目前，大部分企业的能耗管理体系存在能耗不透明、管理不完善、安全隐患多、预警机制缺失、管理效率低下等问题，无形中造成大量能源被隐性浪费，效果不佳，不仅不利于企业自身对能源消耗的监测和控制，还增加了经济成本。

物联网作为连接万物的重要纽带，利用传感器技术对人和物进行监测和控制能耗集中管理系统，获取目标的实时信息（空间位置、属性、状态变化等），进而利用互联网作为一种共享和传输媒介。实现目标信息的互传互通。

一个全面覆盖的综合互联网系统，可以为物联网采集的信息的传输和交流提供基础交换平台和重要支撑。城市发展的迫切需要。

功耗管理系统

涵盖智能插座+智能开关+综合信息服务平台+手机APP

新模式下的智能电源控制系统，通过嵌入式传感器和各种智能传感装置，集中控制器、监控平台向控制器发出指令，控制器将指令传递给智能控制电源，智能控制电源调节电流，从而实现照明等用电设备的节能控制；终端根据预设方案定时开启/关闭照明设备，保证用电设备正常运行，管理设备全生命周期。电气设备物联网传感器将自身状态反馈给监控平台进行数据交互，实现对电气设备运行状态的监测和数据分析。

平台架构

用电监控管理平台用于监控和显示用电量，旨在通过节能诊断和管理，提高节能运行管理水平。系统配备网页端和手机端APP控制，用户需求可通过电脑或APP远程操作，准确、快捷、方便。

系统目标 降低企业用电费用 解决运行、维护和故障问题 优化用电设备利用率 提高电能质量和可靠性

摘要： Acrel-EIoT能源物联网云平台是一套结合在线销售的互联网商业模式，为分布广泛的互联网用户提供PaaS服务平台。用户完成安科瑞物联网产品安装后，只需手机扫码即可轻松接入平台，无需关注调试和平台运行过程，可自主选择平台功能，获取相应的数据服务。

关键词：能源物联网；物联网仪表；云平台

一、简介

近年来，物联网概念加速与行业应用融合，成为智慧城市和信息化整体解决方案的关键技术思路。目前，物联网已从概念炒作、碎片化应用、闭环发展进入跨界融合、集成创新、规模化发展的新阶段。它与中国新型工业化、城镇化、信息化和农业现代化深度交织在一起。产业转型升级、新型城镇化和智慧城市建设、人民生活质量不断提高发挥了重要作用，成效显着。

继国家十三五规划提出“加快建设数字中国”后，十四五规划也提出“互联网-物联网线上线下融合将改变生活方式”。到 2020 年，物联网预计将产生 3440 亿美元的额外收入，同时将运营成本降低 1770 亿美元。物联网和智能设备已经在改善全球主要工厂的性能指标，并将生产率水平提高 40-60%。中商产业研究院预计，“十四五”期间，我国物联网产业仍将保持快速增长，年均复合增长率约为23%-26%。

在能源侧，能源互联网涵盖能源供给侧管理（如水电、火电、核电、风电、太阳能等）、储能侧管理（如相变蓄热、冰蓄冷、水冷等）储能、各类新能源电池等），以及能源计量管理（如工业用电、商业用电、新能源电动汽车等），实现以上三类主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，实现互联网与能源的生产、传输、存储、消费和能源市场的深度融合。为建设“

Acrel-EIoT能源物联网云平台是基于Acrel物联网数据中心，建立上下行数据标准，为互联网用户提供能源物联网数据服务的平台。用户只需购买安科瑞物联网传感器、变压器等设备，安装后，无论是物联网仪表直传还是通过网关上传，用户都可以通过手机扫码获取所需的行业数据服务。

2、需求分析

Acrel-EIoT能源物联网云平台的客户群体分为两类：第一类是互联网用户；第二类是智慧城市。互联网用户一般包括以下几类：

1、承租人有三套或五套公寓出租，需要测量和收取水电费；

2、有几家小型连锁超市想做能源管理、远程控制、电气安全管理；

3. 小区某物业，购买多个充电桩集中充电管理，需要收费运营；

4、某楼楼宇管理，仅需几台电表即可管理楼层能量计量；

5、小厂想管理自己小厂的电能计量；

6、物联网系统集成商想直接获取物联网产品的数据，需要统一的管理平台；

此类互联网用户的传统商业模式的缺点如下：

1、数据系统价格高

2. 需要多样化的数据服务

3.调试太专业

4、系统硬件选型过于专业

5.服务支付不便

智慧城市的需求如下：

1.需要接入各类海量硬件

2、需要提取领导关注的监管信息，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、能源管理、设备管理、能源消耗分析为能源流动主线，串联能源生产加工、分配传输、消费、节能，人与物形成一个以安科瑞产品为中介的能源物联网生态系统，其中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进行交互。

