泛在電力物聯網實施策略研究

蔣洪亮 劉姝

摘要：隨著經濟發展和互聯網技術的進步，電力行業中智能電網和物聯網的融合成為電力系統發展的新趨勢，本文主要對泛在電力物聯網的實施策略進行分析和研究，以供參考。

關鍵詞：泛在電力物聯網;實施;策略

引言

隨著交直流輸電規模的迅速擴大，分布式發電設備接入類型與數量快速增加，導致電網復雜程度不斷提升，對傳統電網形態提出了挑戰。另一方面人工智能技術的發展也對電網功能和運行方式提出新的要求。因此，結合泛在物聯技術將現有電力系統建設成泛在電力物聯網是未來電力能源體系的發展趨勢，也是當前階段國家電網最緊迫、最重要的任務。

1 泛在電力物聯網概述

根據國網公司《泛在電力物聯網建設大綱》，“泛在物聯”是指任何時間、任何地點、任何人、任何物之間的信息連接和交互，將電力用戶及其設備、電網企業及其設備、發電企業及其設備、供應商及其設備，以及人和物連接起來，產生共享數據，為用戶、電網、發電、供應商和社會服務，為市場主體發展創造更大機遇。泛在電力物聯網分為感知層、網絡層、平臺層和應用層。先進的傳感器、控制和軟件應用程序，將能源生產端、傳輸端、消費端的數以億計的設備和系統連接起來，形成泛在電力物聯網的感知層;通過互聯網、衛星通信網等基礎網絡設施，完成來自感知層數據的接入和傳輸，形成泛在電力物聯網的網絡層;網絡內的信息資源通過計算整合成一個互聯互通的信息網絡平臺，解決數據存儲、檢索、使用、挖掘和安全隱私保護等問題，形成平臺層;通過整合電力企業生產數據、運營數據和管理數據，發現運營規律，挖掘潛在價值，形成應用層。

在能源結構轉型和低碳化發展的大勢之下，互聯網、大數據、物聯網等新技術的發展以及與能源行業的深度融合，將打破長久以來傳統能源體系封閉的壟斷結構，不同能源品種單獨規劃、設計、運行的傳統模式已經不能滿足終端用戶多元化能源生產和消費需求，新型綜合能源服務商新業態必將應運而生成為市場的主角。

2 泛在電力物聯網體系架構

2.1 感知延伸層

感知延伸層是泛在電力物聯網的基礎，由狀態感知和執行控制主體終端構成，其利用傳感技術、芯片化技術，實現對電力系統運行、用戶用能、市場交易及外界環境等基礎數據的監測、采集與感知，感知延伸層在向泛在電力物聯網云平臺上傳監測數據的同時，作為設備調度運行指令的末端執行單元，亦可接收云平臺及智能網關下發的操作指令信息，實現終端設備的自動響應。

2.2 網絡傳輸層網

絡傳輸層是感知延伸層與平臺應用層之間的數據傳輸通道，能夠將感知到的信息無障礙、高可靠性、高安全性地進行傳送？，實現更加廣泛的互聯功能。網絡傳輸層由本地通信網和遠程通信網部分組成，其中本地通信網是通過局域短距離通信技術，實現海量感知節點與邊緣計算節點之間的靈活、髙效、低功耗的就地通信;遠程通信網是依托移動網絡、衛星通信、LTE電力無線專網等廣域通信技術，支持邊緣計算節點與泛在物聯網云平臺之間的高可靠、低時延、差異化通信。

2.3 平臺應用層

平臺應用層，即泛在電力物聯網云平臺，是泛在電力物聯網的算力支撐平臺、數據融合平臺與應用開發平臺，其在采用云計算、大數據、人工智能等先進技術對海量感知數據進行融合、分析與管理的基礎上，根據業務需要搭建相關業務應用平臺，如系統運行控制云平臺、綜合能源服務云平臺、企業經營管理子平臺等，支撐智能用電管理、分布式能源交易等能源互聯網業務的實現。此外，發電企業、電網企業、用戶等主體也可通過開放共享的泛在電力物聯網云平臺實現數據共享與業務互動。

3 泛在電力物聯網實施策略

3.1 數據科學為電網運營提供支撐

構建數據驅動的公司發展戰略體系。基于內外部環境數據，以數據分析為基礎，制定可解讀、可量化、可執行、可分解的公司發展戰略體系，制定戰略執行過程評價體系，更好地服務公司戰略實現和經營決策。構建數據驅動的公司運營分析體系。通過數據貫通推進業務流程貫通，實現各環節信息高度互聯和數據共享，促進跨專業、跨部門的高效協同，實現效益效率的不斷提升。尤其在對外服務方面，通過泛在電力物聯網擴展設備狀態預警、售電量和負荷預測、新能源發電功率預測等應用，為政府提供宏觀經濟預測、節能減排政策制定、行業景氣指數分析、大數據征信等服務;在資產管理方面，通過物聯網技術實現設備自動識別記錄管理，與管理系統集成并進行信息同步;在檢修方面，通過將物聯網技術應用于電力設備智能化運檢，實時掌控關鍵設備的運行狀態，及時發現、快速診斷并消除故障隱患，快速隔離故障，實現自我恢復，使電網具有自適應和自愈能力，提高設備的可靠性和利用率。

3.2 加強網絡基礎設施建設

以全面支撐各種智能終端泛在接入為抓手，利用無線公網等多種通信資源，建設“有線+無線”“公網+專網”的泛在終端通信接入網。以武漢光谷試點5G無線公網為契機，探索能源電力基礎設施與政府機構、能源客戶、供應商、內部用戶的全時空泛在連接方式。開展省級電力光纖通信骨干網升級改造，推動信息通信老舊設備更新換代。完成營銷費控系統擴容和遷移工作，保證系統穩定運行。建成網絡安全分析室，推進S6000（網絡與信息安全監控預警平臺）應用，進一步提升網絡安全防護能力。

3.3 做好網絡安全防護工作

在網絡中使用的安全防護技術主要有加密技術、入侵檢測和保護機制以及認證技術。無線通訊技術，無線通訊技術是造成網絡安全問題的主要因素，也是現在重點研究的課題，通過各種認證協議對網絡安全中的漏洞進行檢測和填補，現在主要采用的RFID容易被破壞和竊取，對信息發展造成了不利的影響，甚至危及國家安全以及人民的利益，因此，其安全協議建議采用一種分布式數據庫環境的認證協議——分布式RFID詢問應答認證協議，此類協議目前沒有發現明顯的安全漏洞。而其他的LCAP協議或者是Hash-Lock協議等存在著一些問題或者是漏洞，要么無法適應分布式數據庫的計算環境，要么無法解決攻擊問題，或者只針對某一些身份進行驗證，相較之下這種分布式RFID詢問應答認證協議更為適合。對網絡進行檢測和保護需一起協同配合，才可以有效保障網絡的安全。主機的入侵檢測、網絡的入侵檢測以及組件的入侵檢測構成了整個入侵檢測技術，基于組件的入侵檢測技術是在不同的計算機上配置不同功能的組件，這些組件可以單獨工作，也可以相互協同工作，這樣分布式配置可以增加擴展性和安全性，也提高了檢測效率。使用分布式的檢測和防護手段是針對于此網絡的特點和安全性所提出的建議，在實施過程中應重點尋找和關注可靠節點。

4 結 語

泛在電力物聯網以電網為樞紐，發揮平臺和共享作用，為電力行業和更多市場主體發展創造機遇，提供價值服務。建設泛在電力物聯網是社會和科技發展的必然，必將推動電力行業的發展

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