安科瑞 鮑靜君

　　1、引言

　　為圓滿完成各類重大活動(dòng)保電工作，進(jìn)一步夯實(shí)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)基礎(chǔ)，冀北公司依托各類信息化手段，打造“泛在物聯(lián)網(wǎng)+智慧保電”綜合示范工程，建設(shè)全景全息智慧指揮平臺(tái)，實(shí)現(xiàn) “由點(diǎn)及線，由線及面”的全景式展示和“一鍵穿透”兩大目標(biāo)。

　　建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，是網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國戰(zhàn)略在公司的具體實(shí)踐，是落實(shí)“三型兩網(wǎng)”戰(zhàn)略的核心任務(wù)。按照“二張網(wǎng)”的定位，冀北公司落實(shí)國網(wǎng)公司泛在電力物聯(lián)網(wǎng)頂層設(shè)計(jì)和行動(dòng)計(jì)劃，結(jié)合冀北公司實(shí)際，充分發(fā)揮公司在資源、管理、人才和信息化應(yīng)用等方面的優(yōu)勢，因地制宜、勇于創(chuàng)新，先行先試、主動(dòng)作為，突出注重實(shí)效，在完善和提升公司現(xiàn)有各類信息通信技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以數(shù)據(jù)共享為核心，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)創(chuàng)新應(yīng)用，建設(shè)全景全息智慧指揮平臺(tái)，探索泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)模式，推動(dòng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在冀北公司的建設(shè)與應(yīng)用。

　　2、保電系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

　　2.1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)內(nèi)涵

　　泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是以“空天地”協(xié)同通信網(wǎng)為基礎(chǔ)，以平臺(tái)服務(wù)和數(shù)據(jù)共享為核心，具有智慧化、多元化特征，包含信息感知、網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)和應(yīng)用各層級，覆蓋能源電力“端-網(wǎng)-云”各環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機(jī)交互，與堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)相輔相成、發(fā)展，具有狀態(tài)全息感知、數(shù)據(jù)處理、應(yīng)用便捷靈活、業(yè)務(wù)多元發(fā)展、服務(wù)全新體驗(yàn)、開放共享內(nèi)涵的新型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

　　2.2 與業(yè)內(nèi)現(xiàn)行同類產(chǎn)品/服務(wù)的比較

　　在近幾年國內(nèi)的重大活動(dòng)供電保障工作中均建設(shè)重大活動(dòng)保電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對部分電網(wǎng)資源及保電資源的數(shù)據(jù)接入及可視化展現(xiàn)，通過對歷次重大活動(dòng)保電系統(tǒng)與全景全息智慧指揮平臺(tái)的比較與綜合分析，可以得出以下結(jié)論。

　　在系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方面，傳統(tǒng)重大活動(dòng)保電系統(tǒng)主要遵從物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)，在于對現(xiàn)實(shí)實(shí)體的感知、信息的傳輸以及數(shù)據(jù)的應(yīng)用展現(xiàn)。全景全息智慧指揮平臺(tái)充分吸取了CPS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，在繼承傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，延伸并拓展了控制、遠(yuǎn)程合作等能力，實(shí)現(xiàn)了感知、傳輸、分析、決策和控制的循環(huán)閉環(huán)反饋，強(qiáng)化了指揮中心對現(xiàn)場的實(shí)時(shí)掌控能力及互動(dòng)化管理水平，將人腦資源、計(jì)算資源與物理資源緊密結(jié)合并協(xié)調(diào)，推動(dòng)電力保障指揮工作邁向新高度。

　　在終端設(shè)備接入方面，傳統(tǒng)重大活動(dòng)保電系統(tǒng)對泛在信息采集終端、特別是具有邊緣計(jì)算能力的智能終端接入相對欠缺。全景全息智慧指揮平臺(tái)接入了22類8360套信息采集終端。系統(tǒng)加強(qiáng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)測、獲取與分析能力，依托各類機(jī)器人、無人機(jī)、高清復(fù)眼攝像頭、移動(dòng)智能終端和在線監(jiān)測終端等，對變電站設(shè)備、架空線路輸電通道、電纜線路、客戶配電室等核心設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測與分析研判，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)感知，故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)、快速定位、準(zhǔn)確研判、智能分析與處置。

