走進(jìn)電力物聯(lián)網(wǎng)

李祥珍 歐清海

 

　　物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于智能電網(wǎng)是信息通信技術(shù)發(fā)展到一定階段的結(jié)果，其將有效整合通信基礎(chǔ)設(shè)施資源和電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施資源，提高電力系統(tǒng)信息化水平，改善電力系統(tǒng)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施利用效率，為電網(wǎng)發(fā)、輸、變、配、用電等環(huán)節(jié)提供重要技術(shù)支撐。

　　電力物聯(lián)網(wǎng)融合了通信、信息、傳感、自動(dòng)化等技術(shù)，在電力生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)、管理各環(huán)節(jié)，廣泛部署具有一定感知能力、計(jì)算能力和執(zhí)行能力的各種智能感知設(shè)備，采用基于IP的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，通過(guò)電力信息通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息安全可靠傳輸、協(xié)同處理、統(tǒng)一服務(wù)及應(yīng)用集成，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行及企業(yè)管理全過(guò)程的全景全息感知、互聯(lián)互通及無(wú)縫整合。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn)及智能電網(wǎng)發(fā)展要求，電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)具備如下5個(gè)基本特征：

　　全面感知：對(duì)電力生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)、管理各環(huán)節(jié)信息的全面智能識(shí)別，在信息采集、匯聚處理基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)全過(guò)程、資產(chǎn)全壽命、客戶全方位感知。

　　IP互聯(lián)：傳感器之間、傳感器與應(yīng)用系統(tǒng)之間通過(guò)電力物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化通信協(xié)議與通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息有效傳遞與交互。

　　可靠傳輸：利用電力光纖、載波、無(wú)線專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等，實(shí)現(xiàn)感知層和應(yīng)用層之間的可靠信息傳遞。

　　智能處理：綜合運(yùn)用高性能計(jì)算、人工智能、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)挖掘、智能分析，支撐應(yīng)用服務(wù)、信息呈現(xiàn)、客戶交互等業(yè)務(wù)功能。

　　IT融合：成為企業(yè)IT架構(gòu)的延伸，完善補(bǔ)充企業(yè)IT架構(gòu)，同時(shí)作為企業(yè)IT架構(gòu)最重要的組成部分之一，與企業(yè)IT架構(gòu)高度融合。

智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)

　　智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)是目前學(xué)界與業(yè)界的兩個(gè)研究熱點(diǎn)，兩者在內(nèi)涵、特征、實(shí)現(xiàn)手段等方面有著非常緊密的聯(lián)系：

　　第一，智能電網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不同程度的應(yīng)用。現(xiàn)有的調(diào)度自動(dòng)化、調(diào)控一體化、用電信息數(shù)據(jù)采集等系統(tǒng)，都是不同形態(tài)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。第二，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智能電網(wǎng)的重要支撐技術(shù)，可以為智能電網(wǎng)帶來(lái)多方面價(jià)值，可全方位提高智能電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的信息感知深度和廣度，提升電力系統(tǒng)分析、預(yù)警、自愈及防范災(zāi)害的能力，提升電網(wǎng)安全運(yùn)行水平，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度融合，以及電力從生產(chǎn)到消費(fèi)各環(huán)節(jié)的精細(xì)化管理，達(dá)到節(jié)能降耗、經(jīng)濟(jì)高效的目的。第三，智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的深度融合，可以帶動(dòng)智能終端、智能傳感器、信息通信設(shè)備、電力芯片、軟件以及運(yùn)行維護(hù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中已有不同程度的應(yīng)用，但電力物聯(lián)網(wǎng)還處在發(fā)展初期，存在諸多不足，主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：

　　第一，部分場(chǎng)景監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)較少，對(duì)裝置及系統(tǒng)狀態(tài)、環(huán)境沒(méi)有形成全面感知，傳感器標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)用化水平有待提升。第二，已有應(yīng)用系統(tǒng)通信方式及規(guī)約不統(tǒng)一，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的規(guī)范化匯集、傳輸，建設(shè)模式不經(jīng)濟(jì)，終端接入通信網(wǎng)絡(luò)未達(dá)到電力物聯(lián)網(wǎng)對(duì)通信能力及可靠性的要求。第三，已有應(yīng)用系統(tǒng)按專業(yè)各自獨(dú)立建設(shè)，支撐數(shù)據(jù)分散，尚未形成統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務(wù)和應(yīng)用平臺(tái)。

