走進電力物聯(lián)網

李祥珍 歐清海

 

　　物聯(lián)網應用于智能電網是信息通信技術發(fā)展到一定階段的結果，其將有效整合通信基礎設施資源和電力系統(tǒng)基礎設施資源，提高電力系統(tǒng)信息化水平，改善電力系統(tǒng)現有基礎設施利用效率，為電網發(fā)、輸、變、配、用電等環(huán)節(jié)提供重要技術支撐。

　　電力物聯(lián)網融合了通信、信息、傳感、自動化等技術，在電力生產、輸送、消費、管理各環(huán)節(jié)，廣泛部署具有一定感知能力、計算能力和執(zhí)行能力的各種智能感知設備，采用基于IP的標準協(xié)議，通過電力信息通信網絡，實現信息安全可靠傳輸、協(xié)同處理、統(tǒng)一服務及應用集成，從而實現電網運行及企業(yè)管理全過程的全景全息感知、互聯(lián)互通及無縫整合。根據物聯(lián)網技術特點及智能電網發(fā)展要求，電力物聯(lián)網應具備如下5個基本特征：

　　全面感知：對電力生產、輸送、消費、管理各環(huán)節(jié)信息的全面智能識別，在信息采集、匯聚處理基礎上實現全過程、資產全壽命、客戶全方位感知。

　　IP互聯(lián)：傳感器之間、傳感器與應用系統(tǒng)之間通過電力物聯(lián)網標準化通信協(xié)議與通信網絡，實現信息有效傳遞與交互。

　　可靠傳輸：利用電力光纖、載波、無線專網、互聯(lián)網等，實現感知層和應用層之間的可靠信息傳遞。

　　智能處理：綜合運用高性能計算、人工智能、分布式數據庫等技術，進行數據存儲、數據挖掘、智能分析，支撐應用服務、信息呈現、客戶交互等業(yè)務功能。

　　IT融合：成為企業(yè)IT架構的延伸，完善補充企業(yè)IT架構，同時作為企業(yè)IT架構最重要的組成部分之一，與企業(yè)IT架構高度融合。

智能電網與物聯(lián)網

　　智能電網和物聯(lián)網是目前學界與業(yè)界的兩個研究熱點，兩者在內涵、特征、實現手段等方面有著非常緊密的聯(lián)系：

　　第一，智能電網作為物聯(lián)網的重要應用領域，可實現物聯(lián)網技術不同程度的應用。現有的調度自動化、調控一體化、用電信息數據采集等系統(tǒng)，都是不同形態(tài)的物聯(lián)網應用。第二，物聯(lián)網技術是智能電網的重要支撐技術，可以為智能電網帶來多方面價值，可全方位提高智能電網各個環(huán)節(jié)的信息感知深度和廣度，提升電力系統(tǒng)分析、預警、自愈及防范災害的能力，提升電網安全運行水平，實現智能電網“電力流、信息流、業(yè)務流”的高度融合，以及電力從生產到消費各環(huán)節(jié)的精細化管理，達到節(jié)能降耗、經濟高效的目的。第三，智能電網與物聯(lián)網的深度融合，可以帶動智能終端、智能傳感器、信息通信設備、電力芯片、軟件以及運行維護產業(yè)的發(fā)展。

　　雖然物聯(lián)網技術在智能電網中已有不同程度的應用，但電力物聯(lián)網還處在發(fā)展初期，存在諸多不足，主要體現在3個方面：

　　第一，部分場景監(jiān)測數據較少，對裝置及系統(tǒng)狀態(tài)、環(huán)境沒有形成全面感知，傳感器標準化、實用化水平有待提升。第二，已有應用系統(tǒng)通信方式及規(guī)約不統(tǒng)一，難以實現數據的規(guī)范化匯集、傳輸，建設模式不經濟，終端接入通信網絡未達到電力物聯(lián)網對通信能力及可靠性的要求。第三，已有應用系統(tǒng)按專業(yè)各自獨立建設，支撐數據分散，尚未形成統(tǒng)一數據服務和應用平臺。