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、车载充电桩、路灯控制器， ETC。

● 网络层：智能网关，在感知层采集数据，进行协议转换和存储，然后将数据上传至能源物联网云平台。

● 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能源物联网云平台的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、表现层和操作层。系统架构图如图所示。

传感器层包括我公司的各种产品。它是整个系统的底层，也是构建能源物联网云平台必备的基础要素。主要包括多功能电表、预付费电表、多路电表、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分别存储在不同的库中，并提供多种接口实现与第三方系统的数据交互。

上层应用层指的是Acrel-EIoT能源物联网云平台，主要实现各种功能应用。平台按能源流向分为能源供应、能源管理、设备管理、能源消耗分析四大版块。能源供应包括用电采集、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、充电桩模块，能耗分析包括能源管理、价值-添加服务子模块。平台通过web和app为用户提供人机交互界面，

三、平台功能

3.1. 能源供应

3.1.1 电量集中抄表功能模块

随着信息网络技术的不断发展，在用户分支机构所在地区广泛分布着各种规模、型号和数量的网络设备机房。由于缺乏与运行网络规模系统相适应的监控系统，大量无人值守机房的物理运行环境、设备运行状态、人员活动状态和消防状态的变化，包括可能出现的危急情况，不能及时发现和处理，难以有效预测和预防。并避免。所以，

电能采集模块可实现对各种监控数据的查询、分析、预警和综合展示，确保配电室环境友好。在智能化方面，实现了供配电监控系统的遥测、遥信、远程控制，对系统进行综合检测和统一管理；在数据资源管理方面，供配电室各种设备的运行情况（包括历史和实时参数），并根据实际情况查询或打印日、月、年报表，提高工作效率，节约成本人力资源。

3.1.2 智能运维功能模块

据统计，全国高供高等级工商业用户已达200万以上，规模巨大。但日常运维工作大多较为传统，普遍存在人工成本高、工作效率低、维修时间长、风险防范不力等问题。问题。国家电网公司和众多电力运维企业正在抢占这个巨大的千亿级市场。

智能运维模块采用多功能电能表、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、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，并报警有异常信号10秒内通过短信和APP发送。

3.2. 能源管理

3.2.1 安全用电功能模块

应急管理部网站数据显示，2016年至2018年，电气原因引起的火灾约占总数的30%至34%。2018年，全国共报告火灾23.7万起，其中电气原因引起的火灾违反电气安装和使用规定的行为占总数的30%至34%。占总数的34.6%，在较大、较大的火灾事故中，电气火灾所占比例较高。国务院、公安部消防局及各省、自治区、直辖市纷纷发文，推广使用智慧用电，从源头上杜绝电气火灾。现在平安用电管理平台已经部署在九个小地方，三合一地方，福利院，

安全用电管理模块对引起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，实时发现对电气线路和用电设备存在的安全隐患（如电缆温度异常、过载、过压、欠压、漏电等）及时通过短信、APP推送、语音自动呼叫等方式进行预警，有效预防电气火灾。系统可显示所有监控点的漏电流、电缆温度等电气参数，并支持巡检记录和调度调度操作，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

电能质量问题越来越受到人们的关注，成为电力系统的研究热点之一。一方面，随着科学技术的发展和各种精密电气设备的广泛应用，这些设备大多对电能质量非常敏感；另一方面，电力系统规模的不断扩大和电力需求的快速增长，电能质量变得非常不稳定。电能质量分析的主要目的是确定电能信号干扰的类型和范围，并对相应的干扰源进行有效的调整和补偿。因此，及时、准确地获取各种干扰信号源的信息，是改善和改善电能质量的关键。

电能质量监测，包括三不平衡度、谐波、功率因数，三相不平衡度以矢量图的形式显示。当三项不平衡或功率因数过低时，会产生告警，触发APP、短信、邮件、钉钉、语音等多种提醒。

3.3. 设备管理

3.3.1 智能照明功能模块

随着人们生活水平的不断提高，人们对工作和生活环境的要求越来越高，对照明系统的要求也越来越高。照明领域的能源消耗在总能源消耗中占有相当大的比重工厂能耗管理，因此节约能源和提高照明质量是重中之重。作为电力消费的重要组成部分，照明用电已占到用电量的10%左右。随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，照明用电量将不断增加。

智能照明利用物联网技术，持续监控城市各个区域安装的照明电路的耗电状态。平台通过监测照明线路的电流电压值来判断灯具的工作情况。任何异常工作状态，平台可进行监控、预警和报警，预警和报警信息将通过手机APP、短信、语音电话、邮件、微信小程序、微信公众号、钉钉等推送，快速到达负责人，并提醒操作人员接触器跳闸、电源失压等。