　　3、系統(tǒng)原理

　　基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的全景全息智慧指揮平臺(tái)，立足保電、面向未來，是公司泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的典型實(shí)踐，具備三大核心功能。一是應(yīng)急指揮，針對重大活動(dòng)保電，滿足保電期間現(xiàn)場指揮部的工作需要，用于現(xiàn)場指揮部值守人員開展保電信息監(jiān)測、協(xié)同指揮；實(shí)現(xiàn)冬奧場館應(yīng)急指揮中心數(shù)據(jù)共享，保障各級指揮體系運(yùn)轉(zhuǎn)、銜接順暢有序；針對常態(tài)化工作，可滿足日常生產(chǎn)搶修等一線工作需求。二是泛在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)成果展示，具備應(yīng)用快速構(gòu)建、需求快速響應(yīng)的擴(kuò)展能力，可配合進(jìn)行泛在物聯(lián)網(wǎng)示范工程創(chuàng)新成果展示，呈現(xiàn)泛在物聯(lián)網(wǎng)的階段建設(shè)成效。三是跨數(shù)據(jù)，圍繞電網(wǎng)運(yùn)行、設(shè)備運(yùn)維、客戶服務(wù)等主題場景，實(shí)現(xiàn)設(shè)備相關(guān)信息全景感知、人和物泛在連接，可充分借鑒中臺(tái)思想，逐步實(shí)現(xiàn)流程貫通和數(shù)據(jù)應(yīng)用，挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值。如圖1所示。

圖1 全景全息智慧指揮平臺(tái)三大核心功能

　　感知層以感知為基礎(chǔ)，提高保電區(qū)域終端設(shè)備感知能力。圍繞保電范圍內(nèi)的所有設(shè)備和客戶，開展信息感知建設(shè)，加強(qiáng)統(tǒng)籌，提升設(shè)備數(shù)字化、智能化水平和客戶感知能力，實(shí)現(xiàn)輸、變、配各環(huán)節(jié)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、相關(guān)客戶信息的感知，推動(dòng)全業(yè)務(wù)數(shù)字化。如圖2所示。

圖2 全息感知建設(shè)成果

　　網(wǎng)絡(luò)層以全業(yè)務(wù)泛在連接為標(biāo)準(zhǔn)，提高終端網(wǎng)絡(luò)連接能力。以支撐各種智能終端泛在接入為抓手，利用無線公網(wǎng)等多種通信資源，建設(shè)“有線+無線、公網(wǎng)+專網(wǎng)”的泛在終端通信接入網(wǎng)，提高終端通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋率，提升網(wǎng)絡(luò)帶寬，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)配能力和安全接入管控能力，實(shí)現(xiàn)全時(shí)空泛在連接。

　　平臺(tái)層以平臺(tái)共享為核心，提高數(shù)據(jù)共享服務(wù)能力。遵循“一平臺(tái)、一系統(tǒng)、多場景、微應(yīng)用”建設(shè)思路，針對專項(xiàng)保電工作，進(jìn)一步優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，貫通全業(yè)務(wù)鏈條，構(gòu)建覆蓋多業(yè)務(wù)部門的數(shù)據(jù)模型和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系，支撐數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)一致、開放共享，實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)范圍、全數(shù)據(jù)類型、全時(shí)間維度數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理、集成和服務(wù)，提升信息化平臺(tái)共享服務(wù)能力。如圖3所示。

圖3 統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型構(gòu)建

　　應(yīng)用層充分借鑒CPS的設(shè)計(jì)理念，構(gòu)建全景感知、異常發(fā)現(xiàn)、智慧指揮、應(yīng)急處置的閉環(huán)管控流程。CPS包含了環(huán)境感知、嵌入式計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)通信和網(wǎng)絡(luò)控制等系統(tǒng)工程，使物理系統(tǒng)具有計(jì)算、通信、控制、遠(yuǎn)程協(xié)作和自治功能。利用數(shù)字孿生理念，在信息空間中構(gòu)建監(jiān)測實(shí)體的數(shù)字鏡像，在微觀層面上實(shí)現(xiàn)核心區(qū)域供電場景的原型再現(xiàn)，在宏觀層面上實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)模擬，完成數(shù)字鏡像與監(jiān)測實(shí)體的同步映射，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測實(shí)體的全要素?cái)?shù)字化和虛擬化、全狀態(tài)實(shí)時(shí)化和可視化。如圖4所示。

圖4 應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)功能

　　4、實(shí)施效果

　　系統(tǒng)的不斷深化應(yīng)用，提升故障研判速度，提升了故障研判準(zhǔn)確性，通過科學(xué)合理調(diào)配搶修資源，減少了故障搶修時(shí)間，使得供電可靠性持續(xù)提升，達(dá)國內(nèi)水平。指揮體系與系統(tǒng)的支撐多次重大活動(dòng)保電任務(wù)圓滿完成，為公眾營造安全穩(wěn)定的社會(huì)環(huán)境，踐行電網(wǎng)公司社會(huì)責(zé)任。