       電力物聯(lián)網建設進展與前景

　　基于“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一組織、統(tǒng)一實施”的原則以及SG-ERP總體架構，國家電網公司電力物聯(lián)網建設集中了公司系統(tǒng)內電力物聯(lián)網核心攻關團隊及優(yōu)勢資源，進行規(guī)劃研究、標準制定、產品開發(fā)、產品驗證，并通過建立應用示范，逐步推廣物聯(lián)網應用，實現與智能電網的同步建設。

　　公司電力物聯(lián)網建設旨在深入研究電力物聯(lián)網內涵及電網應用特點的基礎上，制定電力物聯(lián)網發(fā)展規(guī)劃及研究框架，實現與智能電網同步建設、覆蓋公司供電范圍的全景全息電力物聯(lián)網，為“三集五大”體系建設提供支撐。

　　電力物聯(lián)網可以提供對電網基礎運行業(yè)務和企業(yè)現代化運營模式的全方位支撐，重點圍繞電力物聯(lián)網感知層、網絡層及應用層展開：感知層重點研究統(tǒng)一的信息模型，具體包括統(tǒng)一標識、統(tǒng)一語義、統(tǒng)一數據表達格式、安全防護等，形成相關標準規(guī)范，研發(fā)系列傳感器、傳感芯片、標準化通信模塊及信息格式轉換設備等。網絡層重點研究并制定統(tǒng)一通信規(guī)約，研發(fā)標準化通信芯片、無線通信裝置、骨干網通信裝置、標準化接入網關、網管系統(tǒng)等，引入多種融合通信技術，豐富通信手段，解決信息中遠距離可靠傳輸問題。應用層重點研究基于SG-ERP架構的物聯(lián)網統(tǒng)一數據模型，實現數據存儲管理及統(tǒng)一服務，開發(fā)電力物聯(lián)網綜合應用平臺，為現有業(yè)務系統(tǒng)及應用服務提供支撐。

　　近期，國網電力科學研究院物聯(lián)網技術中心牽頭申報了2013年國家科技重大專項課題“多業(yè)務環(huán)境下物聯(lián)網海量信息能力平臺架構、關鍵技術研究與試驗驗證”，2012年國家發(fā)改委物聯(lián)網技術研發(fā)和產業(yè)化專項課題“電力物聯(lián)網、傳感器通信裝置、芯片及處理系統(tǒng)研發(fā)及產業(yè)化”，以及發(fā)改委國家智能電網物聯(lián)網應用示范工程，為公司在電力物聯(lián)網關鍵技術研發(fā)及產業(yè)化領域奠定了基礎，有助于推進物聯(lián)網與智能電網同步建設、深度融合。

　　按照規(guī)劃，到2015年，電力物聯(lián)網核心技術研發(fā)與產業(yè)化、關鍵標準研究與制定、產業(yè)鏈條建立與完善、重大應用示范與推廣等將取得顯著成效，初步形成創(chuàng)新驅動、應用牽引、協(xié)同發(fā)展、多方共贏的電力物聯(lián)網產業(yè)發(fā)展格局。具體包括：

　　技術創(chuàng)新能力顯著增強。攻克一批電力物聯(lián)網核心關鍵技術，在感知、傳輸、處理、應用等技術領域取得重要研究成果；研究制定國家、行業(yè)和企業(yè)標準；推動公司電力物聯(lián)網研發(fā)運維中心、產業(yè)基地等創(chuàng)新載體建設，為形成持續(xù)創(chuàng)新奠定基礎。

　　初步完成產業(yè)體系構建。形成較為完善的電力物聯(lián)網產業(yè)鏈，培育和發(fā)展電力物聯(lián)網研發(fā)、生產、工程服務及運維骨干企業(yè)，初步形成門類齊全、布局合理、結構優(yōu)化的電力物聯(lián)網產業(yè)體系。

　　應用規(guī)模與水平顯著提升。廣泛應用于智能電網各環(huán)節(jié)，形成較為成熟的、可持續(xù)發(fā)展的、統(tǒng)一的電力物聯(lián)網建設及運營模式，實現電力物聯(lián)網與智能電網同步建設。全面開展電力物聯(lián)網綜合應用及公共服務平臺建設，實現智能電網與物聯(lián)網的全面融合。（作者單位：國網電力科學研究院物聯(lián)網技術中心）