浅析泛在电力物联网建设思路与规划

陈旭

【摘 要】央企综合能源集团结合自身业务推出智慧企业建设规划，这是综合能源集团坚决践行习近平新时代中国特色社会主义思想的担当之举，是主动适应能源革命和数字革命融合发展的必由之路，是主动适应电力改革和国企改革纵深推进的根本要求。泛在电力物联网就是泛在物联网在电力领域的落地。泛在电力物联网作为智慧电力企业建设的基础，是网络强国战略在综合能源集团的具体实践，是落实综合能源集团战略的核心任务。文章结合具体业务场景，浅析泛在电力物联网的基本定义、本质内涵、战略框架、建设目标等。通过加快泛在电力物联网建设，努力探索一条中国特色社会主义的能源转型发展之路。

【关键词】泛在电力物联网;网络规划;综合能源集团

【中图分类号】F49;TP391.44【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）09-0059-02

0 引言

中国特色社会主义进入新时代，我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾，习近平总书记“四个革命、一个合作”能源安全新战略对企业能源转型与电网均衡发展提出了迫切要求，泛在电力物联网在此背景下应运而生。

泛在电力物联网是以“空天地”协同一体化通信网为基础，以平台服务和数据共享为核心，具有智慧化、多元化、生态化特征，包括信息感知层、网络层、平台层和应用层，覆盖电力“端—网—云”各环节，实现电力系统各个环节万物互联、人机交互，具有状态全息感知、数据高效处理、应用便捷灵活、业务多元发展、服务全新体验、生态开放共享内涵的新型网络系统。

1 战略框架

泛在电力物联网总体战略框架可概括为“1234”，即“一个目标、二个阶段、三条主线、四个体系”（以电网为示例，战略框架如图1所示）。

一个目标：建成以客户为中心，电力系统各环节万物互联、人机交互、价值共创的泛在电力物联网。

二个阶段：第一阶段，通过3年攻坚初步建成泛在电力物联网;第二阶段，通过3年完善和实现全面应用，基本建成泛在电力物联网。

三条主线：基础设施升级、电力业务优化、新兴业务拓展。

四个体系：数据服务体系、技术装备体系、安全防控体系、能源生态体系。

2 建设思路

一是统筹规划。全面分析物联网的发展趋势，正确把握技术前沿和未来发展方向，结合电力业务应用场景，加强顶层设计，做好泛在物联网的统筹规划。

二是因地制宜。按照因站因需、靈活匹配的原则，充分考虑电力实际需求和地区发展趋势等因素，结合本地资源禀赋、区位特征等特点，强调“因地制宜、按需落地”。

三是经济适用。结合区域经济发展、用户投资能力及设备更新换代等方面的需求，着眼于效益与投资的平衡，充分考虑并利用已有终端设备，选择合理的设计方案，实现感知终端设备的共享共用，避免重复投资。

四是标准统一。依据风电、水电、火电、核电、电网等各专业设计和建设标准开展典型场景设计，按照泛在物联标准，设计和选型各类终端设备，考虑网络接入的规范性、终端设备信息模型统一性和接口一致性，实现感知终端的统一接入和数据的交互共享，实现应用模式的推广复用。

五是安全可靠。充分论证感知层终端与各类功能拓展需求的匹配条件，在建设、运营、运维的全链条上提升安全管理水平，构建“可信互联、精准防护、安全互动、智能防御”核心防护能力，保障传统电力业务和新兴业务创新发展。

3 总体规划

根据“1234”战略框架，围绕3条主线、4个体系，重点实施基础设施架构升级、电力业务优化提升、关键技术攻关与核心装备研制、全场景网络安全体系建设、能源生态体系构建5个任务。

3.1 基础设施架构升级

在感知层方面，配电侧、用电侧、发电侧等终端采集监控覆盖不足，实时性不强;终端智能化和双向交互水平较低，尚不具备边缘计算与智能处理能力;缺乏统一规划设计和标准。

在网络层方面，新兴业务对通信骨干网提出新的更高的要求;通信接入网覆盖深度不够、带宽不足;缺乏端到端的泛在通信网解决方案，网络资源调配能力不足。

在平台层方面，统一平台应用不充分;缺乏跨专业物联管理，超大规模终端接入和应用管理能力不足;面向物联应用的开放共享不足;与感知层的协同计算与实时响应能力不足。

3.2 电力业务优化提升

电力企业普遍已建成较完善的集团级信息系统，全面覆盖企业运营和客户服务等业务领域及各层级应用。但各专业条线内部普遍存在“重管理、轻作业”现象，对作业现场在线感知能力不足，在风电现场作业与远程故障诊断、实物ID全覆盖、配用电信息深度采集、检修作业在线化、基建工程现场管理等领域亟待提升。跨专业数据标准不统一、流程不贯通、目标不协同、操作不规范问题普遍存在，业务协同和数据共享水平低，在员工精准激励、资产全寿命周期管理、物资供需协同、数字化移交等方面提升空间巨大。

