基于“物聯(lián)網(wǎng)+共享農(nóng)灌用電”的鄉(xiāng)村用電服務(wù)新模式探索與實(shí)踐

■國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司蘭溪市供電公司 鮑成運(yùn) 楊 震

國(guó)網(wǎng)金華供電公司 張建曙

國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司蘭溪市供電公司 方 成 何 成

民以食為天，糧食安全是保證國(guó)家穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)，農(nóng)灌用電線路的供電可靠穩(wěn)定，是保障糧食安全的生命線，是推進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)電氣化的主要?jiǎng)恿ΑＴ谵r(nóng)村的大多數(shù)養(yǎng)殖戶(hù)、種植戶(hù)、生產(chǎn)戶(hù)均在偏遠(yuǎn)的地方，大部分是通過(guò)農(nóng)灌線路供電，用電量增加迅速。然而目前農(nóng)灌線路上農(nóng)戶(hù)用電復(fù)雜、電力設(shè)施相對(duì)落后、農(nóng)戶(hù)安全意識(shí)淡薄，導(dǎo)致安全事故頻發(fā)，成為電網(wǎng)企業(yè)迫切需要解決的難題。

農(nóng)灌用電管理現(xiàn)狀

農(nóng)村的第一、第二產(chǎn)業(yè)很多都在偏遠(yuǎn)的地方，主要通過(guò)農(nóng)灌線路供電。農(nóng)灌用電具有臨時(shí)性、短期性、面積廣、分布散等特性。為避免一戶(hù)多表、一桿多箱等資源浪費(fèi)、管理混亂情況，因此農(nóng)灌線路上的用電采用安裝關(guān)口表的方式進(jìn)行管理。即在農(nóng)灌線路的首段安裝關(guān)口表，在關(guān)口表后的線路上安裝用電開(kāi)關(guān)箱給用戶(hù)接電。根據(jù)供電公司與行政村協(xié)議，明確產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)在開(kāi)關(guān)箱的進(jìn)線開(kāi)關(guān)處。開(kāi)關(guān)箱分界點(diǎn)后的用電、收費(fèi)由行政村負(fù)責(zé)，供電公司統(tǒng)一向行政村收取電費(fèi)。目前，農(nóng)灌線路絕緣化改造基本完成，但是由于農(nóng)灌線路的客觀特性，依然存在較多問(wèn)題，導(dǎo)致鄉(xiāng)村振興“動(dòng)能”不足，是當(dāng)下需要迫切需要解決的難題。

主要存在的問(wèn)題

存在觸電安全隱患

農(nóng)戶(hù)安全意識(shí)薄弱。因農(nóng)灌用電具有臨時(shí)性，村民為圖方便，私拉亂接，有些甚至擅自強(qiáng)行撬開(kāi)關(guān)口表箱、開(kāi)關(guān)箱接電，導(dǎo)致人身觸電事故時(shí)有發(fā)生。農(nóng)戶(hù)用電設(shè)備剩余電流動(dòng)作保護(hù)器安裝率低。當(dāng)用戶(hù)用電設(shè)備漏電時(shí)，需要依靠上級(jí)漏電保護(hù)，當(dāng)漏電電流不大，加上農(nóng)灌線路散長(zhǎng)的特性，難以起到人身觸電保護(hù)作用，存在觸電風(fēng)險(xiǎn)。

農(nóng)戶(hù)用電不夠便捷

當(dāng)農(nóng)戶(hù)需要在農(nóng)灌線路開(kāi)關(guān)箱內(nèi)用電時(shí)，需要提前預(yù)約工作人員，到現(xiàn)場(chǎng)為用戶(hù)合上開(kāi)關(guān)箱內(nèi)的進(jìn)線開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致農(nóng)戶(hù)用電不便捷，不能隨到隨用。

農(nóng)灌電費(fèi)回收困難

農(nóng)忙時(shí)，為方便農(nóng)戶(hù)用電，農(nóng)灌線路開(kāi)關(guān)箱內(nèi)的進(jìn)線開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期閉合，所有的農(nóng)戶(hù)均可使用。且開(kāi)關(guān)箱內(nèi)沒(méi)有安裝計(jì)量設(shè)備，導(dǎo)致行政村很難準(zhǔn)確計(jì)算用電戶(hù)使用的電量，行政村存在較大墊資壓力。而有些資金緊張的行政村，以農(nóng)灌電費(fèi)收不回為由，拖欠電費(fèi)，導(dǎo)致供電企業(yè)電費(fèi)回收困難。

農(nóng)灌線路運(yùn)維較難

農(nóng)灌線路的智能化水平低，大部分線路較長(zhǎng)、范圍廣、地處偏遠(yuǎn)、巡視困難，發(fā)生漏電、絕緣損壞等問(wèn)題時(shí)，查找困難，運(yùn)維效率低下。

“物聯(lián)網(wǎng)+共享農(nóng)灌用電”新模式

基本內(nèi)涵

“物聯(lián)網(wǎng)＋共享農(nóng)灌用電”是在原有的農(nóng)灌線路管理模式下，運(yùn)用移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和共享思維進(jìn)行管理創(chuàng)新。通過(guò)安裝“共享用電智能設(shè)備”，建立云端智能共享用電終端管理系統(tǒng)，為農(nóng)戶(hù)提供“掃碼/刷卡－付費(fèi)－用電”一體化的安全、快速、便捷的共享用電服務(wù)新模式。即：多個(gè)用戶(hù)可以共享同一只用電箱，附近的農(nóng)戶(hù)可以通過(guò)掃碼/刷卡方式直接用電，即用即付。同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控、預(yù)警保護(hù)、故障定位、遠(yuǎn)程監(jiān)控等“數(shù)智化”精準(zhǔn)管理。

