淺析泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)思路與規(guī)劃

陳旭

【摘 要】央企綜合能源集團(tuán)結(jié)合自身業(yè)務(wù)推出智慧企業(yè)建設(shè)規(guī)劃，這是綜合能源集團(tuán)堅(jiān)決踐行習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想的擔(dān)當(dāng)之舉，是主動(dòng)適應(yīng)能源革命和數(shù)字革命融合發(fā)展的必由之路，是主動(dòng)適應(yīng)電力改革和國(guó)企改革縱深推進(jìn)的根本要求。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)就是泛在物聯(lián)網(wǎng)在電力領(lǐng)域的落地。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)作為智慧電力企業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ)，是網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略在綜合能源集團(tuán)的具體實(shí)踐，是落實(shí)綜合能源集團(tuán)戰(zhàn)略的核心任務(wù)。文章結(jié)合具體業(yè)務(wù)場(chǎng)景，淺析泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基本定義、本質(zhì)內(nèi)涵、戰(zhàn)略框架、建設(shè)目標(biāo)等。通過(guò)加快泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，努力探索一條中國(guó)特色社會(huì)主義的能源轉(zhuǎn)型發(fā)展之路。

【關(guān)鍵詞】泛在電力物聯(lián)網(wǎng);網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃;綜合能源集團(tuán)

【中圖分類號(hào)】F49;TP391.44【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2020）09-0059-02

0 引言

中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代，我國(guó)社會(huì)主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾，習(xí)近平總書記“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略對(duì)企業(yè)能源轉(zhuǎn)型與電網(wǎng)均衡發(fā)展提出了迫切要求，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在此背景下應(yīng)運(yùn)而生。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是以“空天地”協(xié)同一體化通信網(wǎng)為基礎(chǔ)，以平臺(tái)服務(wù)和數(shù)據(jù)共享為核心，具有智慧化、多元化、生態(tài)化特征，包括信息感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層，覆蓋電力“端—網(wǎng)—云”各環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)萬(wàn)物互聯(lián)、人機(jī)交互，具有狀態(tài)全息感知、數(shù)據(jù)高效處理、應(yīng)用便捷靈活、業(yè)務(wù)多元發(fā)展、服務(wù)全新體驗(yàn)、生態(tài)開放共享內(nèi)涵的新型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

1 戰(zhàn)略框架

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)總體戰(zhàn)略框架可概括為“1234”，即“一個(gè)目標(biāo)、二個(gè)階段、三條主線、四個(gè)體系”（以電網(wǎng)為示例，戰(zhàn)略框架如圖1所示）。

一個(gè)目標(biāo)：建成以客戶為中心，電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬(wàn)物互聯(lián)、人機(jī)交互、價(jià)值共創(chuàng)的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。

二個(gè)階段：第一階段，通過(guò)3年攻堅(jiān)初步建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng);第二階段，通過(guò)3年完善和實(shí)現(xiàn)全面應(yīng)用，基本建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。

三條主線：基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)、電力業(yè)務(wù)優(yōu)化、新興業(yè)務(wù)拓展。

四個(gè)體系：數(shù)據(jù)服務(wù)體系、技術(shù)裝備體系、安全防控體系、能源生態(tài)體系。

2 建設(shè)思路

一是統(tǒng)籌規(guī)劃。全面分析物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，正確把握技術(shù)前沿和未來(lái)發(fā)展方向，結(jié)合電力業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，做好泛在物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)籌規(guī)劃。

二是因地制宜。按照因站因需、靈活匹配的原則，充分考慮電力實(shí)際需求和地區(qū)發(fā)展趨勢(shì)等因素，結(jié)合本地資源稟賦、區(qū)位特征等特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)“因地制宜、按需落地”。

三是經(jīng)濟(jì)適用。結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、用戶投資能力及設(shè)備更新?lián)Q代等方面的需求，著眼于效益與投資的平衡，充分考慮并利用已有終端設(shè)備，選擇合理的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)感知終端設(shè)備的共享共用，避免重復(fù)投資。

四是標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。依據(jù)風(fēng)電、水電、火電、核電、電網(wǎng)等各專業(yè)設(shè)計(jì)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)開展典型場(chǎng)景設(shè)計(jì)，按照泛在物聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)和選型各類終端設(shè)備，考慮網(wǎng)絡(luò)接入的規(guī)范性、終端設(shè)備信息模型統(tǒng)一性和接口一致性，實(shí)現(xiàn)感知終端的統(tǒng)一接入和數(shù)據(jù)的交互共享，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用模式的推廣復(fù)用。

