泛在電力物聯網規劃與發展分析

馬慧靈

【摘??要】泛在電力物聯網即將物聯網、人工智能等現代化信息處理及通信技術應用到電力系統的各環節，實現電力系統各環節實時互聯、高效交互，且具有態勢感知能力強、信息處理速度快、應用便捷靈活等特征的智能化服務系統。鑒于此，本文對泛在電力物聯網規劃與發展進行分析，以供參考。

【關鍵詞】泛在電力物聯網;含義;架構;發展;建議

1引言

泛在電力物聯網的建設不是一蹴而就的，需要在探索實踐中不斷試錯來改善更新，這必將是一個漫長的過程，在培養用戶習慣、調整路徑依賴等非技術層面工作上尤其如此。因此，在傳統配電網向泛在電力物聯網過渡的過程中，秉承一致的發展原則與規范的技術標準對于整個電網的統籌規劃建設至關重要，只有這樣才能在技術上一脈相承、在用戶習慣上始終如一、在工程建設上精益高效，短期內規范產業積極向好發展，長期上確保與國網一號文精神高度一致，為智能堅強大電網建設保駕護航。

2泛在電力物聯網的含義

通俗來說，泛在電力物聯網的本質是一個物聯網。物聯網是把人與物、物與物相連的一張大網，如用手機控制家里的電視、空調、馬桶等就是物聯網的一種應用。電力物聯網是把電力系統里的各種設備、電力企業和用戶相連形成的一個網，而所謂的“泛在”就是“無所不包、無所不在”的意思。事實上，“泛在網”有能力做到發、輸、配、用等電力環節的全覆蓋，其在配用電側有更多的表現是因為發、輸電側的智能化水平比配用電成熟。相對發、輸環節而言，配用電環節的體量更大、影響更深、覆蓋范圍更廣，兩者之間類似人體的主動脈與毛細血管之間的關系。但就“泛在”的概念而言，打通電力這個商品的全壽命周期，運用技術手段實現能源生產、輸送、消費的安全性與經濟性，才是未來能源革命的方向。

3泛在電力物聯網業務特點

面向電力物聯網的傳統業務和新興業務，業務承載差異化需求明顯，表現在院安全等級差異大堯帶寬要求差異大堯接口類型差異大堯時延要求差異大。例如院精準負控堯配電自動化等，要求極低時延和高可靠性曰用電信息采集堯電力智能資產管理堯分布式能源管理等，要求提供多連接的承載通道，實現萬物互聯，為減少網絡阻塞瓶頸，需要大規模的機器類通信曰輸變電3D實景三維圖像傳輸堯超高清視頻監控堯云存取，需要承載網提供超大帶寬。與物聯網相對應的業務類型有院信息采集類院mMTC淵大規模機器通信冤曰控制類院uRLLC淵高可靠低時延通信冤曰視頻監控類院eMBB淵增強型移動寬帶冤曰數據中心業務院BB淵寬帶冤等。

4泛在電力物聯網建設戰略安排

泛在電力物聯網未來的建設節奏分為兩步：一是到2021年達到網絡的初步建成，實現業務數據的基本貫通，以及對物聯管理的統一;二是到2024年完成網絡的全面工作，全面實現數據的物聯運行與管理。全部建成后，泛在電力物聯網將會成為接入設備最多的物聯網生態圈。據有關研究統計預測：目前國網系統接入的終端設備超過了5.0億只（包括電表4.5億只、其他設備幾千萬臺）。根據國網規劃，2025年接入終端設備將超過10.0億只，2030年將達到20.0億只。2019年是我國電力信息化投資的元年，預計2019—2021年，國網在電力信息化上的投資將分別達到300億元、500億元、600億元，如此大規模的投資將會帶動整個產業的高速增長，每個環節都將迎來周期性的成長機會。同時，作為一種戰略驅動的能源革命，泛在電力物聯網也將引發電網裝備與規劃設計思路進行迭代更新。

