华为物联网行业应用于解决方案之智慧园区&智能电网解决方案介绍

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菜鸟级攻城狮 发表于 2021/11/09 15:33:32 2021/11/09
【摘要】 物联网技术发展沿革至今,其影响已渗入社会生产生活的方方面面。小至智慧家庭,大至智慧城市,其中无不涉及物联网相关技术。

智慧园区解决方案

首先在管理和运营方面,大部分的传统园区都是以大规模的人工管理为主,但是人工管理普遍存在一个问题,就是效率相对较低,管理粗放,并且还容易出错。同时人工监管难免出现疏漏,可能会有外人混入其中。由于传统的园区都是人工管理为主,需要大量人力去处理一些繁琐的事情,导致运营的成本上升。所以这些问题就使得园区主动的想去进行变革,往一个更加智能的方向去进行改变,以此来提升效率,降低成本。

传统园区面临的挑战

  • 园区运营低效

园区运营管理手段粗放,管理层级多,以人治为主,经验传承不足,缺乏完善的、端到端的IT系统支撑园区运营管理。

  • 安全风险上升

随着园区扩大,人车物量剧增,原有的人车物出入管控体系临挑战;全球安全形势堪忧,安全事件有向园区渗透趋势。

  • 员工体验感差

园区服务水平低,管理复杂、流程繁琐、人工干扰多,员工体验差,归属感差,可能影响员工工作效率。

  • 缺乏感知

智能应用较少,哑终端多,缺少有效的感知,需要大量人力进行分析处理;大量传感器存在漏报和误报问题,无法真实感知现场。

  • 运营成本上升

水、电、气等能耗产品的价格持续上升,同时园区能源管理粗犷,浪费严重;全球性的人力成本持续升高,都导致园区日常运营成本持续上升。

  • 互联网思维渗透

互联网思维逐渐向传统的园区管理行业渗透,行业面临被颠覆,如果自己不革命,就会被互联网企业革命。

接下来我们来盘点园区遇到的一些常见问题,首先是安全、安防方面,传统园区安防是人工管理,所以就可能出现不法分子主动绕开安保人员入园的情况,安保人员只能被动地去响应这些突发情况,往往是事后回溯,风险较大。同时在园区中还会存在访客管理的问题,就华为公司的规章制度来进行举例,访客在到达园区后要登记领卡并且要等待员工去门岗迎接,这当中会耗费大量的时间。据统计,访客到达后,需等候华为员工接待,平均等候时间5分钟;一年待访客60万批次,全年耗费5万工时,即6300个工作日。每年约有3万车次访客车辆出入园区,平均手续办理和缴费时间10分钟。另外华为员工进公司忘记带卡时,需要做登记,这也会浪费很多的时间,这会导致员工全年会耗费7800个工作日的人工工时。所以急需智能化的管控手段,帮助公司节省相关人工成本。

另外园区管理还存在能源浪费的问题,因为在传统园区内照明、新风、空调系统均为物业同意管控。所以就经常会有人离开未关灯、关空调而导致这些能源浪费的问题。同样的还有阳面窗 帘采光的问题,白天如果以开灯的方式代替打开窗帘进行采光,这其实也是一种浪费行为。能耗的问题将近可以占到园区总的费用的 60%左右,能源这一部分的成本其实占了园区运营成本相当大一部分费用。


运营成本高昂-信息化配套设施、服务效能偏低,以“人治”为主

服务感知度低-“信息孤岛”,难以实现信息资源共享,对政府缺乏一览式监管和应急指挥手段,对民众缺乏智慧化服务手段

管理粗放-安防、物业等管理缺乏智能化手段,安全风险应对以被动响应为主

可以把上面提到的这些问题总结成几个问题:一个就是传统园区运营的成本非常高,其次的原因是传统园区管理方式以人工管理较多,没有非常完善的管理系统来对各个部分进行结合,所以员工对于服务的感知度很低。因为缺乏智能化的管理,所以都只能在出现问题后被动解决。

华为针对园区管理需求,设计了一个整体的解决方案。解决方案的架构被分为了三个部分,最底层的是在智慧园区内的各种各样的终端设备,它们会收集数据,并将数据通过网络传给管理平台,平台会把这些数据进行处理以及分析并且再上传到云端为用户提供服务。然后针对上文提出的问题,智慧园区解决方案一一做出了应对的应用。

