劉偉

摘要：隨著電力創(chuàng)新發(fā)展進入新常態(tài)，智慧物聯(lián)體系建設(shè)在公司建設(shè)具有中國特色國際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)戰(zhàn)略思想中越來越重要。依附于配電臺區(qū)設(shè)備現(xiàn)狀和改造條件，選擇智能網(wǎng)關(guān)、低壓回路測控終端以及智能傳感裝置。構(gòu)建基于云平臺的、全新的系統(tǒng)架構(gòu)，包括應用層、平臺層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層，融合“云、大、物、移、智”等新技術(shù)，實現(xiàn)電網(wǎng)生產(chǎn)與管理各類終端及數(shù)據(jù)統(tǒng)一實時采集、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一共享，增加設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、電氣保護測控、視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控和安防監(jiān)控五大功能配置，實現(xiàn)設(shè)備物的感知、互聯(lián)、邊緣計算優(yōu)化和預測，進一步提升智能電網(wǎng)建設(shè)與運營水平，有力支撐公司用戶服務(wù)等業(yè)務(wù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智慧物聯(lián)體系;配電臺區(qū);目標架構(gòu);通信組網(wǎng)

1配電臺區(qū)建設(shè)現(xiàn)狀

呈貢區(qū)現(xiàn)有低壓配網(wǎng)巡檢、運維依賴于人工處理，缺少數(shù)字化監(jiān)測裝置、智能化應用系統(tǒng)，停電排查難度大、范圍廣，急需解決;呈貢供電局在低壓配電網(wǎng)應急搶修等大量人力物力的重復投入，部分問題仍未能從根本上解決，急需要通過智能配電臺區(qū)技術(shù)提高效率、降低人工成本，改善現(xiàn)狀問題。選取了昆明市呈貢區(qū)作為試點片區(qū);呈貢區(qū)作為昆明市未來發(fā)展的中心城區(qū)，現(xiàn)有低壓配網(wǎng)設(shè)備智能化配置水平整體較低、覆蓋面積小，不利于未來發(fā)展。依附于配電臺區(qū)設(shè)備現(xiàn)狀、改造條件和運行需求，按照低成本、高可靠、不停電、通用的改造原則，快速快速完成智能化改造建設(shè)。利用智能化的傳感器及數(shù)字化技術(shù)手段，實現(xiàn)臺區(qū)以及配電設(shè)備實施感知監(jiān)測、臺區(qū)治理智能分析診斷、隱患提前預警、故障快速定位、輔助巡檢管理決策。本次呈貢區(qū)臺架變改造方案包含四標臺區(qū)、非四標臺區(qū)、臺架變+配電房三種類型，選用智能臺架變（配電箱+配電房）模塊里的智能網(wǎng)關(guān)、低壓回路測控終端，實現(xiàn)智能化改造。智能箱式變電站模塊里的智能網(wǎng)關(guān)、低壓回路測控終端，實現(xiàn)智能化改造。

2智慧物聯(lián)體系下的配電臺區(qū)建設(shè)

2.1目標架構(gòu)

遵循國網(wǎng)智慧物聯(lián)體系總體設(shè)計，同時充分考慮現(xiàn)有存量終端設(shè)備管理、以及數(shù)據(jù)接入，兼顧各專業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定應用需求，由物聯(lián)管理平臺來實現(xiàn)臺區(qū)融合終端的統(tǒng)一接入、管控和應用，實現(xiàn)所有下連智能終端設(shè)備和傳感設(shè)備的統(tǒng)一管理。電網(wǎng)資源業(yè)務(wù)中臺與物聯(lián)管理平臺進行協(xié)作，完成邊和端的配置、管理，云端和邊端分析能力的協(xié)同，電網(wǎng)感知數(shù)據(jù)通過邊端匯聚層（前置機等）以分布式消息的方式推送量測數(shù)據(jù)和實時事件，電網(wǎng)資源業(yè)務(wù)中臺通過消息機制接入、存儲量測數(shù)據(jù)和實時事件，結(jié)合電網(wǎng)拓撲信息，支撐實時故障智能研判等服務(wù)能力。電網(wǎng)資源業(yè)務(wù)中臺以數(shù)據(jù)交換的方式定期同步數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)中臺，業(yè)務(wù)中臺僅保留近期數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)中臺按分析模型進行清洗、存儲、管理，對外提供數(shù)據(jù)多維分析、挖掘分析等服務(wù)能力。

2.1.1感知層

包括邊緣匯聚層、及末端傳感層?！斑吘墔R聚層”主要為智能融合終端、能源控制器等設(shè)備（以下統(tǒng)稱“臺區(qū)融合終端”）組成，根據(jù)具體業(yè)務(wù)應用場景，匯聚層利用HPLC、微功率無線等通信網(wǎng)絡(luò)，將傳感器層采集的數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯聚至臺區(qū)融合終端內(nèi)，滿足傳感層和節(jié)點設(shè)備單點接入、鏈式分布多態(tài)組網(wǎng)需求。同時，利用臺區(qū)融合終端邊緣計算框架，實現(xiàn)一定范圍內(nèi)傳感器數(shù)據(jù)的匯聚、邊緣計算及回傳、區(qū)域自治，滿足數(shù)據(jù)實時采集、即時處理、就地分析?！澳┒藗鞲袑印敝饕晌⒐β?低功耗無線傳感器、常規(guī)無線傳感器、有線傳感器等監(jiān)測裝置組成，主要對電網(wǎng)設(shè)備的運行狀態(tài)、環(huán)境數(shù)據(jù)、可視化信息、作業(yè)信息進行采集，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)全方位感知與需求快速響應。

