电力物联网平台架构可分为“云、管、边、端”四个层面。“云”是指物联网平台云，“管” 则是指有线/无线通讯方式，“边”是指边缘计算，“端”则涵盖了智能传感、智能穿戴设备、监 控监测等智能设备。通过这四个层面建设，可让电力行业的任何时间、地点、人、物之间实现 信息连接和交互，产生共享数据，从而为用户、电网、发电和政府社会服务。
在边缘层，智能网关将大量部署。例如，南方电网数字电网研究院研制开发的配电智能网 关是在满足国家及南方电网电力系统信息安全规范的前提下，集成路由 交换机功能 智能网 关 交流采样 智能蓝牙等多种功能和新技术的新型配电智能网关。新型配电智能网关定位于 低压配电物联网核心，采用平台化硬件设计和边缘计算架构，支持就地化数据存储与决策分析， 可实现配电网的智能管理。
3.2 智慧电力运维与监测
提高电力运维与监测的效率与质量，保障电网安全运行是新型电力系统下的必然要求。 新型电力系统涵盖了大容量集中式发电厂，以及大量分布式电源和可再生能源，电网更加复杂， 且风能、太阳能等具有间歇性和波动性的能源大规模并网将会给现有电网的电能质量和安全 运行造成一定压力，提高电力运维与监测的效率与质量是必然要求。
南方电网“十四五”规划再重点提及输、配电侧的智能巡检、设备监控运维。《南方电网 “十四五”电网发展规划》提出了在智能输、配、用电建设方面的目标。在智能输电建设方面， 南方电网将加快提升输电智能化水平，推进输电线路智能巡视和智能变电站建设。到 2025 年， 35 千伏及以上线路实现无人机智能巡检全覆盖。在智能配电建设方面，南方电网将全面推进 以故障自愈为方向的配电自动化建设，有效实现配网状态检测、故障快速定位、故障自动隔离 和网络重构自愈，着重“数字化、智能化”，推进“智能配电站/开关站/台区建设”，推进一二 次融合设备、智能巡检、设备监控运维等。在智能用电方面，南方电网将推进终端电气化提升， 推进综合能源服务，提出“变电站、充换电站、储能站、数据中心、5G 基站等多站合一，到 2025 年力争多站融合变电站达 100 座，打造智慧能源示范区”。
用户侧变电站属于低压用电范围，传统管理办法是依靠电工 24 小时值守，用人工来盯守 巡视，发现异常情况会通知运维人员检修，这种方法效率低、投入值守成本不少、安全性能不 高。智慧电力运维实现了电力设备运行的 7*24 小时实时监控无死角；实现对电力设备健康状 态的智能化分析与预测，及时发现安全隐患，有计划安排处理，保障设备运行更安全；利用大 数据分析技术，减少了对现场人员的依赖，降低了对维护人员的技术能力要求，降低生产成本。
（四）价值拓展：能源服务、交易平台、运营场景落地
4.1 能源服务：企业和家庭能源管理服务
能源管理服务主要包括家庭能源管理(HEMS)、企业能源管理、区域和城市能源管理，通 过先进的信息通信技术手段，合理有效地利用水、电、油、气、光、风、储能等多种能源。通 过能源管理服务，为政府和企业用户提供覆盖碳排放监测与管理、碳排放数据分析、碳资产管 理等全链条数字化服务，还有助于家庭和个人实时了解和管理能耗情况，提高家庭用能效率， 此外，在能源服务中，还伴随着相关数据服务，挖掘能效管理的大数据，为社会和区域等更大范围的能源管理提供信息支撑。
家庭能源管理系统是能源互联网在居民侧的延伸。在传统能源系统下，家庭用户是能源的 消费者，被动参与能源系统的运行，而在新型电力系统下，家庭将集发电端和用电端于一体， 主动参与到能源系统中，发电站和家庭用户的关系也不再是一对多，而是多对多的关系，用户 和发电站将协同工作，实现电网智慧化发展。未来的家庭能源管理系统，有望在各种电力设备、 家用电器中植入智能芯片，运用“互联网 ”、大数据、云计算等新技术，采集用电设备的相关 信息，例如功率、负荷、用电量等，并形成信息互联网，各个家庭可以随时了解和管理家用电 器，从而提高家庭用能效率，实现节能减排和低碳环保。电网和用户之间将形成双向的能量流， 家庭用户不仅可以消费来自电网的电能，而且可以将本地分布式发电装置产生的多余电能售 给电网以获得相应的经济效益。
4.2 交易平台：碳交易、绿电交易