3.3.2 预付费水电功能模块

预付费水电功能可用于各类商业综合体、社区、写字楼、写字楼、酒店式公寓等物业，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，在线支付和总部财务管理。等待。目前，预付费水电已广泛应用于上述场景，并已稳定运行多年。适用于物业管理公司对小区、写字楼、商铺租户的水电预缴管理，或学校对学生宿舍的预缴费电费管理。安全控制系统。

3.3.3 汽车/电瓶车充电操作功能模块

电动汽车已成为一种广泛使用的绿色能源交通工具。同时，电动自行车的保有量也在不断增加，解决了老百姓的短途出行问题。不过，与电动自行车有关的安全、火灾事故的新闻也屡见不鲜，且有逐年增加的趋势。给社会带来了极大的损失，成为人们生命财产安全的隐患。针对电动自行车火灾的危害和特点，各级政府部门纷纷发文规范电动自行车火灾停放和充电行为。整车/电瓶车充电运营功能模块利用物联网技术，对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行持续采集和监控。欠压、绝缘检测失败等一系列故障预警；用户通过微信小程序扫描二维码，支付完成后，系统发起充电请求，并控制二维码对应的充电桩，完成电动车的充电过程。充电桩可搭载WIFI模块或GPRS模块连接互联网，配合加密技术和秘钥分发技术，基于TCP/IP数据交互协议，直接与云端连接。和绝缘检测故障；用户通过微信小程序扫描二维码，支付完成后，系统发起充电请求，并控制二维码对应的充电桩，完成电动车的充电过程。充电桩可搭载WIFI模块或GPRS模块连接互联网，配合加密技术和秘钥分发技术，基于TCP/IP数据交互协议，直接与云端连接。和绝缘检测故障；用户通过微信小程序扫描二维码，支付完成后，系统发起充电请求，并控制二维码对应的充电桩，完成电动车的充电过程。充电桩可搭载WIFI模块或GPRS模块连接互联网，配合加密技术和秘钥分发技术，基于TCP/IP数据交互协议，直接与云端连接。

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。可应用于商业楼宇、社区、学校、医院等场所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

为稳步推进双碳目标，在能源消费强度和消费总量“双控”的背景下，企业需要考虑如何应对能源消费双控，确保正常生产。现有企业大多仍采用电、水、气、冷、热等各种能源供应系统“分开规划、设计、运行”的模式。计量检测到的设备不足很常见；计量设备计量精度低，计量数据不准确；人工抄表可靠性低；主要耗能设备能效难以有效监测和评价；提供可靠的参考数据；缺乏有效的企业能效评价指标体系，

能源管理模块采用自动化和信息化技术，实现从能源数据采集、过程监控、能源介质消耗分析、能源管理等全过程的自动化、科学化管理，使能源管理、能源生产全过程与使用可以有机结合起来，利用先进的数据处理和分析技术进行离线生产分析和管理，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，降低能源消耗，达到节能降耗和提高整体能源管理水平的目的。

3.4.2 增值业务功能模块

（一）产业配置

传统的工业自动化组态应用开发方式要求开发人员具备编写代码的能力，了解相关开发框架的概念和使用，这种开发方式开发周期长，对开发人员的要求非常高。同时，传统的工业自动化组态应用部署在工业现场，部署便利性和可访问性非常低。

随着工业互联网的快速发展，应用需求往往更新迭代非常快，而设备制造商往往没有相关的工业组态软件开发背景，使得工业组态软件的开发和更新非常缓慢，往往无法满足业务快速增长的需要。需要。同时，工业组态软件的访问也不再局限于工业现场，工业现场以外的访问需求也越来越大。

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率低、可访问性低的问题，在开发工具中通过鼠标拖拽调整配置画面的组件。、、size等，并内置丰富的组态组件库，让用户无需编写代码的能力，无需工业自动化组态软件开发的技术背景，也能轻松开发工业配置接口，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，帮助企业管理双向能源经济，提升能源管理水平。可实现的功能主要有：各区域信息实时同步；全面掌握各区域能源消耗情况；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、巡检路径能耗异常等，并记录巡检结果。

五、总结

能源物联网作为传统能源产业与物联网技术相结合的产业发展形态，是国家能源革命与数字革命融合发展的重要战略支撑。能源物联网是物联网在能源生产、配置和消费过程中的延伸应用。随着“大运物联网智能链”等现代信息技术的快速发展，电力物联网将信息、通信、数字技术与电力系统相结合。将输、变、配、用电各环节深度融合，实现状态多方位监控、信息智能化处理，

参考

[1] 刘俊勇，潘丽，何迈．能源物联网及其关键技术[J]．物联网学报

[2]常胜强．智慧园区能源物联网发展模式