物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)助力傳統(tǒng)公共能源行業(yè)升級(jí)

“新基建時(shí)代”來(lái)臨,公共能源行業(yè)正在經(jīng)歷翻天覆地的變化:從內(nèi)部來(lái)看,公共事業(yè)企業(yè)正面臨著巨額的運(yùn)營(yíng)成本支出和效率低下的挑戰(zhàn);從外部來(lái)看,市場(chǎng)需求的風(fēng)云變化加劇了行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì),促使公共事業(yè)企業(yè)進(jìn)行角色轉(zhuǎn)型。

能源行業(yè)一直以來(lái)都是國(guó)之重本,關(guān)乎國(guó)計(jì)民生。由于其門檻高筑,社會(huì)責(zé)任重大,數(shù)十年來(lái),從集中式發(fā)電、輸電到配電業(yè)務(wù)始終由垂直一體化公司掌管。

但今時(shí)不同往日,特別是“新基建時(shí)代”來(lái)臨,公共能源行業(yè)正在經(jīng)歷翻天覆地的變化:從內(nèi)部來(lái)看,公共事業(yè)企業(yè)正面臨著巨額的運(yùn)營(yíng)成本支出和效率低下的挑戰(zhàn);從外部來(lái)看,市場(chǎng)需求的風(fēng)云變化加劇了行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì),促使公共事業(yè)企業(yè)進(jìn)行角色轉(zhuǎn)型。

為解決這些挑戰(zhàn),使用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù),在新基建時(shí)代打響一場(chǎng)公共事業(yè)行業(yè)中的革命已是大勢(shì)所趨。

刮起變革之風(fēng),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)助力傳統(tǒng)公共能源行業(yè)升級(jí)

今年6月15日,在國(guó)家電網(wǎng)舉辦的“數(shù)字新基建”重點(diǎn)任務(wù)發(fā)布會(huì)暨云簽約儀式上,國(guó)家電網(wǎng)著重發(fā)布“數(shù)字新基建”十大重點(diǎn)建設(shè)任務(wù),包括電網(wǎng)數(shù)字化平臺(tái)、能源大數(shù)據(jù)中心、電力物聯(lián)網(wǎng)等在內(nèi)。

可以說(shuō),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)的落地,已經(jīng)被認(rèn)為是當(dāng)下能源行業(yè)破局困境的關(guān)鍵。

從實(shí)際情況來(lái)看,智能電表無(wú)疑是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在公共能源行業(yè)中最典型,也是最為成功的應(yīng)用之一。

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)IoT Analytics發(fā)布的《智能表計(jì)市場(chǎng)報(bào)告2019-2024》顯示,亞太地區(qū)是全球智能表計(jì)領(lǐng)域市場(chǎng)最大的地區(qū),其中中國(guó)是領(lǐng)跑者。以國(guó)網(wǎng)為例,2019年智能電表招標(biāo)金額達(dá)到160億元,同比增長(zhǎng)31．15%。而2020年,第一批招標(biāo)預(yù)估顯示,總額將達(dá)約42．6億元。

智能電表之所以在近年呈現(xiàn)強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng),無(wú)疑在于其相比傳統(tǒng)電表所帶來(lái)的巨大裨益?？偨Y(jié)來(lái)看,智能電表主要包括五大方面優(yōu)勢(shì):

自動(dòng)化計(jì)費(fèi):許多家庭和企業(yè)都依賴于傳統(tǒng)電表來(lái)監(jiān)控電力使用情況。但是,要讀取傳統(tǒng)電表數(shù)值,抄表人員必須親赴現(xiàn)場(chǎng),如此不僅耗時(shí)費(fèi)力,還較易出錯(cuò)。智能電表可對(duì)用電量和用電時(shí)間實(shí)施精準(zhǔn)的數(shù)字化跟蹤,并可通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)發(fā)送這些數(shù)據(jù),從而取代效率低下的人工過(guò)程。智能電表不僅可以自動(dòng)為公用事業(yè)公司提供計(jì)費(fèi)信息,同時(shí)還可作為電網(wǎng)傳感器,當(dāng)出現(xiàn)配電問(wèn)題時(shí),及時(shí)告知電力局。

實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程斷開:以往想要連接和斷開住宅電力,都需等待技術(shù)人員上門服務(wù),而高級(jí)計(jì)量體系(AMI)則可通過(guò)繼電器遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)斷開和重新連接儀表,該系統(tǒng)可為公用事業(yè)公司節(jié)省資金,特別是在需要技術(shù)人員長(zhǎng)途跋涉的偏遠(yuǎn)地區(qū)。這將所需的服務(wù)時(shí)間從幾天縮短到幾分鐘甚至幾秒鐘。電力局的客服代表甚至可在與客戶通話的同時(shí),實(shí)時(shí)為他們接通電力。

