解析泛在電力物聯網的關鍵技術研究與多場景應用

潘磊 林楠 張璐 潘建宏

一、背景

2019年國家電網公司“兩會”做出全面推進“三型兩網”建設，加快打造具有全球競爭力的世界一流能源互聯網企業的戰略部署，是網絡強國戰略的具體實踐，是落實中央部署、發揮央企帶頭作用的重要舉措，是適應內外部形勢和挑戰的必然要求。

當前，國家電網公司系統面臨三大挑戰：一是社會對電的依賴、要求供電可靠性更高，電網越來越復雜，接入設備類型和數量越來越多，電網形態發生變化，電網安全運行壓力加大；二是受電力市場開放、輸配電價降低、電量增長減速等因素影響，電網業務面臨日趨激烈的市場競爭，企業經營遇到瓶頸；三是互聯網經濟、數字經濟等社會經濟形態發生變化，通過平臺對接匹配供需雙方，打造多邊市場，對傳統售電業務帶來巨大挑戰。建設泛在電力物聯網為電網運行更安全、管理更精益、服務更優質開辟了一條新路，同時也可以充分發揮電網獨特優勢，開拓數字經濟這一巨大藍海市場，因此建設泛在電力物聯網是落實“三型兩網、世界一流”戰略目標的核心任務。

二、發展現狀

泛在電力物聯網是圍繞電力系統各環節，充分應用移動互聯、人工智能等現代信息技術、先進通信技術，實現電力系統各個環節萬物互聯、人機交互，具有狀態全面感知，信息高效處理，應用便捷靈活特征的智慧服務系統。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。泛在電力物聯網是物聯網在電力行業的具體表現形式和應用落地；不僅是技術的變革，更是管理思維的提升和管理理念的創新，對內重點是質效提升，對外重點是融通發展。

從技術角度看，物聯網應用要經歷三個發展階段：一是數據單向采集，二是“采集+集中控制”，三是“采集+集中控制+區域自治”，公司現階段屬于“采集+集中控制”。應用場景：智能交費是通過自動采集客戶電表實時數據，經測算后與客戶賬戶余額進行比對，再通過短信或電話的方式，提醒余額不足的客戶及時交費，同時對欠費客戶進行遠程自動停送電。是充分利用先進技術，實現自動抄表、自動扣費、動態查詢、預警提醒的一種新型的營銷管理模式，也是泛在電力物聯網應用的典型案例，其業務邏輯及工作成效如圖1所示。

三、建設框架

泛在物聯：是泛在電力物聯網總體框架中的最底層，主要由各類傳感器、業務終端、本地通信三大組件構成，是物聯網的核心和信息采集的關鍵部分，其功能為“感知”，即通過二維碼標簽和識讀器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS、傳感器、M2M終端、傳感器網關等傳感網絡獲取信息。泛在電力物聯網主要通過泛在物聯實現對電源側、電網側、用戶側、供應鏈相關信息的采集。

邊緣智能：在每一個現場設置一個邊緣智能模塊，實現對現場采集到的各類信息進行匯集、處理、反饋控制、通信、協調、自治等功能。一是統一數據結構及規約，實現前端數據共享；二是統一數據模型、架構及約束條件，實現邊緣計算能力共享；三是實現通信資源共享；四是通過邊端分離、邊管共用實現成本的降低和效率的提升。

物聯管理中心：物聯網連接數量快速增長，因此，需要建設物聯管理中心對數量龐大的物聯網設備進行管理。物聯管理中心主要由設備管理、接入管理、應用管理、數據處理及安全監測幾大組件構成。近期的主要建設任務是統籌各領域泛在物聯和深度感知需求，結合應用場景，推進電網側各類終端標準化接入，拓展客戶側用能設備、供應商生產線設備試點接入，實現對終端的安全監測。