人脸识别和视频检索--黑名单人员布控;受限人员阻止入园;视频分析

消防联动--事前智能预警;事中系统联动、一键处置;事后智能分析

周界联动--视频辅助告警确认;系统联动处置

首先讲到的是安防的问题,智慧园区可以在人员入园时就对他们的身份进行识别,并将身份数据与公安部门数据联网比对,如若发现人员为黑名单人员,系统将会阻止他们进入园区,将风险控制在园区之外。除此之外,在整个园区都会有不同的传感器对园区内的消防态势进行实时监控,例如某个区域的温度高过正常值的话,系统就会及时向监控中心发出预警,如若情况急速恶化,系统会直接联系消防部门进行处理,从而将损失降到最低。

针对访客管理问题,员工可以提前帮要进入园区的访客进行预约,之后的访客会收到一条短信验证码,在入园的时候将这个验证码出示给保安后领取一个临时的出入证就可以访问园区了。当然,在这一块其实还可以做到更好,如果能够在门口有进行人脸识别的闸机的话,相当于它既可以在安防方面确认身份,也可以在访客管理方面作为入园的凭证。这样子的话会更加的节约时间。

能耗管理

发电→配电一用电一管电绿色能源解决方案

能源的花费会占到总耗费的将近百分之六十,所以对于能源的控制是在管理园区当中比较重要一块内容:在这一方面的解决方案被分为了四个部分,发电,配电,用电和管电。在智慧园区当中,除了使用市电之外,还会使用光伏发电来为节省一部分的电能消耗,这种方式不仅节约成本而且绿色环保。在电力分配方面会使用不间断电源 UPS 来做到削峰填谷以此来降低电力消耗的成本。在用电方面,会使用传感器对一系列环境数据进行监控。比方说首先可以检测室内是否有人,如果有人再开灯和空调,其次,可以对温湿度进行检测并对应地开空调来对温湿度进行控制。与此同时,可以使用智能抄表来对整体的能源使用情况有一个非常清楚的认识并进行管控。最后是管电的方面,因为将所有的数据都上传到了大数据平台并且对这些数据进行了分析,所以可以设计出合理的方案对能源进行管控,以此来提高能源的利用率以及降低运维成本。


智能电网解决方案

在讲智慧电网之前,先来简单地了解一下电的产生到使用的整一流程。从电厂把电生产出来到每个用户用到电总共分为六个步骤:首先是发电,发电就是电能的生产,现在主要的发电站有火电站、核电站、水电站等等;后面的变电就是为了传输做准备,对电压进行升高或者是降低,大家也看到了,电压越高,传输损耗越小。所以会在输电之前把将电压升高来降低传输损耗,后面当将电传输到每家每户之前,会再经过一次变电将电压降下来。中国的标准交流电压是220V,在有些国家是110V。但在变电和输电的时候,这些电压都是千伏级。所以在使用之前,会先变电,然后再通过配电系统将电力分配到每家每户或者是各个工厂,用户得以使用电能。所以电力系统的整个流程就是发电、变电、输电、变电、配电、用电六个步骤

为什么要构建智慧电网?

了解了整个流程之后,需要来介绍一下电力公司要构建智慧电网的原因,也就是现在电力公司遇到的困难和痛点。这些问题国内可能比较少,因为我国电力公司在这方面做得还是相当不错的。电网存在问题较多的主要是国外的发展中国家,比如非洲国家、拉美国家的电力公司遇到的就比较多。

首先是线损比较高,日本、韩国等国家他们的线损率早在12年的时候就已经降到了4%-5%,中国、美国等国土比较大的国家已经能将线损率控制到7%-8%了,但是非洲、拉美的一些国家的线损率在18%甚至是20%。这说明什么?说明这些国家的电力公司光是在这方面就比国家少赚了10%甚至更多的钱利润。

其次就是抄表成本以及抄表周期的问题,非洲、拉美国家的电力公司抄表主要还是以人力抄表为主,人力的成本高并且还容易出错。

之后还有负载均衡的问题,众所周知,电力的储存成本较高,现在世界上还没有研究出一种方式能够大规模低成本地储存电能,如果电被生产出来但是没有用掉的话,这部分电能就被白白浪费掉了。因而如果不能对地区的用电量和发电量进行准确地估算的话,就很容易造成电力资源的浪费。

传统电网特点:

