关于国网《输变电设备物联网建设方案》文件学习——之建设内容

　　关于国网《输变电设备物联网建设方案》文件学习

　　——之建设内容

　　上次我们就文件进行了初步学习，主要介绍了输变电设备物联网建设方案的建设建设背景目标，我们可以看出，泛在电力物联网是国网公司不到一年时间提出的新的战略性业务发展方向，是从特高压名片向泛在物联网建设的转变，这是国家战略，是国网改变被“管道化”向综合能源服务转型的新的思路，其重要性不言而喻，其机会更是大大的。

　　我们再回顾下，文件的建设目标：围绕“三型两网”战略目标，主动适应国家和公司关于物联网建设的工作部署，推动物联网技术与输变电设备管理工作深度融合，以移动互联、人工智能等现代信息通信技术为支撑，以智能运检体系建设成果为依托，以输变电业务典型场景应用为抓手，构建基于“四层总体架构、二维标准体系、五项技术攻关、三类业务应用”的输变电设备物联网体系，为输变电设备安全经济运行提供强有力的数据资源支撑，实现设备状态全面感知、数据信息高效处理、业务应用便捷灵活，逐步建立开放、共享的输变电设备物联网生态系统。

　　好了，今天我们再跟大家一起继续学习这个文件，一起来聊聊输变电设备物联网建设的内容，即构建基于“四层总体架构、二维标准体系、五项技术攻关、三类业务应用”的输变电设备物联网体系。

　　一、四层总体架构

　　输变电设备物联网整体架构分：感知层、网络层、平台层和应用层，共四个层次，可见下图：

　　图1 输变电设备物联网整体架构图

　　输变电设备物联网通过感知层的多种类型传感器实现设备状态全面感知；通过网络层对感知数据进行可靠传输，实现信息高效处理；通过平台层汇集物联网底层数据，实现物联网设备管理、边缘计算配置和海量数据存储，并提供公司泛在物联网中台数据交互接口；通过应用层对物联网感知数据进行高级分析与应用，实现信息共享和辅助决策。

　　从而建立基于此网络架构的新技术进行生产实时应用系统、电网运检智能化分析管控系统、生产管理系统（PMS2.0）、雷电、覆冰、山火、台风、地质灾害、舞动、电缆、气象等通道环境监测预警系统等各类在线监测系统、调度管理系统(OMS)、营销等其他生产系统向物联网应用层系统提供相关生产数据，通过物联网高级分析与应用产生共享数据信息，辅助其他专业管理人员决策，促进输变电物联网价值共享，支撑公司泛在物联网建设，实现同一个架构下平台数据的一遍采集、共享应用。

　　输变电设备物联网各层级功能定位如图2所示。

　　图2 输变电设备物联网功能定位图

　　二、二维标准体系

　　大量需要接入的智能传感器和设备，在物联网的趋势线都将物物互联，所以，接入的规范和标准必须先行，才能规范统一，避免重复建设和接入快捷。协议统一性方面，各厂商产品私有协议间无法相互兼容，形成各自封闭体系，导致传感网系统大量重复建设，无线频谱资源无序利用；技术先进性方面，通用无线通信协议无法完全适应电力行业长距离、多态组网、低功耗等业务需求，需要进行有针对性的网络协议优化设计；装备可靠性方面，传感器、网络节点等设备的技术参数与检测标准尚不统一，无法对其可靠性和运行寿命进行有效评估。

　　为提升输变电设备物联网的互联互通能力与系统可靠性，建立包含通信协议与规约和装备技术规范的二维标准体系，如图3所示。

　　图3 输变电设备物联网标准体系框架

　　三、五项技术攻关

　　3.1 传感器关键技术研究与装备研发

　　为实现设备状态全面感知，提高物联网传感器的可靠性、经济性、有效性，重点从微功率无线通信技术、传感器能量收集技术、高寿命电池选型技术等方面开展研究，推动输变电设备物联网系列智能传感器研制。这其中必将在微功耗、传感取电、电池长寿命以及输变电设备物联网系列传感器方面有很大的研究机会。