減少竊電:智能電表可提供有關(guān)系統(tǒng)損失的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)集中竊電區(qū)域,當(dāng)電表被篡改時(shí)就可立即向電力局發(fā)出警報(bào),從而阻止竊電行為的發(fā)生,使得電力局能夠及時(shí)采取針對(duì)性行動(dòng)。

快速恢復(fù)供電:智能電表能夠自動(dòng)或按需發(fā)送有關(guān)電表狀態(tài)的關(guān)鍵信息,縮短電力局在發(fā)生停電時(shí)的響應(yīng)時(shí)間,從而幫助確定停電原因。

更好的電壓管理:智能電表可以充當(dāng)電壓傳感器,幫助電力局精準(zhǔn)判斷電網(wǎng)端點(diǎn)的電壓大小,從而更好地管理電壓,節(jié)省能源,削減成本,降低電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)。

而基于以上優(yōu)勢(shì),智能電表也實(shí)現(xiàn)了立體化、三大維度對(duì)傳統(tǒng)電表的替代。從用戶角度來(lái)看,智能電表對(duì)用戶數(shù)據(jù)的精細(xì)化追蹤,可以極大滿足用戶的需求,便捷其日常用電;從運(yùn)營(yíng)角度來(lái)看,智能電表能幫助公用事業(yè)公司解決因人員、管理等造成的成本冗余,提升運(yùn)營(yíng)效率;從持續(xù)發(fā)展角度來(lái)看,智能電表將助力供需對(duì)接,精細(xì)化運(yùn)營(yíng),助力綠色可持續(xù)發(fā)展,減少碳排放量。

突破桎梏,Pelion助力智能電表落地

智能電表雖然優(yōu)勢(shì)盡顯,但這并不意味著實(shí)施一套完整的“智能電表解決方案”就是易事。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決方案是一套整體且復(fù)雜的技術(shù)堆棧,而目前,要充分發(fā)揮智能表計(jì)的作用,就需要更好的解決“通訊”和“管理”兩個(gè)維度的技術(shù)挑戰(zhàn)。

首先就通訊方面而言,為了適應(yīng)智能電表應(yīng)用場(chǎng)景從AMI 1．0向AMI 2．0的快速演進(jìn),“智能電表解決方案”需要具備和百萬(wàn)數(shù)量級(jí)的智能用電設(shè)備以及配電設(shè)備之間進(jìn)行高效實(shí)時(shí)的端到端通訊的能力;其次是管理方面,在智能電表應(yīng)用場(chǎng)景AMI 2．0階段,主流“智能電表解決方案”需要幫助電力局從遠(yuǎn)端有效管理實(shí)施方案中所涉及的百萬(wàn)數(shù)量級(jí)的智能用電設(shè)備以及配電設(shè)備。

針對(duì)于此,Pelion物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)就能有效解決這兩大類問(wèn)題。Pelion原為全球領(lǐng)先的計(jì)算核心關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)商 Arm 內(nèi)部的一個(gè)孵化單位,近日已正式宣布獨(dú)立運(yùn)營(yíng),現(xiàn)已成為 Arm 旗下的全資子公司?；谠谶B接和設(shè)備技術(shù)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和超過(guò) 500 家企業(yè)的強(qiáng)大客戶群,Pelion在物聯(lián)網(wǎng)革命中打造出專屬領(lǐng)域,集全球物聯(lián)網(wǎng)連接和設(shè)備管理功能于一體,致力于幫助尋求行業(yè)轉(zhuǎn)型的企業(yè)打破物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用壁壘。

一方面,Pelion物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)多種適用于智能電表行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)連接方式——比如有線(例如電力線載波PLC )或無(wú)線通訊(例如GPRS、NB-IoT,LTE, 3G)亦或是RF Mesh網(wǎng)絡(luò)(Wi-SUN, Sigfox)通訊協(xié)議進(jìn)行了深入的性能優(yōu)化和功能適配。同時(shí),在云到端部署上,Pelion物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供了基于軟件云化技術(shù)開發(fā)的強(qiáng)大物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái),確保云端能夠準(zhǔn)確及時(shí)地向任意數(shù)量的智能電表設(shè)備端下發(fā)操作指令,同時(shí)百萬(wàn)數(shù)量級(jí)的設(shè)備端也可以及時(shí)高效地向云端軟件系統(tǒng)上報(bào)相應(yīng)數(shù)據(jù)或異常問(wèn)題。