2.1.2網(wǎng)絡(luò)層

由無線網(wǎng)（公網(wǎng)APN和電力專網(wǎng)）、有線電力光纖網(wǎng)和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成。通過擴大電力無線專網(wǎng)試點及業(yè)務(wù)應用、進一步優(yōu)化骨干傳輸網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)，滿足設(shè)備管理專業(yè)業(yè)務(wù)處理實時性和帶寬需求，為設(shè)備側(cè)電力物聯(lián)網(wǎng)提供高可靠、高安全、高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸通道。

2.1.3平臺層

主要由物聯(lián)管理平臺、電網(wǎng)資源業(yè)務(wù)中臺組成。將設(shè)備管理專業(yè)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)、物聯(lián)等共性需求沉淀封裝成共享服務(wù)，支撐前端應用創(chuàng)新。電網(wǎng)資源業(yè)務(wù)中臺將具有共性特征的業(yè)務(wù)沉淀，形成企業(yè)級共享服務(wù)中心，為公司核心業(yè)務(wù)處理提供共享服務(wù)，包括電網(wǎng)資源業(yè)務(wù)中臺、用戶服務(wù)中臺、項目中臺等。物聯(lián)管理平臺是連接終端和業(yè)務(wù)應用的樞紐，支撐物聯(lián)管理業(yè)務(wù)的設(shè)備接入、管理、控制，負責物聯(lián)感知終端的實時感知、實時控制、匯聚分發(fā)，實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

2.1.4應用層

主要為各專業(yè)業(yè)務(wù)應用主站系統(tǒng)組成。基于物聯(lián)管理平臺提供設(shè)備監(jiān)測、設(shè)備管理、應用管理等功能接口來實現(xiàn)各類智能設(shè)備的有效管理。利用電網(wǎng)資源業(yè)務(wù)中臺和數(shù)據(jù)中臺微服務(wù)共享來構(gòu)建配電臺區(qū)管理和運維的智能化體系。

2.2信息安全防護

配電臺區(qū)智慧物聯(lián)體系信息安全防護方案應同時滿足營銷、設(shè)備專業(yè)的信息安全要求，同時兼容臺區(qū)融合終端和早期同類產(chǎn)品安全接入，可覆蓋物聯(lián)體系的各個環(huán)節(jié)。基于業(yè)務(wù)系統(tǒng)目前現(xiàn)狀，結(jié)合各專業(yè)業(yè)務(wù)和系統(tǒng)建設(shè)情況，以及未來發(fā)展規(guī)劃，配電臺區(qū)智慧物聯(lián)體系總體信息安全防護方案可分為“目標”和“過渡”兩種架構(gòu)進行衍進。

2.2.1目標架構(gòu)

在臺區(qū)融合終端內(nèi)置安全芯片或軟件SDK，具備統(tǒng)一CA證書體系，業(yè)務(wù)App通過邊緣側(cè)的安全接入組件對接安全接入網(wǎng)關(guān)后，接入物聯(lián)管理平臺，不再直接接入業(yè)務(wù)系統(tǒng)。物聯(lián)管理平臺將終端上報數(shù)據(jù)匯總分發(fā)至供配電自動化系統(tǒng)、用采系統(tǒng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。各單位可遵照安全接入要求，部署安全接入網(wǎng)關(guān)用戶端等必要措施，按需采用軟件加密模塊或硬件密碼模塊，經(jīng)安全接入網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)統(tǒng)一安全接入。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)無需另行加密。

2.2.2過渡架構(gòu)

“過渡架構(gòu)”包括了兩種安全方案。方案一適配已有存量不改造臺區(qū)的智能配變終端信息安全接入，沿用原配電/營銷專業(yè)安全防護方案。方案二適配新建臺區(qū)融合終端，因為物聯(lián)管理平臺未完成大規(guī)模終端業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)接入能力驗證的情況下，物聯(lián)管理平臺暫時只接入終端管理通道信息，終端業(yè)務(wù)通道數(shù)據(jù)仍直送原有業(yè)務(wù)系統(tǒng)前置。

2.3業(yè)務(wù)系統(tǒng)協(xié)同

臺區(qū)融合終端是配電智慧物聯(lián)網(wǎng)邊層中的數(shù)據(jù)匯聚、邊緣計算、應用集成的中心，是信息節(jié)點與物理節(jié)點的融合，具備采集、通信、計算和分析的功能，支撐著各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互和業(yè)務(wù)融合。各業(yè)務(wù)系統(tǒng)都基于電網(wǎng)資源業(yè)務(wù)中臺統(tǒng)一服務(wù)來進行數(shù)據(jù)融合、及共享應用。臺區(qū)融合終端是配電臺區(qū)用電信息采集、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及通信組網(wǎng)、就地化分析決策、主站通信及協(xié)同計算等功能于一體的智能化終端設(shè)備。

結(jié)束語

智慧物聯(lián)體系在配電臺區(qū)建設(shè)中起到了重要作用。它包含了物聯(lián)管理平臺、邊緣物聯(lián)代理和各類型終端標準化接入，實現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集與規(guī)范，對下統(tǒng)籌輸配電網(wǎng)及以下的用戶側(cè)和供應鏈等領(lǐng)域廣泛物聯(lián)和深度感知需求，實現(xiàn)統(tǒng)一物聯(lián)管理和終端標準化接入，對上為企業(yè)中臺和業(yè)務(wù)應用提供開放、標準的服務(wù)，形成跨專業(yè)數(shù)據(jù)共享共用的生態(tài)，為“數(shù)據(jù)一個源”提供保障。為配電臺區(qū)打造“精準感知、邊緣智能、統(tǒng)一物聯(lián)、開放共享”的智慧物聯(lián)體系。

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