5泛在電力物聯網應用分析

5.1網絡現狀及問題

現有的電力通信網組網結構，以SDH，OTN，PTN各自獨立組網，在省級骨干網采用MSTP+OTN/WDM的模式堯地市級骨干網采用SDH/MSTP/PTN的模式。獨立組網模式逐漸暴露弊端。首先，著眼于不同網絡層次的SDH網絡堯PTN網絡和OTN網絡往往由于供貨廠商不同堯建設期不同導致建設及運維成本高，調度和管理難度不斷增大曰另外，SDH和PTN網絡缺少承載大顆粒業務和大帶寬堯低成本堯長距離傳送能力，OTN網絡缺少帶寬靈活管理能力及L3VPN功能，三者在承載業務方面均有不足之處曰最后，SDH，OTN和PTN單獨組網使傳輸承載網結構及層次變得復雜，且占用了較多的機房空間堯電源及管線資源，不利于傳輸承載網的可持續性發展。

5.2應用場景

（1）基于VC的交叉，可實現毫秒級低時延，適合電力繼保業務和對實時性要求高的控制類業務傳輸。典型應用如電網調度自動化堯配電控制數據和命令的可靠傳輸。提升接入網絡應急保障，從而幫助建立新一代智慧調控系統，探索數據匯集分析在調控領域的應用，構建大型能源互聯系統全景認知，推動調控模式從生產調控向生產服務融合調控轉變。應用作業管控終端和視頻識別技術，實現作業現場智能管控。

（2）基于ODU交叉，實施對大容量業務的靈活調度。在電力信息網IP骨干網流量急劇增長的情況下，核心路由器面臨著巨大的處理與擴容壓力，POTN的L1或L2層實現中轉業務分流淵IPoffloading冤，可解決核心路由器的擴容壓力堯高成本等問題，針對未來核心路由器之間100GE高速互聯，POTN傳送的帶寬效率和可靠性提高，也為降低網絡的綜合成本提供幫助。典型應用如電力圖像監控堯數據通信網骨干鏈路等數據類業務的傳輸。推進POTN網絡應用，開展傳統大容量業務及新興業務接入，強化數據網業務接入，開展數據通信網方式調整和視頻監控堯機器人巡檢等大顆粒以太網業務承載等相關工作。

6總結與展望

電力通信網絡融合及扁平化是未來的發展趨勢，而加快推進泛在電力物聯網建設是當前國家電網最緊迫堯最重要的任務。為此迫切需要一種全業務統一承載堯統一管理的傳輸平臺。POTN兼具了SDH，OTN和PTN的主要功能特性，支持超大交叉容量淵超10T級冤堯業務無阻塞統一的自由調度堯SDH/OTN/ETH/SAN業務統一接入堯超大帶寬100G+速率演進，且能完成兩個或多個平面的功能，在不同的域內可能采用不同的網絡技術，或者在同一網絡域內具備多層網絡技術，具備多層堯多域的網絡管控功能，是傳統SDH和OTN產品適應分組化發展的演進方向，也是新一代大容量PTN設備的發展趨勢。泛在電力物聯網建設需要一張POTN，以增強電力通信網的骨干網健壯性堯延展接入網接入范圍堯強化泛在接入能力為目標，打造一個堅強堯安全堯可靠堯靈活堯泛在的一體化電力通信網絡。

結束語

互聯網技術與新能源技術將推動新一輪能源革命，智能電網與“互聯網+”技術相結合成為當前電氣工程領域研究的熱點]，興起了能源互聯網]和泛在電力物聯網（ubiquitouspowerInternetofThings，UPIoT）的概念，為智能電網建設拓展了更開闊的發展空間。其中，物聯網技術作為當前科技領域的熱點技術，在電力領域中的應用展示了充滿想象力的前景。

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（作者單位：廣西電網有限責任公司欽州供電局）