另一方面,Pelion物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供極便捷的開發(fā)應(yīng)用能力,通過(guò)提供精簡(jiǎn)高效的北向RESTful API編程接口,可以有效幫助“智能電表解決方案”開發(fā)商化繁為簡(jiǎn),輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)百萬(wàn)數(shù)量級(jí)設(shè)備的入網(wǎng)鑒權(quán)、遠(yuǎn)端配置、狀態(tài)監(jiān)控、遠(yuǎn)端維護(hù)、軟件升級(jí)等一系列的設(shè)備全生命周期管理功能。

當(dāng)然,安全也是掣肘智能電表更大規(guī)模落地普及的關(guān)鍵。從理論上來(lái)講,所有互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都面臨著遭受攻擊的風(fēng)險(xiǎn),黑客可以通過(guò)攻擊電網(wǎng)導(dǎo)致整個(gè)城市停電,甚至控制其他所有連接設(shè)備。因而,物聯(lián)網(wǎng)還需要一個(gè)全面、強(qiáng)大的從芯片到云端的傳輸安全保障。

作為原先Arm內(nèi)部的一個(gè)孵化單位,Pelion在保證物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安全方面有著先天的優(yōu)勢(shì)。Arm為從芯片到云端的整個(gè)計(jì)算領(lǐng)域提供設(shè)計(jì)、安全和管理方面的技術(shù),可保證物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、連接和數(shù)據(jù)的安全性。

首先就標(biāo)準(zhǔn)方面而言,Arm正在積極推動(dòng)一個(gè)由其發(fā)起的Arm平臺(tái)安全體系結(jié)構(gòu)(PSA)全球認(rèn)證項(xiàng)目,旨在與更多生態(tài)體系內(nèi)的品牌廠商、OEM、方案商合作,讓物聯(lián)網(wǎng)更加安全。

PSA認(rèn)證項(xiàng)目有三個(gè)認(rèn)證層級(jí):Level 1級(jí)別安全認(rèn)證可針對(duì)RTOS、OEM和芯片等供應(yīng)所有廠商,Level2、Level3級(jí)別的安全認(rèn)證是針對(duì)安全需要較高的芯片廠商。

其次就平臺(tái)安全而言,Pelion物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)基于強(qiáng)大的安全框架,內(nèi)置安全功能,減少設(shè)備漏洞,有能力確保數(shù)據(jù)從設(shè)備到平臺(tái)的傳輸安全。

復(fù)制成功,走持續(xù)創(chuàng)新的發(fā)展之路

目前,基于Pelion 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理平臺(tái)的“智能電表解決方案”已經(jīng)在韓國(guó)、新加坡等國(guó)家和地區(qū)樹立了典型,并汲取了眾多相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

在韓國(guó),Pelion幫助韓國(guó)唯一的能源提供商韓國(guó)電力公社(KEPCO),實(shí)現(xiàn)了從一家能源提供商向一家能源平臺(tái)和服務(wù)商的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

Pelion提供的安全管理設(shè)備產(chǎn)品和方案,包括設(shè)備初次加載啟用、監(jiān)控、更新,甚至包括產(chǎn)品生命周期結(jié)束時(shí)設(shè)備下線。在線(OTA)升級(jí)可以讓工程師遠(yuǎn)程管理額外的安全補(bǔ)丁和新增功能而無(wú)需前往現(xiàn)場(chǎng)提供支持;Pelion設(shè)備管理平臺(tái)可以管理可顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)與計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù),并實(shí)時(shí)把數(shù)據(jù)接力回傳至KEPCO,隨后KEPCO將從API接口獲取分析洞察提供給其合作伙伴,同時(shí)將賬單發(fā)送給客戶,實(shí)現(xiàn)精細(xì)化運(yùn)營(yíng)。

在新加坡,Pelion與新加坡的能源設(shè)備與解決方案提供商EDMI合作,聯(lián)手一同簡(jiǎn)化并加快了各種聯(lián)網(wǎng)智能儀表以及AMI解決方案的安全部署。EDMI將Pelion物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與Mbed OS(PSA Certified)整合到智能儀表解決方案中,進(jìn)一步擴(kuò)展已部署在全球各地的數(shù)百萬(wàn)個(gè)端點(diǎn),實(shí)現(xiàn)安全的設(shè)備連接、管理、固件升級(jí),并為未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)公共設(shè)施的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

在未來(lái),作為全球物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)中重要的一份子,Pelion勢(shì)必還要將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到逐步推動(dòng)公共事業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過(guò)程中,以加快技術(shù)融合、生態(tài)融合和創(chuàng)新融合的步伐,助力全球公共事業(yè)行業(yè)數(shù)字化大變革。