  • 同时性

发电,传输,消费同时进行发电不能被打断,电能不能够存储

  • 随机性

电网状态变化迅速,需要监控变化状态和突发事件

  • 整体性

整个电网各部分是一个统一整体,任何一个部分出现问题都会影响全局

  • 安全性

电网安全关系到国家安全,电力自动化和信息化可以增强电网安全系数

  • 刚性系统

不支持大规模间歇性电源与分布式电源接入,电源的接入与退出、传输等缺乏弹性

  • 发电和用电区域不均衡

发电主要集中在西北地区。

用电主要集中在中、东以及沿海地区,需要远距离高压输电运输电能

不同国家地区的电网发展不均衡,不同国家地区的电力公司的诉求也是各不相同。例如上图所说,非洲和拉美地区的国家,因为他们的基础设施建设并没有像中国、北美、欧洲国家那样完善,所以他们可能更多的还是会想要先完善电网基础设施建设,缩短电费回收的周期以及降低线损。对于中、欧、美国家来讲,他们的基建已经做得很好了,所以他们想要的是能够让电网更加安全,减少停电事故并且能在发生停电后及时恢复。同时需要做到负载均衡,电力公司希望能够对用电量进行准确合理的估算,进而指导电厂发电。除此之外,对于所有地区的电力公司来说,提升客户的满意度,给用户提出建议和详细的用电情况这是他们都想做到的。

智能电网和传统电网之间比较大的区别就是智能电网建立了发电和用电之间的双向信息流。在传统电网,配电中心和用户之间只有实际的电能的传递,并没有信息的交互。在智能电网当中就要改变这样的状况,在配电和用户之间除了有电能的传递之外,还要有信息数据的互通。除此之外,智能电网的调度中心同样也是向智能化的实时调度演进,实时地对输电流程的各个部分进行调配,以此来做到一个智能化的电网。在这样一个智能的电网基础上,会接入新能源以及新业务,例如在发电端加入太阳能、风能等清洁能源,在用电端加入了充电桩、电动汽车等等新的业务,来构建一张清洁的电网。在这样一张智能电网的基础上,演进成全球性的能源互联网。火力发电等这些不可再生的发电产业会逐步地被可再生能源的发电所替换掉,并且在这样一张网络当中,会实现全球的能源数据互通,全球共用一张网络,就如同现在的互联网一样,以此来获得资源利用的最大化。

智能电网解决方案:AMI

1、AMI是一套包括智能电表、先进通讯网络、采集器与集中器、后台软件的完整的系统,它能够利用双向通信系统来记录用户详细负荷信息,定时和即时获得用户带有时标的多种计量值,支持远程设置、接通或断开、双向计量、定时或随机计量读取,连接用户并为其提供电网范围内的能观性,与用户建立紧密联系。

2、整个AMI体系包括硬件设备、软件、通信网络、用户界面、DCP&UMS和应用层系统。系统可以分担一部分人工应答机制,自动收集并且发送信息给用户。系统改变了用户正常的消费模式,透明的展现各项用电信息。用户可以根据信息合理的安排消费,避免不必要的浪费,同时对供应商而言,定价消费可以限制不断增长的高峰用量,削峰平谷。

3、AMI主要组件包括:上层应用系统、采集系统、终端、通信网络。

目前电网还在逐步往智能电网的方向演进,所以华为对于智能电网的解决方案叫做AMI AMI就是智能抄表业务。智能抄表这样一项业务可以有效地解决刚才所说的电力公司的部分痛点,通过智能抄表的方式替代人力抄表,不仅提高了抄表的效率,提高了抄表的准确性,还降低了抄表的成本。除此之外,通过智能抄表传回的准确的数据可以对各个地区的用电情况甚至是每家每户的用电情况做一个简单的估测,并对之后的发电量进行有目的性的安排,也可以对用户的用电情况进行分析,并给他们节电的解决方案。同时为了构建全连接的电网,除了要运输电流之外,还需要有数据流的传输。这里的全连接电网的意思就是会将底下所有电力运输过程当中使用到的设备进行统一的管理,并将这些设备所产生的数据上传到云端,并由云端统一对整个电力系统的运作进行调度。并在生产、管理和营销上使用不同的新技术来对电网进行管理,以此来打造一个高安全、低时延、广覆盖、低功耗和海量连接的全连接电网。

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