　　系統(tǒng)管控重要客戶供電情況，客戶享受到了來自張家口供電公司的數(shù)據(jù)服務(wù)和信息指導(dǎo)，提高了自身在故障研判、狀態(tài)監(jiān)控、快速響應(yīng)和安全保障四方面的能力，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)－客戶“雙向”信息互聯(lián)，讓客戶感受到從“實(shí)施電力項(xiàng)目”向“享受電力服務(wù)”轉(zhuǎn)變。

　　5、項(xiàng)目行業(yè)情況

　　針對全景全息智慧指揮平臺(tái)，目前公司在行業(yè)內(nèi)有競爭優(yōu)勢。截至目前，全景全息智慧指揮平臺(tái)在歷次重大活動(dòng)供電保障任務(wù)中成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了保電任務(wù)動(dòng)態(tài)更新、電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測、保電指令快捷下達(dá)、人員物資可視化調(diào)配、故障搶修實(shí)時(shí)管控以及現(xiàn)場疑難遠(yuǎn)程診，在保電實(shí)戰(zhàn)決戰(zhàn)中發(fā)揮了重要作用，助力省市供電公司圓滿完成保電目標(biāo)。全景全息智慧指揮平臺(tái)為公司贏得了口碑和贊譽(yù)。

　　隨著“大云物移”和人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，騰訊、阿里巴巴等國內(nèi)的IT*憑借其強(qiáng)勁的研發(fā)實(shí)力，逐步至行業(yè)內(nèi)部，對產(chǎn)品推廣起到了一定的沖擊。針對上述競爭形勢，全景全息智慧指揮平臺(tái)產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)一方面投入研發(fā)，引入三維建模、虛擬現(xiàn)實(shí)和智能分析等相關(guān)技術(shù)，對產(chǎn)品進(jìn)行迭代升級，實(shí)現(xiàn)可視化效果方面質(zhì)的飛躍；另一方面，團(tuán)隊(duì)將充分發(fā)揮自身優(yōu)勢和保電經(jīng)驗(yàn)，加速推廣，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的快速落地，以求拓展*，提升品牌價(jià)值。

　　6、目標(biāo)市場情況

　　隨著我國綜合國力的顯著提升和影響力的日益增強(qiáng)，一系列高的級別、高規(guī)格的性會(huì)議與活動(dòng)都選擇在中國舉辦，這對電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行提出了更高的要求，電力保障工作不容有失。此前供電公司基本上都采用“專事專辦”的模式，通常需投入大量的人力、物力、財(cái)力，但依舊缺乏即時(shí)溝通和工作協(xié)同，現(xiàn)有的設(shè)備狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒁矝]有得到充分應(yīng)用，無法滿足保供電期間的快速響應(yīng)、搶修指揮和狀態(tài)檢修等工作的開展。

　　全景全息智慧指揮平臺(tái)作為重大活動(dòng)專項(xiàng)保障任務(wù)執(zhí)行期間的核心指揮，以需求牽引為導(dǎo)向，以關(guān)鍵細(xì)信息為驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)“由點(diǎn)及線、由線及面”的全景展示和“一鍵穿透”的協(xié)同聯(lián)動(dòng)，可呈現(xiàn)各項(xiàng)保電工作成效，助力網(wǎng)省公司圓滿完成保電目標(biāo)。

　　7、創(chuàng)新點(diǎn)

　　本系統(tǒng)將CPS設(shè)計(jì)理念與重大活動(dòng)電力保障相結(jié)合，構(gòu)建具有CPS特征的全景全息智慧指揮平臺(tái)，基于電網(wǎng)豐富的傳感監(jiān)測設(shè)備以及安全可靠的電力通信網(wǎng)絡(luò)，依托3C技術(shù)的與協(xié)作，實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)過程及其所涉及的全要素集成與應(yīng)用，并對電力生產(chǎn)過程進(jìn)行更加的控制，以安全、可靠、遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)、協(xié)同的方式支撐專項(xiàng)保電工作的智能化指揮。CPS特征的構(gòu)建強(qiáng)化了指揮中心對現(xiàn)場的實(shí)時(shí)掌控能力及互動(dòng)化管理水平，將人腦資源、計(jì)算資源與物理資源緊密結(jié)合并協(xié)調(diào)，推動(dòng)電力保障指揮工作邁向新高度。