技術(shù)構(gòu)架

云端智能用電終端管理系統(tǒng)組成。（1）共享用電智能設(shè)備；（2）微信小程序管理端——管理人員使用；（3）微信小程序客戶(hù)端——用戶(hù)掃碼使用；（4）云服務(wù)器——智能供電插座終端管理系統(tǒng)；（5）網(wǎng)絡(luò)——采用4G cat1物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

主要技術(shù)。（1）多層級(jí)網(wǎng)格化權(quán)限管理：不同供電臺(tái)區(qū)、多個(gè)層級(jí)、多個(gè)網(wǎng)點(diǎn)監(jiān)管，可建立多個(gè)管理用戶(hù)，供電企業(yè)、村、管理員三方設(shè)置管理權(quán)限；系統(tǒng)容量大于等于10萬(wàn)個(gè)終端在線。（2）多種類(lèi)告警方式：可設(shè)置告警方式、告警區(qū)域、告警設(shè)備；建立智能化告警方式。（3）智能化遠(yuǎn)程控制：可通過(guò)手機(jī)App實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程停復(fù)電。（4）人性化定位導(dǎo)航：用電箱自動(dòng)傳送定位到系統(tǒng)中，工作人員可根據(jù)智能箱經(jīng)緯度自動(dòng)在地圖中定位所處的位置，查找故障點(diǎn)，并可進(jìn)行在線配置，不中斷。

圖1 系統(tǒng)組成

圖2 共享用電智能設(shè)備模塊

實(shí)現(xiàn)功能包括：共享用電智能設(shè)備分單相和三相2種，選配Wi-Fi模塊或4G模塊接入互聯(lián)網(wǎng)，配合加密技術(shù)和密鑰分發(fā)技術(shù)，基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，與云端進(jìn)行直連，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的智能供電插座進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控。管理系統(tǒng)包含了計(jì)費(fèi)收費(fèi)和運(yùn)營(yíng)管理的所有功能，包括：資源管理（臺(tái)區(qū)管理，用電箱管理，用戶(hù)管理，運(yùn)行監(jiān)測(cè)，異常監(jiān)測(cè)）；交易結(jié)算（價(jià)格策略、預(yù)收費(fèi)、賬單、營(yíng)收等相關(guān)報(bào)表）；用戶(hù)管理（用戶(hù)注冊(cè)、登錄，用戶(hù)賬戶(hù)、消息管理等）；用電服務(wù)（站點(diǎn)搜索，查看，地圖尋址，在線自助支付，用電結(jié)算，導(dǎo)航等）；微信小程序（掃碼用電，賬單支付等功能，智能供電插座小程序能方便快捷地進(jìn)行供電插座查找、定位、導(dǎo)航，輕松實(shí)現(xiàn)供電插座的啟停、預(yù)約，以及充值、付費(fèi)、查詢(xún)實(shí)時(shí)供電狀態(tài)和計(jì)費(fèi)等）；數(shù)據(jù)服務(wù)（數(shù)據(jù)采集，短信提醒，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和備份，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析等）。

用電流程。掃碼用電。用戶(hù)通過(guò)手機(jī)掃碼就能完成用電，用電結(jié)束及時(shí)結(jié)算電費(fèi)，方便快捷。

表1 共享用電智能設(shè)備基本功能

圖3 設(shè)計(jì)流程圖

用電前：用戶(hù)需下載“共享農(nóng)灌用電”微信小程序，完成實(shí)名認(rèn)證，并簽訂協(xié)議。

用電時(shí)：手機(jī)微信對(duì)準(zhǔn)插座二維碼掃碼→在小程序頁(yè)面上選擇用電智能開(kāi)關(guān)、輸入用電時(shí)間→系統(tǒng)算出費(fèi)用，用戶(hù)完成預(yù)支付→選擇開(kāi)始用電按鈕，用戶(hù)插線，開(kāi)始供電。

結(jié)束時(shí)：選擇結(jié)束用電按鈕→停止供電。定時(shí)時(shí)間到→停止供電；費(fèi)用用完→停止供電；用電結(jié)束后，多余費(fèi)用退回原賬戶(hù)。

刷卡用電。針對(duì)性服務(wù)農(nóng)村地區(qū)無(wú)智能手機(jī)的人群（如：老年人），使服務(wù)更加人性化。

用電前：憑身份證到行政村辦卡，提前充值，且綁定家屬微信號(hào)，簽訂協(xié)議。

用電時(shí)：靠近插座刷卡→插座供電燈亮→用戶(hù)插線，開(kāi)始供電。

結(jié)束時(shí)：用戶(hù)拔出插頭→停止供電→系統(tǒng)自動(dòng)結(jié)算并從儲(chǔ)值卡中扣款。（若儲(chǔ)值卡余額不足，則自動(dòng)斷電，同時(shí)用電管理員通知卡主充值）

本文采取了通過(guò)安裝“共享用電智能設(shè)備”，建立云端智能共享用電終端管理系統(tǒng)，創(chuàng)建集掃碼用電、刷卡用電、共享用電為一體的全新用電模式，有效解決當(dāng)前農(nóng)灌線路安全、產(chǎn)權(quán)、電費(fèi)、電價(jià)等長(zhǎng)期困擾供電企業(yè)的難題，為客戶(hù)提供“掃碼/刷卡－用電－付費(fèi)”一體化的安全、快速、便捷的農(nóng)灌共享用電服務(wù)。