浅析EC-IoT在行业中的成功应用

摘要

本章主要介绍EC-IoT在行业中的成功应用，包括智慧充电桩、智慧用能、物联杆站和泛在电力物联网。

智慧充电桩

客户痛点电动汽车充电桩是当前热点话题，也是国家新基建的重要内容。借助新基建带来的发展机遇，充电桩的数量将有望实现快速增长。据有关数据统计，未来几年充电桩保有量将达500万，随着这些充电桩大规模接入电网，电动汽车充电将对电网业务产生不可忽视的影响：

在企业和居民用电高峰期，若不对电动汽车充电进行有序引导，将导致变压器超容等现象，威胁电网的安全稳定运行。

运维效率低：充电桩设备故障率高、互联互通性差，无统一网管，海量终端难管理；出现故障需上站进行故障诊断和应用升级。

基于EC-IoT的智慧充电桩

为了应对充电桩带来的挑战，推出基于EC-IoT架构的智慧充电桩方案，架构如图1-1所示，融合边缘计算、有线无线通信等技术，实现充电桩基础设施的数据化转型，助力电动汽车基础设施迈向更智能、更简单、更高效的阶段。

云：Agile Controller-IoT作为物联网管理平台，具备广泛协议的南向接入能力，为各种终端设备提供接入和管理的功能，同时提供北向开放接口与充电桩运营管理平台配合，支撑行业客户灵活扩展、升级充电服务业务和各类增值服务业务。

管：各种传感器/终端采用PLC-IoT、以太网等有线无线通信技术，满足充电场站各类终端高可靠、低延时通信的接入需求；同时采用5G/LTE/3G无线回传网络或Internet专线回传网络，为充电场站远程智能化管理提供高可靠、大带宽的网络通道，保障业务的实时性和良好的用户体验。

边：边缘计算网关基于“硬件平台化、软件APP化”的设计理念，业务应用APP按需部署，合作伙伴可灵活开发和扩展有序充电、充电监控、视频联动等APP应用。同时，边缘计算网关还可与其他边缘智能模块协同，实现充电桩远程运维、充电场站智能化管理、负荷预测、故障智能分析功能。

端：末端传感器及各类物联终端通过各种接入方式接入边缘计算网关。

应用场景

电网用电负荷控制

如图1-2所示，边缘计算网关可实时采集配电变压器负荷，然后通过安装在边缘计算网关中的业务APP实现对充电模式的控制（直接充电、预约充电、限制充电、负载均衡等），防止配电变压器过载，智能调控充电/用电负荷，减少扩容。

充放电监控

边缘计算网关可以基于调度命令，按预定充放电控制策略，实现电动汽车与电网双向充放电控制，参与电网需求侧响应，实现削峰填谷。

停车位管理

边缘计算网关通过有线/无线接入多种传感器，利用边缘计算应用，实现车检器、智能地锁、车牌识别、充电桩启停的综合判断与控制，实现油车占位智能告警，充电车位自动管理。

智慧用能

客户痛点

综合能源服务是一种新型的、为满足终端用户多元化能源生产与消费的能源服务方式，涵盖能源规划设计、工程建设、多能源运营及投融资服务。随着物联网的快速发展，综合能源服务急需打造一套数字化平台以解决当前面对的问题：

能源设备接入场景多，环境复杂

电/水/气表、传感器等采集终端接入场景多，设备存在不同的接口和协议，管理难度大；能源现场环境复杂，改造施工难度大。

海量终端管理难，运维成本高

海量能源终端缺少统一的管理平台，缺乏远程管理手段，故障定位难，运维效率低下。基于EC-IoT的智慧用能基于EC-IoT架构的智慧用能物联网解决方案，如图1-3所示，融合边缘计算、有线无线通信等技术，智慧用能场景方案为电力企业打造全面开放的综合能源服务数字化平台，加速行业业务转型。

云：由平台层和应用层组成。

在平台层，智慧用能云平台由物联网平台Agile Controller-IoT、大数据组件等构成，采用云管理架构实现海量终端设备的全生命周期远程可视化管理，以及海量用能数据的分析和处理；Agile Controller-IoT通过开放的北向接口，与应用层各行业应用系统灵活对接。

管：即云边之间的通信网络层。智慧用能物联网关支持有线和无线两种通信方式，可以根据现场通信情况，进行灵活选择，匹配多应用场景。

边：即边缘计算层。基于边缘计算技术，重新定义能源网关设备，赋予设备智能大脑。智慧用能物联网关可像智能手机一样，功能由业务APP实现，可按需定制或加载，数据灵活共享，从而对接不同业务生态，实现一机多用，避免硬件系统的重复开发。

端：即采集终端层。轻量级采集终端和轻量级转换器采用PLC-IoT技术，网随电通，即插即用，通过普通的电力线实现数据通信，可满足园区、公共建筑、居民的接入需求，高效可靠地采集各种用能信息，为综合能源服务业务提供基础数据。

应用场景

电水气热冷全采集

通过各种仪表、传感器等终端，对电、水、气、热/冷等多种能源介质进行监测统计，并可导入天气、环境、产能、人流量等外部环境或生产数据。

实时监控

通过对能源及其相关系统的仪表、继保、传感器、自动控制设备等进行实时通信，建立起统一的监控管理中心，运用先进的数据处理与分析技术，处理能源系统的实时数据和控制操作，满足现场监测数据、控制指令高实时性和准确性的需求。发生故障时，通过监测画面，可及时找出出现故障的回路，方便用户及时跟踪处理现场情况。

物联杆站

客户痛点

随着全球智慧城市发展，大量新业务涌现，传统灯杆正在面临智慧化转型。当前城市中灯杆数量庞大，如果能有效利用电、网、杆资源优势，将有效提高城市管理效率，促进智慧城市发展。