五是安全可靠。充分論證感知層終端與各類功能拓展需求的匹配條件，在建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、運(yùn)維的全鏈條上提升安全管理水平，構(gòu)建“可信互聯(lián)、精準(zhǔn)防護(hù)、安全互動(dòng)、智能防御”核心防護(hù)能力，保障傳統(tǒng)電力業(yè)務(wù)和新興業(yè)務(wù)創(chuàng)新發(fā)展。

3 總體規(guī)劃

根據(jù)“1234”戰(zhàn)略框架，圍繞3條主線、4個(gè)體系，重點(diǎn)實(shí)施基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)升級(jí)、電力業(yè)務(wù)優(yōu)化提升、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與核心裝備研制、全場(chǎng)景網(wǎng)絡(luò)安全體系建設(shè)、能源生態(tài)體系構(gòu)建5個(gè)任務(wù)。

3.1 基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)升級(jí)

在感知層方面，配電側(cè)、用電側(cè)、發(fā)電側(cè)等終端采集監(jiān)控覆蓋不足，實(shí)時(shí)性不強(qiáng);終端智能化和雙向交互水平較低，尚不具備邊緣計(jì)算與智能處理能力;缺乏統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)。

在網(wǎng)絡(luò)層方面，新興業(yè)務(wù)對(duì)通信骨干網(wǎng)提出新的更高的要求;通信接入網(wǎng)覆蓋深度不夠、帶寬不足;缺乏端到端的泛在通信網(wǎng)解決方案，網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)配能力不足。

在平臺(tái)層方面，統(tǒng)一平臺(tái)應(yīng)用不充分;缺乏跨專業(yè)物聯(lián)管理，超大規(guī)模終端接入和應(yīng)用管理能力不足;面向物聯(lián)應(yīng)用的開放共享不足;與感知層的協(xié)同計(jì)算與實(shí)時(shí)響應(yīng)能力不足。

3.2 電力業(yè)務(wù)優(yōu)化提升

電力企業(yè)普遍已建成較完善的集團(tuán)級(jí)信息系統(tǒng)，全面覆蓋企業(yè)運(yùn)營(yíng)和客戶服務(wù)等業(yè)務(wù)領(lǐng)域及各層級(jí)應(yīng)用。但各專業(yè)條線內(nèi)部普遍存在“重管理、輕作業(yè)”現(xiàn)象，對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)在線感知能力不足，在風(fēng)電現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)與遠(yuǎn)程故障診斷、實(shí)物ID全覆蓋、配用電信息深度采集、檢修作業(yè)在線化、基建工程現(xiàn)場(chǎng)管理等領(lǐng)域亟待提升?？鐚I(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、流程不貫通、目標(biāo)不協(xié)同、操作不規(guī)范問(wèn)題普遍存在，業(yè)務(wù)協(xié)同和數(shù)據(jù)共享水平低，在員工精準(zhǔn)激勵(lì)、資產(chǎn)全壽命周期管理、物資供需協(xié)同、數(shù)字化移交等方面提升空間巨大。

3.3 關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與核心裝備研制

感知層方面，突破適應(yīng)電力設(shè)備復(fù)雜工況的高精度、微型智能傳感器技術(shù)，具備統(tǒng)一設(shè)備級(jí)數(shù)據(jù)模型和邊緣計(jì)算能力的終端智能化技術(shù)，以及多模多制式現(xiàn)場(chǎng)通信技術(shù)等，提升全息感知與終端智能化水平。

網(wǎng)絡(luò)層方面，突破一體化通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、廣覆蓋大連接通信接入、網(wǎng)絡(luò)資源動(dòng)態(tài)調(diào)配等“空天地”一體化通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提升網(wǎng)絡(luò)泛在連接能力。

平臺(tái)層方面，突破物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系、大數(shù)據(jù)智能分析、開放共享及數(shù)據(jù)治理、超十億級(jí)規(guī)模的海量物聯(lián)管理技術(shù)、面向能源互聯(lián)應(yīng)用的企業(yè)中臺(tái)、區(qū)塊鏈應(yīng)用等物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融通、高效處理與業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

網(wǎng)絡(luò)安全方面，突破端到端物聯(lián)網(wǎng)安全體系、物聯(lián)終端安全、移動(dòng)和互聯(lián)安全、數(shù)據(jù)安全等網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全保障可信互動(dòng)。