       電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)進(jìn)展與前景

　　基于“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一組織、統(tǒng)一實(shí)施”的原則以及SG-ERP總體架構(gòu)，國(guó)家電網(wǎng)公司電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)集中了公司系統(tǒng)內(nèi)電力物聯(lián)網(wǎng)核心攻關(guān)團(tuán)隊(duì)及優(yōu)勢(shì)資源，進(jìn)行規(guī)劃研究、標(biāo)準(zhǔn)制定、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品驗(yàn)證，并通過(guò)建立應(yīng)用示范，逐步推廣物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)與智能電網(wǎng)的同步建設(shè)。

　　公司電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)旨在深入研究電力物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵及電網(wǎng)應(yīng)用特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，制定電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃及研究框架，實(shí)現(xiàn)與智能電網(wǎng)同步建設(shè)、覆蓋公司供電范圍的全景全息電力物聯(lián)網(wǎng)，為“三集五大”體系建設(shè)提供支撐。

　　電力物聯(lián)網(wǎng)可以提供對(duì)電網(wǎng)基礎(chǔ)運(yùn)行業(yè)務(wù)和企業(yè)現(xiàn)代化運(yùn)營(yíng)模式的全方位支撐，重點(diǎn)圍繞電力物聯(lián)網(wǎng)感知層、網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層展開(kāi)：感知層重點(diǎn)研究統(tǒng)一的信息模型，具體包括統(tǒng)一標(biāo)識(shí)、統(tǒng)一語(yǔ)義、統(tǒng)一數(shù)據(jù)表達(dá)格式、安全防護(hù)等，形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，研發(fā)系列傳感器、傳感芯片、標(biāo)準(zhǔn)化通信模塊及信息格式轉(zhuǎn)換設(shè)備等。網(wǎng)絡(luò)層重點(diǎn)研究并制定統(tǒng)一通信規(guī)約，研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化通信芯片、無(wú)線通信裝置、骨干網(wǎng)通信裝置、標(biāo)準(zhǔn)化接入網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)管系統(tǒng)等，引入多種融合通信技術(shù)，豐富通信手段，解決信息中遠(yuǎn)距離可靠傳輸問(wèn)題。應(yīng)用層重點(diǎn)研究基于SG-ERP架構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理及統(tǒng)一服務(wù)，開(kāi)發(fā)電力物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用平臺(tái)，為現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)及應(yīng)用服務(wù)提供支撐。

　　近期，國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中心牽頭申報(bào)了2013年國(guó)家科技重大專項(xiàng)課題“多業(yè)務(wù)環(huán)境下物聯(lián)網(wǎng)海量信息能力平臺(tái)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)研究與試驗(yàn)驗(yàn)證”，2012年國(guó)家發(fā)改委物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)課題“電力物聯(lián)網(wǎng)、傳感器通信裝置、芯片及處理系統(tǒng)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”，以及發(fā)改委國(guó)家智能電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程，為公司在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)，有助于推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)同步建設(shè)、深度融合。

　　按照規(guī)劃，到2015年，電力物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化、關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研究與制定、產(chǎn)業(yè)鏈條建立與完善、重大應(yīng)用示范與推廣等將取得顯著成效，初步形成創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、應(yīng)用牽引、協(xié)同發(fā)展、多方共贏的電力物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。具體包括：

　　技術(shù)創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)。攻克一批電力物聯(lián)網(wǎng)核心關(guān)鍵技術(shù)，在感知、傳輸、處理、應(yīng)用等技術(shù)領(lǐng)域取得重要研究成果；研究制定國(guó)家、行業(yè)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；推動(dòng)公司電力物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)運(yùn)維中心、產(chǎn)業(yè)基地等創(chuàng)新載體建設(shè)，為形成持續(xù)創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

　　初步完成產(chǎn)業(yè)體系構(gòu)建。形成較為完善的電力物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，培育和發(fā)展電力物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)、生產(chǎn)、工程服務(wù)及運(yùn)維骨干企業(yè)，初步形成門類齊全、布局合理、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的電力物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系。

　　應(yīng)用規(guī)模與水平顯著提升。廣泛應(yīng)用于智能電網(wǎng)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(wǎng)建設(shè)及運(yùn)營(yíng)模式，實(shí)現(xiàn)電力物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)同步建設(shè)。全面開(kāi)展電力物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用及公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的全面融合。（作者單位：國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中心）