淺析智能電網與電力物聯(lián)網及其之間的聯(lián)系

０ 引言

人工智能時代，弱電領域的信息革命與數(shù)字化革命沿 著信息互聯(lián)互通的互聯(lián)網，以及外部 信息感知與控制的嵌入式系統(tǒng)發(fā)展。至今，互聯(lián)網與嵌入式系統(tǒng)相互融合誕生了物聯(lián)網，并 沿著物聯(lián)網、大數(shù)據、云計算勇猛前行。而在強電領域，國家電網沿著堅強電網、堅強智能 電網建設，直到與互聯(lián)網、嵌入式系統(tǒng)相互融合，誕生出泛在電力物聯(lián)網，從而使人工智能 進入到一個強電、弱電統(tǒng)一的物聯(lián)網應用新時代。在這個新時代里，一方面是電力系統(tǒng)發(fā)電、 輸電、配電、供電的全面智能化；另一方面是以用、供電形式將強電（電源系統(tǒng)）與弱電（互 聯(lián)網及嵌入式等用電系統(tǒng)）統(tǒng)一起來，實現(xiàn)全局性的人工智能時代。 

１ 物聯(lián)網應用的新時代

眾多物聯(lián)網終端系統(tǒng)都是一個用電系統(tǒng)，眾多的應用場景集中在弱電系統(tǒng)信息互聯(lián)網絡 終端的智能控制應用。通常，智能系統(tǒng)不涉及供電部分，只負責完成系統(tǒng)的智能信息交互、 管理，實現(xiàn)系統(tǒng)的智能控制。進入物聯(lián)網時代后，應用系統(tǒng)逐漸融合成為一個龐大的網絡體 系。以電動汽車為例，電動汽車整車系統(tǒng)以及相應的充電樁就是一個強電的電力驅動與弱電 的智能控制的綜合系統(tǒng)。這充分顯示，隨著物聯(lián)網應用的深入發(fā)展，用電與供電、弱電與強 電逐漸融合，系統(tǒng)用、供電的智能化管理成為物聯(lián)網應用中*的重要部分。隨著智能 電網的不斷完善以及互聯(lián)網與智能電網的相互融合，物聯(lián)網進入到一個用、供電管理與信息 系統(tǒng)智能化兩翼齊飛的新時代。 

２ 智能電網的國家戰(zhàn)略工程

國家電網關系到重大國計民生，世界主權大國都有嚴密管控的國家電網體系，以保證電 網安全。２１世紀初，隨著人工智能發(fā)展，國家電網的智能化成為世界各國的國家戰(zhàn)略工程， 從傳統(tǒng)電網到智能電網，經歷了堅強電網建設與堅強智能電網建設兩個階段。 ２００９年，中國國家電網公司公布了“智能電網"發(fā)展計劃，以建設“統(tǒng)一堅強 智能電網"為目標，預計在２０２０年前完成智能電網改造，計劃總投資超過４萬億。統(tǒng)一 堅強智能電網是國家電網業(yè)界人士提出的概念，指的是以統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一建設為 原則，以特高壓電網為骨干網架，各級電網協(xié)調發(fā)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系統(tǒng)建設，即在堅強電網基礎上的建設全網通達的信息 傳輸體系。早先，電網內部采用的是微波中繼通信，后來被光纖通信所替代。目前，各種規(guī) 格的光纖復合電纜（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光纖入戶的主要形式，完成智能電網的最后一公里建設。２０１０年， 國家啟動電力光纖到戶工程，在提供電能的同時，可與電信網、廣播電視網、互聯(lián)網相連， 以滿足智能電網用電側的信息化、自動化、互動化需求。 

３ 什么是泛在電力物聯(lián)網

簡單來說，物聯(lián)網是互聯(lián)網基礎上的萬物互聯(lián)網；電力物聯(lián)網是智能電網內部的萬物互聯(lián)網；泛在物聯(lián)網則是物聯(lián)網向智能電網的延伸，相互延伸的界面是智能變電站與智能電表。 

3．1 泛在電力物聯(lián)網的內網與外網

泛在電力物聯(lián)網是智能電網基礎上的一個泛在物聯(lián)網。泛在電力物聯(lián)網來自智能電網， 首先應用在電力系統(tǒng)內部，包括電力系統(tǒng)內部傳統(tǒng)的發(fā)電、變電、輸電、供電、電力調度， 以及新能源領域并網、用／供電系統(tǒng)的智能化管控等，稱為泛在電力物聯(lián)網的內網。隨著用 電設備的智能化電源管理技術發(fā)展，電力物聯(lián)網不可避免地會向用電端外溢，使現(xiàn)有的物聯(lián) 網進入到智能用電管理時代，外溢到現(xiàn)有的物聯(lián)網領域的部分稱為外網。這種內外網的劃分 是有道理的，因為這兩部分性質不同、差異明顯。內網是強電領域，也是國家嚴格管控的國 家電網；外網依托的是弱電領域，自由、開放的互聯(lián)網。 