支撐技術(shù)方面，突破電力人工智能算法與模型、多源大數(shù)據(jù)治理與跨領(lǐng)域智能分析應(yīng)用、高性能計(jì)算等人工智能技術(shù);突破低功耗嵌入式CPU內(nèi)核、嵌入式AI多級(jí)互聯(lián)異構(gòu)多核片上系統(tǒng)（SoC）架構(gòu)、電力高速無(wú)線本地通信芯片等智能芯片技術(shù)。

3.4 全場(chǎng)景網(wǎng)絡(luò)安全體系建設(shè)

重點(diǎn)解決現(xiàn)有防護(hù)體系和泛在互聯(lián)、協(xié)同貫通的能源互聯(lián)網(wǎng)新業(yè)態(tài)之間的適應(yīng)及靈活接入和安全互動(dòng)、安全分析問(wèn)題，增強(qiáng)面向物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)支撐能力。

一是開展泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)分析，完善網(wǎng)絡(luò)安全頂層設(shè)計(jì)，優(yōu)化安全技術(shù)架構(gòu)和安全管理機(jī)制，并形成面向典型物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景的安全防護(hù)方案。

二是建立物聯(lián)網(wǎng)身份安全管理體系，優(yōu)化與提升公司密碼管理體系，實(shí)現(xiàn)面向泛在物聯(lián)的多形態(tài)身份認(rèn)證服務(wù)，解決“誰(shuí)是誰(shuí)”的身份安全問(wèn)題，支撐物聯(lián)網(wǎng)全環(huán)節(jié)的安全管控。

三是加強(qiáng)物聯(lián)感知層防護(hù)，遵照國(guó)家最新要求，從芯片、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用App、數(shù)據(jù)及安全監(jiān)管等層面，保障新型多形態(tài)業(yè)務(wù)終端和邊緣物聯(lián)代理自身安全，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)交互權(quán)限可控、交互行為可查及數(shù)據(jù)安全。

四是完善電力公司的企業(yè)級(jí)技術(shù)防護(hù)能力，開展物聯(lián)網(wǎng)全景安全態(tài)勢(shì)感知、物聯(lián)網(wǎng)漏洞隱患排查和數(shù)據(jù)安全治理;保障區(qū)塊鏈、邊緣計(jì)算、人工智能等新技術(shù)應(yīng)用的安全。

3.5 能源生態(tài)體系構(gòu)建

開展能源產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；\(yùn)營(yíng)，通過(guò)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，連接能源上下游企業(yè)，培育以能源為核心的各類產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，形成共建共治共贏的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈，產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟構(gòu)建等工作，建立能力開放體系和新興產(chǎn)業(yè)孵化運(yùn)營(yíng)機(jī)制。在不斷做強(qiáng)、做大、做優(yōu)自身的同時(shí)，更好地發(fā)揮在高質(zhì)量發(fā)展中的帶動(dòng)作用，為全行業(yè)和更多市場(chǎng)主體創(chuàng)造更大的機(jī)遇。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，能源電力與先進(jìn)信息技術(shù)深度融合，使電力走進(jìn)了萬(wàn)物互聯(lián)的數(shù)字時(shí)代。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)實(shí)施，將實(shí)現(xiàn)電力狀態(tài)全面感知、電力數(shù)據(jù)融合共享、業(yè)務(wù)應(yīng)用靈活高效，促進(jìn)以央企五大發(fā)電集團(tuán)、兩大電網(wǎng)公司為代表的綜合能源集團(tuán)的業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新、運(yùn)營(yíng)水平提升、商業(yè)模式變革及價(jià)值創(chuàng)造升級(jí)。

創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，技術(shù)引領(lǐng)變革。我們相信，面對(duì)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，核心技術(shù)科技創(chuàng)新將為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展提供不竭動(dòng)力。我們將繼續(xù)加強(qiáng)基礎(chǔ)前瞻和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，加快科技成果轉(zhuǎn)化與推廣應(yīng)用，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]宋航.萬(wàn)物互聯(lián)：物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)與安全[M].北京：清華大學(xué)出版社，2018.

[2]中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)發(fā)電自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)，電力行業(yè)熱工自動(dòng)化技術(shù)委員會(huì).智能電廠技術(shù)發(fā)展綱要[M].北京：中國(guó)電力出版社，2016.

[3]賀益康.電力電子技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

[4]蔣子陽(yáng).TensorFlow深度學(xué)習(xí)算法原理與編程實(shí)戰(zhàn)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2017.