企業中臺：堅持“業務驅動、迭代完善、問題導向、急用先行”的原則，以企業級共享服務為核心，逐步沉淀共性業務和數據服務能力，打造企業中臺，包括業務中臺和數據中臺。在業務中臺方面，以業務為導向，實現公司各版塊客戶資源及電網資源整合以及共享業務服務構建，優先建設電網資源業務中臺和客戶服務業務中臺，后期逐步視情況拓展賬務結算等業務共享服務；在數據中臺方面，以需求為導向，基于統一數據模型，有針對性地按需開展數據接入與整合，逐步實現電網、產業、金融、國際化等各版塊數據融通，實現人員、組織、客戶、供應商等主數據共建共享，促進數據橫向跨專業共享、縱向跨層級按需獲取，提升數據價值挖掘支撐能力。數據中臺分為貼源層、共享層和分析層。

對內、外業務：對內業務主要包括營配貫通、多維精益管理、客戶服務、網上電網、電力交易、物資供應鏈等業務；對外業務主要包括智慧能源綜合服務平臺構建、綜合能源服務、多站融合、虛擬電廠、新能源云、資源運營、車聯網等業務。

能源生態：重點構建分布式光伏及新能源云服務、數據商業化服務、綜合能效服務、線上產業鏈金融、電動汽車服務、電工裝備服務、能源電商服務等七個生態圈。通過構建七大生態圈，有效匯聚各類資源，形成開放共享、合作共贏的能源互聯網服務生態圈，創新引領能源服務業務，帶動產業鏈上下游共同發展。

保障體系：主要包括標準規范、技術攻關、安全防護、運行維護、商業模式、運營機制、人才隊伍等。主要開展可信互聯、安全互動、智能防御相關技術的研究及應用，開展標準體系構建、知識產權布局、核心技術突破、運營機制優化、新業態新業務商業模式研究與應用等工作，為各類物聯網業務的開展提供安全服務與運維保障。

合作伙伴：主要包括監管/行業機構、上下游企業、金融/互聯網企業、高校/科研機構、配售電企業、中小微企業等。上述合作伙伴的感知設備可在滿足要求的前提下接入物聯管理中心，相關業務數據可匯集至企業中臺，公司通過對外業務的構建來實現價值共創，為合作伙伴賦能和提供服務。

四、建設思路

結合泛在電力物聯網總體框架，以及2019年建設目標和原則，明確大力發展新興業務、迭代打造企業中臺、協同推進智慧物聯、同步推進組織優化四個思路。

（一）大力發展新興業務

堅持頂層設計和基層首創相結合，按照“平臺+生態”的思路，以打造智慧能源綜合服務體系為抓手，統一對外業務門戶和入口，實現“引流+賦能”，積極構建能源互聯網生態圈，推動新興業務“百花齊放”，帶動產業鏈上下游共同發展。

（二）迭代打造企業中臺

以企業級共享服務為核心，逐步沉淀共性業務和數據服務能力，打造企業中臺，包括業務中臺和數據中臺。以業務為導向，優先建設電網資源業務中臺和客戶服務業務中臺；以需求為導向，基于統一數據模型，逐步建設數據中臺。

（三）協同推進智慧物聯

統一終端功能設計、接入標準和交互規范，研發部署物聯管理中心；推進輸變電、配用電、客戶側等源網荷儲各類型終端標準化接入、跨專業資源復用和統一物聯管理；應用人工智能和邊緣計算等新技術，實現區域自治、云邊協同和能力開放。

（四）同步推進組織優化

動態優化各層級組織機構，打造柔性組織，推動前端融合。優化管理體系，實現管理模式從“條塊化”向“共享化”轉變，向各級組織和業務賦能。優化新興業務和產業公司管理模式、市場化用工策略，加大人才引進力度，建立激勵措施。

五、結論

通過充分應用“大云物移智鏈”等現代信息技術、先進通信技術，可以實現電力系統各個環節萬物互聯、人機交互，大力提升數據自動采集、自動獲取、靈活應用能力，對內實現“數據一個源、電網一張圖、業務一條線”，“一網通辦、全程透明”，對外廣泛連接內外部、上下游資源和需求，打造能源互聯網生態圈，適應社會形態、打造行業生態、培育新興業態，支撐“三型兩網”世界一流能源互聯網企業建設。