传统灯杆场景面临以下挑战：

传统公共路灯照明费用高、维护费用高，故障难以及时处理。

路灯状态不可知，造成资源浪费。

海量路灯无法统一管理，管理维护成本高。

基于EC-IoT的物联杆站方案

基于EC-IoT架构、应用PLC-IoT技术的物联杆站解决方案，如图1-4所示，可直接复用路灯系统的电力线作为通信载体，同时使能智能照明策略，降低能源消耗。

应用层和管理层：主要包括城市路灯综合管理平台和敏捷控制器AgileController-IoT。城市路灯综合管理平台作为大脑，负责管理物联网终端及网络设备，智慧路灯系统的数据汇总、分析、转换、处理及呈现等功能。敏捷控制器Agile Controller-IoT北向开放，支持与城市路灯综合管理平台对接。

网络层：智慧路灯信息传输网络，负责把末端设备的各类信息安全可靠地传输给应用层，是应用层与终端层之间的信息通道。路灯控制网关支持宽带电力线载波技术PLC-IoT，复用电力线通信，构建一种点到多点通信、稳定可靠的有线智慧照明控制方式，避免了二次挖沟埋线，节约施工成本。

设备层：由多种硬件终端组成，是智慧路灯系统的基础。智慧路灯包括各种环境传感器、摄像头、信息发布、公共广播与紧急呼叫设备等。设备层负责采集各类信息，获取物质属性、环境状态等静态以及动态的信息，经过网络层传输、应用层决策，做出反馈与处理。

应用场景

基于时间、经纬度计划的光控调节，节能减排

用户可制定照明控制计划自动调节路灯的开关及亮度调节，实现按需照明，最大程度节省能源消耗，如在日落后行人、车辆较多时路灯亮度自动为100%；晚上行人、车辆较少时，亮度自动调节为50%。

海量路灯可视化管理，主动式维护

通过城市路灯综合管理平台可统一管理海量路灯，状态信息可视化，降低运维成本。

多杆合一，打造无处不在的联接

智慧灯杆集智慧照明、环境监测、信息发布等功能于一体，城市信息传感采集与公共服务一体化。

泛在电力物联网

客户痛点

随着新能源需求及业务的大量涌现，推动着传统电网向能源互联网演进，迫切需要实现台区的自动化和智能化，以应对配用电设备统一管理，以及分布式光伏、新能源汽车等新场景的出现。低压配电网作为供电服务的“最后一公里”，直接面向用户，同时低压配电网络在整个电网中多达480万个，连接着4亿多终端，网络拓扑复杂，迫切需要解决以下问题：

业务监管手段不足：供电的可靠性缺少自动化监控手段；供电质量不能全面管控。

业务决策缺乏数据支撑：无法预判业务故障；故障抢修缺少技术支撑。

运营效率有待提升：故障预判不及时，客户满意度低；终端设备接入困难，导致管理难度大。

基于EC-IoT的泛在电力物联网为了破解低压配电网遇到的困局，EC-IoT架构引入低压配电网络可实现营配物联网化。如图1-5所示，泛在电力物联网方案在“云-管-边-端”和传统配用电网结合，实现营配融合，统一管理，提升运营效率。

云：由配电自动化系统、电力营销系统及敏捷控制器AgileController-IoT构成。其中敏捷控制器采用华为自研基于SDN云化架构的Agile Controller-IoT控制器，配电自动化系统、电力营销系统由第三方厂家提供。各组件协同共同实现配电终端管理、设备在线监测、停电抢修、资产管理、大数据等业务功能。

其中，AgileController-IoT控制器北向开放，通过开放接口与配电自动化系统、电力营销系统对接，实现信息共享，为泛在电力物联网应用提供信息处理、计算等通用基础服务资源调用接口，实现海量设备管理、联接管理、计算管理和应用管理。

管：通信管道，分为广域通信管道及本地通信管道。

广域通信管道主要用于云端与边侧的数据通信，包括以太通信网络和无线通信网络；本地通信管道主要用于终端侧与边侧的通信，主要包括华为PLC-IoT、RFMesh等通信技术。

边：边侧以采用边缘计算架构的台区智能融合终端为核心，通过管侧的广域网、本地网的多种通讯方式，实现端侧设备的信息传递。

台区智能融合终端以APP方式提供低压配用电设备信息精准管控、精益化运维、电能质量运行指标分析等服务，提升区域能源管理能力，满足分布式能源接入、多元化负荷管控等需求，实现配电业务的灵活、快速部署；依托台区就地化决策和云端协同机制，助推低压配电网由被动管理向主动管理模式变革，提升台区精益化管理水平。

端：低压配电侧设备智能化，采用智能化核心通信模块，实现智能终端设备与边缘计算网关的通信。

华为提供智能化核心通信模块，同时开放接口供第三方厂商进行低压设备的二次集成，支持标准的PLC/RF通信技术，同时内置IPv6协议栈，满足各种通信业务。华为提供标准化的模块管理，减少了设备的硬件差异，有利于构建智能化的低压侧设备生态。

应用场景

低压侧故障预警&停电实时告警

− 根据低压配电网络拓扑结构，采用回路阻抗测量原理，可以预判出低压供电线路老化或潜在隐患。− 通过低压开关的开/合状态、电压/电流、有功/无功、告警事件等进行监测，自动完成居民用户停电、分支停电、台区停电研判，并将结果实时上报配电自动化主站。

实现故障主动精准抢修，提升客户满意度

实时获取用户停电信息；主动感知低压开关跳闸故障；自动完成故障预判，缩短平均故障恢复时间。

海量低压终端高效管理

泛在电力物联网支持多种不同协议的工业设备接入配电网络，实现海量终端的高效管理。

编辑：jq