)營(yíng)層。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖所示。

傳感器層包括了我司的各類產(chǎn)品，是整個(gè)系統(tǒng)的最底層，也是構(gòu)建該能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)必要的基本組成元素，主要有多功能儀表、預(yù)付費(fèi)電表、多回路儀表、物聯(lián)網(wǎng)電表、物聯(lián)網(wǎng)水表、電瓶車充電樁、汽車充電樁、路燈控制器等設(shè)備。

中間的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)主要完成數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)交互的工作，為了保證整個(gè)綜合平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理能力，我們將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在不同的庫(kù)中，并提供多種接口實(shí)現(xiàn)與第三方系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。

上層的應(yīng)用層是指Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，主要實(shí)現(xiàn)各種功能應(yīng)用，平臺(tái)按照能源的流向分為能源供應(yīng)、能源管理、設(shè)備管理和能耗分析4大板塊，其中能源供應(yīng)包括電力集抄、智能運(yùn)維子模塊，能源管理包括安全用電、電能質(zhì)量子模塊，設(shè)備管理包括智能照明、預(yù)付費(fèi)、充電樁子模塊，能耗分析包括能源管理、增值服務(wù)子模塊。平臺(tái)通過(guò)web和app的方式為用戶提供人機(jī)交互的界面，運(yùn)營(yíng)層的各類用戶可以通過(guò)這兩種方式實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的訪問(wèn)與操作。

三、平臺(tái)功能

電力集抄模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的查詢、分析、預(yù)警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實(shí)現(xiàn)供配電監(jiān)控系統(tǒng)的遙測(cè)、遙信、遙控控制，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合檢測(cè)和統(tǒng)一管理；在數(shù)據(jù)資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內(nèi)各設(shè)備運(yùn)行（包括歷史和實(shí)時(shí)參數(shù)），并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行日?qǐng)?bào)、月報(bào)和年報(bào)查詢或打印，提高工作效率，節(jié)約人力資源。

智能運(yùn)維模塊采用多功能電力儀表、無(wú)線通信、邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在本地，再定時(shí)向云平臺(tái)推送數(shù)據(jù)。平臺(tái)可同時(shí)接入數(shù)以千計(jì)的用戶變電站數(shù)據(jù)。平臺(tái)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(kāi)關(guān)狀態(tài)、變壓器溫度、環(huán)境溫濕度、煙霧、浸水、視頻、門(mén)禁等信息，有異常發(fā)生10S內(nèi)通過(guò)短信和APP發(fā)出告警信號(hào)。平臺(tái)通過(guò)手機(jī)APP下發(fā)運(yùn)維任務(wù)到手機(jī)上，并通過(guò)GPS跟蹤運(yùn)維執(zhí)行過(guò)程進(jìn)行閉環(huán)，提高運(yùn)維效率，即時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行缺陷并做消缺處理。

安全用電管理模塊對(duì)電氣引發(fā)火災(zāi)的主要因素（線纜溫度、漏電電流、負(fù)荷電流、電壓）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)分析，通過(guò)2G/NB-IOT/4G方式采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣線路和用電設(shè)備存在的安全隱患（如：線纜溫度異常、過(guò)載、過(guò)壓、欠壓及漏電等）并通過(guò)短信、APP推送、自動(dòng)語(yǔ)音呼叫等方式及時(shí)預(yù)警，有效防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。系統(tǒng)可以顯示所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)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，提供安全隱患分析報(bào)告，實(shí)時(shí)評(píng)估企業(yè)用電安全狀態(tài)。

電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)，包括三項(xiàng)不平衡度、諧波、功率因數(shù)，以矢量圖的形式展示三相不平衡度。三項(xiàng)不平衡或功率因數(shù)過(guò)低時(shí)產(chǎn)生報(bào)警，觸發(fā)APP、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語(yǔ)音等多種方式提醒。

 智能照明通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)安裝在城市各區(qū)域照明回路的用電狀態(tài)進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。平臺(tái)通過(guò)監(jiān)測(cè)照明線路的電流和電壓值來(lái)判斷燈具的工作情況，任何不正常的工作狀態(tài)，平臺(tái)都能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，預(yù)警和報(bào)警，預(yù)警和報(bào)警信息通過(guò)手機(jī)APP推送，短信，語(yǔ)音外呼、郵件、微信小程序、微信公眾號(hào)、釘釘?shù)?，快速到達(dá)責(zé)任人的身邊，提醒運(yùn)行人員接觸器跳閘，電源失壓等等。

