Acrel-EIoT 能源物联网云平台助力物联网数据服务

2022-06-22

一、简介

能源互联网涵盖能源供给侧管理（如水电、火电、核电、风电、太阳能）、储能侧管理（如相变蓄热、冰冷蓄冷、水蓄冷、各种新型能源侧的能源电池）等），以及能源消耗计量管理（如工业用电、商业用电、新能源电动汽车等），实现上述三类实体之间的信息传递和能源调度中心，实现能效管理、互联网支付、数据监控等功能，实现互联网与能源生产、传输、存储、消费和能源市场的深度融合。为国家电网“三类两网”建设提供解决方案，使用户能够随时随地、人与物之间进行信息连接和交互，生成共享数据服务于电网、发电、供应商、用户。

Acrel-EIoT能源物联网云平台是基于Acrel物联网数据中心的平台，建立了上下行数据标准，为互联网用户提供能源物联网数据服务。用户只需要购买安科瑞物联网传感器和变压器等设备。安装后，无论是物联网仪表直接传输还是通过网关上传，都可以用手机扫码轻松访问平台，无需关注调试和平台。操作流程，可自主选择平台功能，获取相应的数据服务。

二、需求分析

Acrel-EIoT能源物联网云平台客户群分为两类：一类是互联网用户；一类是互联网用户；另一个是智慧城市。网民一般包括以下几类：

1.一个租户有三五套公寓出租，需要计量并收取水电费；

2.有几家小型连锁超市想做能源管理、远程控制和电气安全管理；

3.某小区某物业想购置多个充电桩进行集中充电管理，需要收费运营；

4.某栋楼的楼宇管理只需要几米就可以对楼层进行电能计量管理；

5.小厂想管理自己小厂的电表；

6.物联网系统集成商想要直接获取物联网产品的数据，需要统一的管理平台；

传统商业模式对此类互联网用户存在以下弊端：

1.数据系统价格太高

2.需要多样化的数据服务

3.调试太专业了

4.系统硬件选型太专业了

5.服务支付不方便

智慧城市的需求如下：

1、需要接入各类海量硬件

2、需要提取领导关心的监管信息，结合GIS、BIM等数字孪生技术实现宏观监管

3、提供统一的运营服务平台，为终端用户提供物联网数据服务

三、系统结构

能源物联网以能源供应的能量流、能源管理、设备管理、能耗分析为主线。它连接了能源生产、加工、分配和传输、消费和节能等环节。以安科瑞产品为中介的能源物联网生态系统，物联网硬件和能源参与者分别以数据流和业务流的形式与平台交互。

3.1 网络结构

Acrel-EIoT能源物联网云平台采用分层分布式结构，主要由感知层（终端采集设备）、网络层（通信管理终端）和平台层（能源物联网云平台）三部分组成。

● 感知层：接入网络的各种传感器，包括多功能电表、预付费电表、多回路电表、物联网电表、物联网水表、电瓶车充电桩、汽车充电桩、路灯控制器、等等

● 网络层：智能网关采集感知层的数据，进行协议转换和存储，然后将数据上传到能源物联网云平台。

● 平台层：包括应用服务器和数据服务器，可以在PC或移动端实现应用。

3.2 平台架构

Acrel-EIoT能源物联网云平台系统网络结构采用分层分布式结构，系统包括：感知层、数据层、应用层、表现层和运营层。系统架构图如图所示。

传感器层包括我们公司的各种产品。它是整个系统的底层，是构建能源物联网云平台所必需的基本要素。联网电表、物联网水表、电瓶车充电桩、汽车充电桩、路灯控制器等设备。

中间数据处理平台主要完成数据处理、数据存储和数据交互的工作。为了保证整个综合平台的数据处理能力，我们将实时数据、历史数据和业务数据存储在不同的库中，并提供多种接口实现与第三方系统的数据交互。

上层应用层是指Acrel-EIoT能源物联网云平台，主要实现各种功能应用。该平台按能源流向分为能源供应、能源管理、设备管理和能源消耗分析四大板块。供应包括电力采集、智能运维子模块，能源管理包括安全用电、电能质量子模块，设备管理包括智能照明、预付费、充电桩子模块，能耗分析包括能源管理、价值-添加了服务子模块。平台通过web和app为用户提供人机交互界面，操作层的各类用户可以通过这两种方式访问​​和操作平台。

三、平台功能

3.1、能源供应

3.1.1个集电器功能模块

电力集读模块可实现各种监测数据的查询、分析、预警和综合展示，确保配电室的环保。智能化方面，实现供配电监控系统的遥测、遥信、遥控，对系统进行全面检测和管理；在数据资源管理方面，可以显示或查询供配电室各种设备的运行情况（包括历史数据和实时数据）。参数），并根据实际情况查询或打印日报、月报、年报，提高工作效率，节省人力资源。

