尚唯斯智能科技有限公司致力于提供高效、创新的光伏发电和储能产品。EMQX 采用标准 MQTT 协议让我们可以无缝从 AWS IoT Core 实现迁移，从而降低了数据采集的成本。EMQX 稳定的数据传输能力使我们能够实时监控设备运行情况，并迅速结合运管管理系统，作出准确的决策来优化能源管理，从而保障我们产品的稳定性和高效性。通过其数据集成功能，我们能够快速集成 EMQX 到我们现有系统中，大幅节省了项目开发时间，全托管的 EMQX Platform 产品则进一步减少了我们的运维成本。我们期待继续与EMQ 合作，共同推动光伏能源行业的数字化转型。
—— 朱桃根 尚唯斯智能科技有限公司总经理
企业简介
尚唯斯（原德国 Sunways），于 1993 年成立于德国康斯坦茨，是一家专门从事研发、生产和销售光伏产品的科技型公司，产品和服务主要覆盖光伏并网逆变器、储能逆变器及电池、能源管理配件及能源运维管理系统等。公司自成立以来，专注产品研发、营销布局和客户服务，品牌在欧洲市场获得广泛声誉。
2018 年宁波尚唯斯智能科技有限公司成立，尚唯斯积极利用本地化生产的成本优势，加快布局国内业务网络，增加本地市场投入，逐步提升市场占比，将德国品质逆变器带给更多中国用户。
项目背景
随着全球可持续发展和清洁能源需求的增加，光伏发电作为能源产业的重要支柱，备受国家和行业的重视。2022 年国家能源局发布了《光伏电站开发建设管理办法》，进一步放宽市场准入条件，鼓励分布式光伏发电发展。这一政策不仅推动了光伏技术的发展，同时也为光伏发电下沉到家庭、场站级别创造了有利条件。
作为一家数字化新能源综合解决方案提供商，尚唯斯看到了分布式光伏发电市场的巨大潜力。凭借高效发电、安全可靠、智能运维的光伏解决方案，尚唯斯持续为居民和工商业领域用户提供着稳定、清洁的能源供应。
面对分布式光伏发电在实际应用中遇到的间歇性和波动性挑战，为了提升用户体验和服务效率，尚唯斯决定开发一套先进的能源运维管理系统 —— Sunways 监控系统。该系统旨在通过实时数据采集与分析，实现对光伏电站运行状态的有效监控、快速检查与智能管理，从而帮助用户提高能源利用效率，简化维护流程，快速响应需求，并确保系统的稳定可靠运行。
为此，尚唯斯采用了全托管物联网 MQTT 消息服务器 EMQX Platform 进行数据统一采集和上报，通过物联网、传感器等前沿信息技术，Sunways 监控系统能够无缝连接各类硬件设施，支持远程配置、固件更新等功能，极大地提升了系统的灵活性与响应速度，确保了整个光伏解决方案生态系统的先进性和竞争力。
项目技术挑战
在分布式光伏发电的应用过程中，生产商希望可以结合智能电表、通信模块以及丰富的传感器等，实时采集和远程管理电力生产和用户消耗情况，并在线监测智能电站的运行指标，实现快速检查、诊断和管理客户电站。而电网管理者则希望通过获取分布式光伏规模、电力系统负荷水平、灵活调节能力、电力设备容量等数据，建立相应的管理和预警机制，从而引导分布式光伏发电科学合理布局。
为同时满足两者不同的需求，尚唯斯在建设能源运维管理系统时需要面临以下技术难题：
海量数据难以整合：
一方面，光伏电站产生的数据量庞大，包括实时发电量、设备状态、环境参数等；另一方面，在整套电力系统中，涉及传感器、逆变器、储能系统等不同设备，数据格式和协议各异，增加了数据整合的复杂性。这对 SaaS 平台的数据解析和处理能力，以及使用成本提出了更高要求。
弱网环境实时性差：
光伏分布式电站接入的网络环境多样，弱网条件经常出现重连、数据丢包等现象，而在电站设备运行状态监控、故障监测与诊断、远程更新和配置操作以及智能调度中，数据传输与处理的实时性至关重要，这对数据采集的可靠性带来挑战。
数据处理需求复杂：