預(yù)付費(fèi)水電功能可以針對(duì)各商業(yè)綜合體、小區(qū)、寫(xiě)字樓、辦公樓、酒店式公寓等物業(yè)，學(xué)校、工廠宿舍的后勤管理部門(mén)以及連鎖超市、大型物業(yè)分布式財(cái)務(wù)操作，在線支付，總部財(cái)務(wù)扎口等。目前預(yù)付費(fèi)水電已經(jīng)成功在上述各場(chǎng)景得到廣泛的應(yīng)用并已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行多年，適用于物業(yè)公司對(duì)小區(qū)、辦公和商鋪?zhàn)鈶舻乃婎A(yù)付費(fèi)管理，或者學(xué)校對(duì)學(xué)生宿舍的用電預(yù)付費(fèi)和用電安全管控系統(tǒng)。

汽車/電瓶車收費(fèi)運(yùn)營(yíng)功能模塊通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時(shí)對(duì)各類故障如充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測(cè)故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警；用戶通過(guò)微信小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請(qǐng)求，控制二維碼對(duì)應(yīng)的充電樁完成電動(dòng)汽車的充電過(guò)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(shù)和秘鑰分發(fā)技術(shù)，基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，與云端進(jìn)行直連。

該功能模塊為汽車/電瓶車充電樁客戶提供充電安全管理、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(fèi)難的問(wèn)題，可應(yīng)用于商業(yè)樓宇、小區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等場(chǎng)所設(shè)置的電動(dòng)自行車充電場(chǎng)所的運(yùn)營(yíng)管理。

 能源管理模塊采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過(guò)程監(jiān)控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過(guò)程的自動(dòng)化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過(guò)程有機(jī)結(jié)合起來(lái)，運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線生產(chǎn)分析與管理，實(shí)現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、有效利用能源，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗，達(dá)到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

 Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)中的工業(yè)組態(tài)模塊解決了傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)應(yīng)用的部署和可訪問(wèn)性低的問(wèn)題，通過(guò)用戶在開(kāi)發(fā)工具中使用鼠標(biāo)拖拽的方式調(diào)整組態(tài)畫(huà)面元件的屬性、位置、尺寸等，并內(nèi)置豐富的組態(tài)元件庫(kù)，使得用戶無(wú)需代碼的編寫(xiě)能力，無(wú)需工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)的技術(shù)背景，也可以方便的開(kāi)發(fā)出工業(yè)組態(tài)界面，同時(shí)也支持?jǐn)?shù)據(jù)展示、遠(yuǎn)程控制等功能。

3D可視化技術(shù)通過(guò)虛擬仿真實(shí)現(xiàn)多維度可視化，為客戶提供數(shù)字化服務(wù)，助力企業(yè)能源經(jīng)濟(jì)雙向管理，提升能源管理水平?？梢詫?shí)現(xiàn)的功能主要有：各區(qū)域信息實(shí)時(shí)同步；全局掌握各區(qū)域能源消耗情況；可視化監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)；智能巡檢，自動(dòng)分析巡檢路徑上的設(shè)備運(yùn)行、電能質(zhì)量、電氣安全、用能異常等情況，并記錄巡檢結(jié)果。

五、總結(jié)

作為傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)業(yè)發(fā)展形態(tài)，能源物聯(lián)網(wǎng)是國(guó)家能源革命與數(shù)字革命融合發(fā)展的重要戰(zhàn)略支撐。能源物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)向能源生產(chǎn)、配置和消費(fèi)過(guò)程的延伸應(yīng)用，伴隨“大云物移智鏈"等現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，電力物聯(lián)網(wǎng)將信息、通信、數(shù)字技術(shù)與電力系統(tǒng)發(fā)、輸、變、配、用電的各個(gè)環(huán)節(jié)深度融合，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)多方位監(jiān)測(cè)、信息智能化處理及智能互聯(lián)、人機(jī)交互、智慧服務(wù)。