3.3 关键技术攻关与核心装备研制

感知层方面，突破适应电力设备复杂工况的高精度、微型智能传感器技术，具备统一设备级数据模型和边缘计算能力的终端智能化技术，以及多模多制式现场通信技术等，提升全息感知与终端智能化水平。

网络层方面，突破一体化通信网络架构、广覆盖大连接通信接入、网络资源动态调配等“空天地”一体化通信网络技术，提升网络泛在连接能力。

平台层方面，突破物联网标识解析体系、大数据智能分析、开放共享及数据治理、超十亿级规模的海量物联管理技术、面向能源互联应用的企业中台、区块链应用等物联网平台技术，实现数据融通、高效处理与业务创新。

网络安全方面，突破端到端物联网安全体系、物联终端安全、移动和互联安全、数据安全等网络信息安全技术，实现网络安全保障可信互动。

支撑技术方面，突破电力人工智能算法与模型、多源大数据治理与跨领域智能分析应用、高性能计算等人工智能技术;突破低功耗嵌入式CPU内核、嵌入式AI多级互联异构多核片上系统（SoC）架構、电力高速无线本地通信芯片等智能芯片技术。

3.4 全场景网络安全体系建设

重点解决现有防护体系和泛在互联、协同贯通的能源互联网新业态之间的适应及灵活接入和安全互动、安全分析问题，增强面向物联网的网络安全防护支撑能力。

一是开展泛在电力物联网的网络安全风险分析，完善网络安全顶层设计，优化安全技术架构和安全管理机制，并形成面向典型物联网业务场景的安全防护方案。

二是建立物联网身份安全管理体系，优化与提升公司密码管理体系，实现面向泛在物联的多形态身份认证服务，解决“谁是谁”的身份安全问题，支撑物联网全环节的安全管控。

三是加强物联感知层防护，遵照国家最新要求，从芯片、操作系统、网络、应用App、数据及安全监管等层面，保障新型多形态业务终端和边缘物联代理自身安全，实现万物互联时交互权限可控、交互行为可查及数据安全。

四是完善电力公司的企业级技术防护能力，开展物联网全景安全态势感知、物联网漏洞隐患排查和数据安全治理;保障区块链、边缘计算、人工智能等新技术应用的安全。

3.5 能源生态体系构建

开展能源产业化、规模化运营，通过泛在电力物联网，连接能源上下游企业，培育以能源为核心的各类产业联盟，形成共建共治共赢的能源互联网生态圈，产生巨大的社会效益和经济效益。加强标准体系建设、知识产权布局和产业联盟构建等工作，建立能力开放体系和新兴产业孵化运营机制。在不断做强、做大、做优自身的同时，更好地发挥在高质量发展中的带动作用，为全行业和更多市场主体创造更大的机遇。

4 结语

综上，能源电力与先进信息技术深度融合，使电力走进了万物互联的数字时代。泛在电力物联网的建设实施，将实现电力状态全面感知、电力数据融合共享、业务应用灵活高效，促进以央企五大发电集团、两大电网公司为代表的综合能源集团的业务模式创新、运营水平提升、商业模式变革及价值创造升级。

创新驱动发展，技术引领变革。我们相信，面对新的机遇和挑战，核心技术科技创新将为泛在电力物联网高速发展提供不竭动力。我们将继续加强基础前瞻和关键技术攻关，加快科技成果转化与推广应用，为我国实现世界一流能源互联网战略目标贡献力量。

参 考 文 献

[1]宋航.万物互联：物联网核心技术与安全[M].北京：清华大学出版社，2018.

[2]中国自动化学会发电自动化专业委员会，电力行业热工自动化技术委员会.智能电厂技术发展纲要[M].北京：中国电力出版社，2016.

[3]贺益康.电力电子技术[M].北京：科学出版社，2010.

[4]蒋子阳.TensorFlow深度学习算法原理与编程实战[M].北京：中国水利水电出版社，2017.