不同业务、不同角色的用户对数据处理的需求各异，常常涵盖电站设备状态、发电/用电数据管理、远程更新和配置操作、电力需求分析、能源监测、电力调度等多个方面，平台需要为各类业务应用提供灵活的数据处理能力，以满足不同场景下的数据处理需求。
解决方案
早先尚唯斯的产品与 AWS IoT Core 连接，随着设备数量的不断增长，数据采集的规模也随之扩大，在按量付费的计费模式下，消耗的成本显著增加。考虑到长期的发展，从 2024 年开始，尚唯斯开始从 AWS IoT Core 迁移设备到 EMQ 的全托管物联网 MQTT 消息服务器 EMQX Platform 上，由 EMQX Platform 承接设备连接与上下行数据，并将数据与现有的 Sunways 监控系统整合，确保迁移过程的平滑过渡。
EMQX Platform 为 Sunways 监控系统项目提供的关键技术与服务架构图如下：
成本可控的全托管服务：
EMQX Platform 提供了全托管服务以及 99.99% SLA 保障，采用按规格 + 使用消息流量计费方式，不需要增加额外的运维人力，在光伏发电设备使用量大的情况下具有更低的成本；
标准协议无缝迁移：
EMQX Platform 采用完全标准的 MQTT 协议，能够涵盖此前在 AWS IoT Core 上使用到的特性，通过更新固件的方式，实现设备的连接和迁移；
海量数据统一采集：
借助 EMQX Platform 平台能够统一接入电站设备，在弱网环境中也能全面采集各类传感器数据，包括来自逆变器、储能电池、智能电表中的数据。
灵活数据预处理：
基于 EMQX Platform 提供的规则引擎，为各类业务应用提供灵活的数据处理能力，包括数据筛选、数值计算，并快速对接现有的数据存储系统，以满足设备管理、能源监测、电力调度等不同场景下的数据处理需求。
保护数据安全：
Sunways 监控系统基于 EMQX Platform 提供的数据访问控制权限管理能力，为不同设备提供消息隔离，确保数据安全和操作安全。此外，EMQX Platform 还提供安全的 TLS 数据链路层加密协议接入，保证数据传输的安全性。
项目成果
通过与 EMQX Platform 的合作，尚维斯监控系统获得了多方面的收益：
1、多方面优化服务成本：
与 AWS IoT Core 相比，EMQX 在同样的资源下可以承载更多的业务需求，进一步优化成本。
首先，EMQX 提供了更灵活的部署方式（本地、云端、边缘），可以根据需求选择最优的部署方案。其次，EMQX 的高并发、分布式架构可以支持数百万甚至上亿台设备的连接，无需担心连接成本随设备数量增长而迅速增加。此外，EMQX 还支持多种类型的消息路由和负载均衡机制，使得系统在扩展时可以合理利用资源，节省硬件扩展和维护费用。
2、平台稳定性提升：
EMQX 采用了集群架构，可以实现消息系统的高可用性，即使部分节点出现故障，系统依然能够维持正常运行，减少停机时间，确保设备之间的通信稳定。同时，还具备 QoS 消息质量保证机制，确保消息在网络抖动或中断情况下也能可靠传输，提升系统稳定性，避免消息丢失或重复。
3、用户体验提升：
MQTT 协议支持轻量化的消息传输，使设备间的通信更加实时、低延迟。EMQX 提供了强大的规则引擎，用户可以通过简单配置实现复杂的数据处理和消息路由，降低了开发的复杂性，提升了开发效率。此外，除了 MQTT，EMQX 还支持 CoAP、WebSocket 等多种协议，可以灵活应对未来不同设备的需求，提升整体用户体验。
基于 EMQX Platform，尚唯斯监控系统能够快速集成设备管理平台，实现设备的远程监控、固件更新、实时数据采集等功能。随着项目的深入，未来还可以扩展新的 AIoT 应用，通过机器学习分析设备数据，提供更智能化的数据服务。