　　本系統(tǒng)依托數(shù)字孿生概念，在數(shù)字空間建立核心電網(wǎng)設(shè)備的數(shù)字模型，并依靠傳感器和信息傳輸網(wǎng)與實(shí)體工況進(jìn)行*同步，支撐資源智能調(diào)配及全景可視化等功能。數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用解決了冀北公司面臨的各信息系統(tǒng)間缺乏信息共享能力等實(shí)際問題，充分運(yùn)用電網(wǎng)、設(shè)備、環(huán)境與資源等各類全景數(shù)據(jù)，提升電網(wǎng)供電監(jiān)測能力和應(yīng)急響應(yīng)速度，提高供電可靠性，是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在冀北的一次典型實(shí)踐。

　　8、安科瑞泛在電力物聯(lián)網(wǎng)提供解決方案

　　安科瑞電氣深耕用戶側(cè)能效管理多年，逐漸完善了從電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)到終端傳感器的體系，在“源（電源）-網(wǎng)（電網(wǎng)）-荷（負(fù)荷）-儲(chǔ)（儲(chǔ)能）”各個(gè)環(huán)節(jié)加大研發(fā)投入，已經(jīng)形成“云（云平臺(tái)）-管（有線/無線物聯(lián)）-邊（邊緣計(jì)算）-端（終端設(shè)備）”的系統(tǒng)，參與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，為國家電網(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)。

　　安科瑞電氣近年來已經(jīng)陸續(xù)推出變電所運(yùn)維云平臺(tái)、能源管理云平臺(tái)、智慧安全用電云平臺(tái)、充電樁（電動(dòng)汽車/自行車）運(yùn)營管理云平臺(tái)、預(yù)付費(fèi)管理云平臺(tái)等云平臺(tái)解決方案等解決方案，并已經(jīng)廣泛應(yīng)用在多地國網(wǎng)公司用戶端業(yè)務(wù)、環(huán)保部門、安監(jiān)部門、住建部門等。

　　8.1變電所運(yùn)維云平臺(tái)

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)高供高計(jì)的工商業(yè)用戶數(shù)量達(dá)到200多萬戶，規(guī)模巨大，但是大部分日常的運(yùn)行維護(hù)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(shí)間長、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防薄弱等問題。國網(wǎng)公司和眾多電力運(yùn)維公司正在搶占這塊巨大的市場，這是一個(gè)千億級別的市場。

　　AcrelCloud-1000電力運(yùn)維云平臺(tái)采用多功能電力儀表、無線通信、邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，通過智能網(wǎng)關(guān)采集現(xiàn)場數(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、開關(guān)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(nèi)通過短信和APP發(fā)出告警信號(hào)。平臺(tái)通過手機(jī)APP下發(fā)運(yùn)維任務(wù)到人員手機(jī)上，并通過GPS跟蹤運(yùn)維執(zhí)行過程進(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。

　　變電所運(yùn)維云平臺(tái)功能一覽

8.2智慧安全用電云平臺(tái)

　　據(jù)應(yīng)急管理部網(wǎng)站數(shù)據(jù)，2016~2018年期間因?yàn)殡姎庠驅(qū)е碌幕馂?zāi)占總數(shù)的30%~34%左右，其中2018年共接報(bào)火災(zāi)23.7萬起，因違反電氣安裝使用規(guī)定引發(fā)的火災(zāi)占總數(shù)的34.6%，較大和重大火災(zāi)事故中，電氣火災(zāi)的比例更高。國務(wù)院、消防局以及各省市自治區(qū)直轄市紛紛出臺(tái)文件推廣使用安全用電、智慧用電，從源頭上預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生，現(xiàn)安全用電管理平臺(tái)已在九小場所、三合一場所、養(yǎng)老福利院、場所、學(xué)校、金融網(wǎng)點(diǎn)等人員密集場所廣泛開展。

　　安科瑞Acrelcloud-6000安全用電管理云平臺(tái)對電氣引發(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2G/NB-IOT/4G方式采集現(xiàn)場數(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、過載、過壓、欠壓及漏電等）并通過短信、APP推送、自動(dòng)語音呼叫等方式及時(shí)預(yù)警，防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。系統(tǒng)可以顯示所有監(jiān)測點(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)評估企業(yè)用電安全狀態(tài)。

　　8.3安科瑞智能網(wǎng)關(guān)、終端設(shè)備選型

9、結(jié)束語

　　本平臺(tái)解決了目前重大活動(dòng)供電保障工作面臨的諸如對現(xiàn)場實(shí)時(shí)掌控能力不足，互動(dòng)化管理水平較低，各系統(tǒng)間缺乏信息共享能力等實(shí)際問題。充分運(yùn)用電網(wǎng)、設(shè)備和環(huán)境等各類數(shù)據(jù)，以“大云物移”等新技術(shù)提升電網(wǎng)供電監(jiān)測能力和應(yīng)急響應(yīng)速度，提高供電可靠性，是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在冀北的一次典型實(shí)踐。