碳市场正式开启，发电行业全国先行。2011 年，按照“十二五”规划纲要关于“逐步建立 碳排放交易市场”的要求，中国在北京、天津、上海、重庆、湖北、广东及深圳 7 个省市启动 了碳排放权交易试点工作。2013 年起，7 个地方试点碳市场陆续开始上线交易，逐步摸索全国 碳市场建设，促进了试点省市企业温室气体减排。2017 年 12 月，经国务院同意，国家发展改 革委印发了《全国碳排放权交易市场建设方案（电力行业）》，中国碳排放交易体系总体设计完 成并正式启动。2020 年年底，生态环境部出台《碳排放权交易管理办法（试行）》，印发《2019- 2020 年全国碳排放权交易配额总量设定与分配实施方案（发电行业）》，正式启动全国碳市场 第一个履约周期。2021 年 7 月 16 日，全国碳市场正式开始并启动上线交易，发电行业成为首 个纳入全国碳市场的行业，纳入重点排放单位超过 2000 家。
碳交易促进能源结构转型，为电力企业创造新的利润点。通常来说，碳市场与电力市场参 与主体基本一致，电力交易与碳交易具有强的一致性，两者相互作用、相互影响。碳交易市场 运行后，碳价会与发电成本耦合，促进我国能源结构向新能源转型。1）从电源侧看：碳市场 抬高了火电企业高碳机组的发电成本，但可再生能源项目依靠配额交易提高了整体收入。2） 从电网侧看：火电机组成本上升可能提升其上网电价，电网企业也需要加快电力系统结构改造， 为可再生能源消纳提供有力保障。此外，全国碳市场运行有利于电网企业的业务拓展，电网企 业可以提供基础数据和平台支撑，还可以开展碳资产管理信息平台建设，探索碳资产核查服务、 碳资产金融服务等新业态，将碳资产业务和节能服务、配售电等新兴业务有机结合，形成企业 新的利润点。3）从用户侧看：尽管当前碳交易和电力交易对用户侧没有产生直接影响，但随 着未来以“碳普惠”为代表的用户侧节能减排机制不断推出，用户将逐步转变用能习惯，增加 分布式发电项目开发、低碳出行、有序用电等。
电力市场运营服务平台不断优化，为绿电交易提供强力支撑。随着绿色电力交易正式启 动，电力市场服务运营平台的需求进一步增加，能源互联网企业有望推出电力交易平台相关新 业务。在本次交易试点中，南瑞集团研发“e-交易”平台和新一代电力交易平台，成功支撑 14 个省、222 家市场主体开展绿电交易。此外，2021 年 9 月，四川电力交易平台新增准入市场主 体 286 家，截至 9 月底，四川电力交易平台共注册市场主体 16511 家，参与企业数量大幅增 加。
与此同时，国网信通旗下公司中电启明星承建的蒙东电力交易平台电子签章模块于 9 月中 旬正式上线，该平台基于区块链技术率先实现省内电力中长期交易及合同线上签约、线上鉴定 等应用功能，有利于解决电力交易互信等问题，进一步优化服务环境，为新形势下的电力交易 平台注入新动能。下阶段，中电启明星将全面推动电子签章技术的研究应用，挖掘第三方存证、 溯源、智能合约、司法鉴定等技术在新一代电力交易平台中的应用能力，以电力交易平台为依 托，灵活应用新技术，实现平台的支撑能力，对外提供优质高效服务，为以新能源为主体的新 型电力系统建设贡献力量。
4.3 运营场景：城市充电站、智慧园区
随着能源互联网加快推进，能源需求侧也逐渐孕育出了新的运营场景，其中城市充电站、 智慧园区较为典型。 充电桩产业向智能化发展，打造城市智能充电网。通过深度融合 5G、大数据、云计算、 人工智能、区块链和车联网等数字技术，充电桩作为数据接口可以实现大规模组网，打造“车 —桩—电网—互联网—增值业务”的智能充电网，扩展数据增值、充电安全、能源交易、电商 服务等多种商业模式，进而实现经济效益与社会效益的良性循环。充电桩在智能化方面的发展 主要体现在三个层面：一是功能层面：智能充电；二是管理层面：智能管理与运维；三是能源 互联网层面：智能大数据采集与边缘计算。
1）在智能充电层面：随着电动汽车充电时间要求越来越短，充电功率越来越大，充电桩 需要不断提升智能化的大功率充电技术和安全检测与保障技术。与此同时，大量电动汽车同时 充电产生的负荷波动叠加电网原有的负荷峰谷曲线，对电网造成了很大冲击和影响，因此充电 桩管控系统与电网调度信息系统需要相互联合，对充电桩侧充电和电网侧日常负荷进行大数 据计算，模拟和评估充电负荷曲线和电网日常负荷曲线，制定移峰平谷电价策略、调度管控策 略和智能有序的充电策略，满足车主充电需求的同时避免充电负荷曲线与电网负荷曲线峰谷 叠加。