3.1.2智能运维功能模块

智能运维模块采用多功能电表、无线通信、边缘计算网关和大数据分析技术，通过智能网关采集现场数据并存储在本地，然后定期将数据推送到云平台该平台可以同时访问数千个用户变电站数据。平台采集的数据包括变电站的电气参数和环境数据，包括电流、电压和功率、开关状态、变压器温度、环境温湿度、浸水、烟雾、视频、门禁等信息。如果出现异常，将在10秒内通过短信和APP发出警报。信号。平台通过手机APP向手机发送运维任务，通过GPS跟踪运维执行过程，实现闭环，提高运维效率，第一时间发现运行缺陷并消除。

3.2、能源管理

3.2.1 安全电源功能模块

安全电源管理模块对电气火灾的主要因素（电缆温度、漏电流、负载电流、电压）进行不间断的数据跟踪和统计分析，通过2G/NB-IOT/4G采集现场数据，实时发现电力线路和电气设备的安全隐患（如电缆温度异常、过载、过压、欠压、漏电等），并通过短信、APP推送、自动语音通话等方式及时预警发生火。系统可显示所有监控点的漏电流、电缆温度等电气参数，支持巡检记录和调度作业，提供安全隐患分析报告，实时评估企业用电安全状况。

3.2.2电能质量功能模块

电能质量监测，以矢量图的形式包括不平衡、谐波、功率因数、三相不平衡三项。当三项不平衡或功率因数过低时，会产生报警能耗监测管理云平台，触发APP、短信、邮件、钉钉、语音等多种方式。

3.3、设备管理

3.3.1个智能照明功能模块

智能照明通过物联网技术，对安装在城市各个区域的照明电路的用电状态进行连续数据监控。该平台通过监测照明电路的电流和电压值来判断灯具的工作状态。任何异常工作状态均可通过平台监控，并可通过手机APP、短信、语音外呼、邮件等方式推送预警和报警信息。 、微信小程序、微信公众号、钉钉等，快速到达负责人，提醒操作员接触器跳闸、电源失压等。

3.3.2 预付费水电功能模块

预付水电功能可用于各类商业综合体、社区、写字楼、写字楼、酒店公寓等物业、学校后勤管理部门、工厂宿舍、连锁超市、大型物业分布式金融运营、在线支付目前，预付费水电已成功应用于上述场景，并已连续多年稳定运行。适用于物业公司对住宅、写字楼、商铺租户的水电预付费管理，或学校学生宿舍的预付费用电、用电管理。安全控制系统。

3.3.3 车载/电瓶车充电操作功能模块

汽车/电瓶车的充电运行功能模块通过物联网技术，不断地采集和监控充电桩站点和连接到系统的每个充电桩的数据。对输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警；用户通过微信小程序扫描二维码并进行支付后，系统发起充电请求，控制二维码对应的充电桩完成电动汽车的充电过程。充电桩可配备WIFI模块或GPRS模块连接互联网，配合加密技术和密钥分发技术，基于TCP/IP的数据交换协议直接连接云端。

该功能模块为汽车/电瓶车充电桩客户提供充电安全管理、资产管理、交易管理的一揽子解决方案，解决充电难、管理难、充电难的问题。可用于商业楼宇、社区、学校、医院等设置的电动自行车充电场所的运营管理。

3.4、能量分析

3.4.1能源管理功能模块

能源管理模块采用自动化和信息化技术，实现了从能源数据采集、过程监控、能源介质消耗分析、能源消耗管理等全过程的自动化、科学化管理。流程有机结合，先进采用数据处理与分析技术，进行离线生产分析与管理，实现全厂能源系统的统一调度，优化能源介质平衡，有效利用能源，提高能源质量，降低能耗，实现节能降耗。能源消耗，提高整体能源管理水平。

3.4.2 增值服务功能模块

(1）工业配置

Acrel-EIoT能源物联网云平台中的工业配置模块解决了传统工业自动化配置应用部署低、可访问性低的问题，用户可以在开发工具中通过鼠标拖拽调整配置。屏幕组件的属性、位置、大小等，并内置丰富的配置组件库，使用户无需编写代码的能力，无需工业自动化配置软件开发的技术背景，并可轻松开发工业配置界面。还支持数据显示、远程控制等功能。

(2）3D 可视化

3D可视化技术通过虚拟仿真实现多维可视化，为客户提供数字化服务，助力企业能源经济双向管理，提升能源管理水平。可实现的主要功能有：各区域信息实时同步；对每个领域的能源消耗进行全球控制；设备运行状态可视化监控；智能巡检，自动分析设备运行、电能质量、用电安全、巡检路径异常能耗等，并记录巡检结果。

参考文献

[1] 刘俊勇、潘力、何麦。能源物联网及其关键技术[J].物联网杂志

[2]常胜强．智慧园区能源物联网发展模式