　　3.2 低功耗传感网节点关键技术研究与装备研发

　　为实现传感器网络全业务场景覆盖和前端感知层就地运算，提高感知层的统一性、可靠性、经济性及智能化水平，从传感器网络组网技术、边缘计算技术两方面开展研究，并研制系列网络节点设备。这里主要从低功耗无线传感器网络组网技术、物联网边缘计算技术、标准化网络节点设备技术方面有很大机会。

　　3.3 数据处理关键技术研究

　　为解决物联网系统多协议数据接入、前端设备远程管控、海量异构数据运算、算法灵活多变的应用需求，开展开放式接入网关技术、开放式算法扩展坞技术、流式数据分发及多引擎处理技术的研究，建立输变电设备物联网平台层与应用层。这里主要是开放式接入网关技术、开放式算法扩展坞技术、流式数据分发及多引擎处理技术为研究重点。

　　3.4. 物联网平台层与应用层开发

　　这里特别是可灵活扩展的数据接入与展示、统一数据接口与算法快速部署、面向基层创新的物联网管理模式的研究重点。

　　3.5 输变电设备物联网安全技术防护体系研究

　　输变电设备物联网呈现感知设备众多种类繁杂、网络形态多样分布广、数据多方互联等特点，给安全防护工作带来新的挑战，为强化输变电设备物联网安全技术防护能力，按照国家等级保护和公司网络安全顶层设计相关要求，遵循“可管可控、精准防护、可视可信、智能防御”的安全策略，构建全方位全景化多层次的输变电设备物联网安全技术防护体系。如图4。

　　图4 输变电设备物联网安全技术防护架构

　　通过上面五大技术的攻关研究，主要是解决输变电物联网整个全电力业务线上现有的物物互联的方式，解决大量分散、多源、多点、多应用环境等复杂场景下的设备采集、通信方式、传感方式、友好应用的种种问题，为批量化、规模化、可靠化、友好化应用提供技术基础。

　　四、三类业务应用

　　4.1 变电设备物联网应用场景

　　遵从输变电设备物联网总体框架并细化，构建变电物联网。在感知层充分利用传感器与智能终端技术、通过汇聚节点及接入节点实现变电各类信息的全面接入与边缘计算；在网络层通过电力光纤网、电力无线专网、电力APN等方式，实现数据的安全、高效传输；在平台层，构建输变电设备物联网管理系统（变电物联管理中心）并充分利用全业务数据中心和企业中台，实现数据的高效共享。在应用层，完善PMS2.0系统功能、新建输变电设备物联网高级应用（变电智能分析决策平台），实现变电业务的智能化管理。变电设备物联网应用全景如图5所示。

　　图5 变电设备物联网应用全景图

　　4.2 输电设备物联网应用场景

　　通过电力传感器、无线传感网、人工智能、边缘计算等技术手段的应用，构建输电设备物联网，实现设备立体感知、通道全景监控、数据云边处理、状态辅助预判、安全智能管控、运检效益提升，推进输电专业管理模式向更智慧、更高效、更安全转变。输电设备物联网应用全景图如图6所示。

　　图6 输电设备物联网应用全景图

　　4.3 换流站物联网应用场景

　　遵循输变电设备物联网顶层设计，面向高压直流换流站及直流线路运检业务，从高压直流设备感知层深化应用、边缘物联安全代理、直流线路全景监测、智能巡检机器人传感融合等领域开展应用，提升换流站设备可靠性、提高现场劳动效率。换流站物联网应用全景图如图7所示。

　　图7 换流站物联网应用全景图

　　以上的三点应用场景，是从变电、输电、高压直流换流站三个方面结合具体应用进行的规划和展望，是输变电设备物联网具体应用、落地的方向指导，这其中就涉及很多产品、业务的应用机会，对于制造单位、研究单位、高校研究等都存在很大的想象空间和具体实操的落地指导，值得我们深入学习和研究。至于，变电、输电、高压直流换流站三个领域，文件结合更大的篇幅结合具体的应用场景逐一进行了说明，其中对于具体电力业务问题及解决的思路有很好的启发，很是详细和具体，但是内容很多，这里就不再一一解读全部内容。

　　下期，我就其中的部分内容进行一些学习，感兴趣的朋友可以留言，我可以单独分享给大家全部文件内容，谢谢大家。