3．2 泛在電力物聯(lián)網的安全保障

智能電網的內外網的分割，使泛在電力物聯(lián)網形成了“物聯(lián)網＋智能電網"的特殊結構 體系。兩網之間只有從智能電網向物聯(lián)網輸出的單向信息交互通道。泛在電力物聯(lián)網體現(xiàn)為 智能電網內部的萬物互聯(lián)，以及通過智能變電站、智能電表實現(xiàn)與物聯(lián)網中的萬物互聯(lián)，實 現(xiàn)這些網絡終端的用／供電的智能管理。這樣的體系結構，既保證了國家電網的安全可靠， 又實現(xiàn)了物聯(lián)網終端體系強電、弱電的統(tǒng)一智能化管控。 

４ 電力物聯(lián)網的智能電表與信息交互平臺

智能變電站是電力物聯(lián)網內外網交互的網關，智能電表則是供、用端的信息交互平臺， 它們是泛在電力物聯(lián)網及其云平臺生態(tài)體系建設中的核心領域。 

４．1 電力物聯(lián)網的智能電表

在泛在電力物聯(lián)網中，所有物聯(lián)網的智能終端都是一個用電系統(tǒng)，智能電網則是一個供 電系統(tǒng)，連接兩者的是智能電表，智能電表的后臺是智能變電站。 早期智能電表以電量計量為中心，實現(xiàn)電量計量、數(shù)據處理、數(shù)據遠傳等功能。電力物 聯(lián)網中的智能電表則是一個連接內外網的信息樞紐、信息共享平臺。為滿足這一要求，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(shù)據通信模塊、用于數(shù)據采集與處理的感知控制模塊，以及用于人機交互的交互模塊 等。此外，智能電表還是泛在電力物聯(lián)網云平臺生態(tài)體系建設的重要一環(huán)。 這里以安科瑞推出的 ADW300 物聯(lián)網在線監(jiān)測儀表為例具體說明一下智能電表相較于傳 統(tǒng)電表的優(yōu)勢。

強大的互聯(lián)功能：

相較于傳統(tǒng)電表的本地采集方式，通過與物聯(lián)網技術的結合，目前該款終 端監(jiān)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(xié)議的適配方面也涵蓋了目前市面上的大部分通用協(xié)議。 

智能化監(jiān)測：

主要是通過附加功能來協(xié)助終端采集設備的智能交互，如：支持開關量輸入輸 出，可結合具體現(xiàn)場實現(xiàn)開合閘的保護功能；支持多路的溫度測量和漏電監(jiān)測，防止因為故 障、老化導致的溫度過高而出現(xiàn)的安全隱患；報警上傳功能，支持各項電參量的報警設定， 及時的上傳報警數(shù)據，再通過平臺短信預警等措施及時的通知到用戶端進行現(xiàn)場故障的處理。 ４．2 泛在電力物聯(lián)網的云平臺建設

智能變電站與智能電表是泛在電力物聯(lián)網生態(tài)系統(tǒng)建設的關鍵環(huán)節(jié)，參與內網“源（電 源）—網（電網）—荷（負荷）—儲（儲能）"，以及外網“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)建設。

安科瑞推出企業(yè)微電網能效管理平臺就是將：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 費管理云平臺等平臺進行系統(tǒng)的融合，以解決智慧城市、智慧社區(qū)、智慧醫(yī)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(fā)了各類有線、區(qū)域無線、廣域無 線通信產品，包括網關和終端設備，支持ＲＳ４８５、以太網、ＬｏＲＡ、ＺｉｇＢｅｅ、 ＧＰＲＳ、４Ｇ、ＮＢ ＩｏＴ 等多種通信方式。在結合平臺的數(shù)據分析功能，給到用戶詳細、簡潔明了的數(shù)據報表。這也是萬物互聯(lián)，智慧電網的表現(xiàn)形態(tài)。

從云端平臺我們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

一個完整的物聯(lián)網應用體系，應該全面涵蓋用電體系、供電體系，泛在電力物聯(lián)網誕生 有利于實現(xiàn)這一目標。泛在電力物聯(lián)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，以及內網與外網的分割狀態(tài)。智能變電站與智能電表成為內外網交 互的通道。