泛在電力物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃與發(fā)展分析

馬慧靈

【摘??要】泛在電力物聯(lián)網(wǎng)即將物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等現(xiàn)代化信息處理及通信技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)互聯(lián)、高效交互，且具有態(tài)勢(shì)感知能力強(qiáng)、信息處理速度快、應(yīng)用便捷靈活等特征的智能化服務(wù)系統(tǒng)。鑒于此，本文對(duì)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃與發(fā)展進(jìn)行分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】泛在電力物聯(lián)網(wǎng);含義;架構(gòu);發(fā)展;建議

1引言

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)不是一蹴而就的，需要在探索實(shí)踐中不斷試錯(cuò)來改善更新，這必將是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，在培養(yǎng)用戶習(xí)慣、調(diào)整路徑依賴等非技術(shù)層面工作上尤其如此。因此，在傳統(tǒng)配電網(wǎng)向泛在電力物聯(lián)網(wǎng)過渡的過程中，秉承一致的發(fā)展原則與規(guī)范的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)的統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)至關(guān)重要，只有這樣才能在技術(shù)上一脈相承、在用戶習(xí)慣上始終如一、在工程建設(shè)上精益高效，短期內(nèi)規(guī)范產(chǎn)業(yè)積極向好發(fā)展，長(zhǎng)期上確保與國(guó)網(wǎng)一號(hào)文精神高度一致，為智能堅(jiān)強(qiáng)大電網(wǎng)建設(shè)保駕護(hù)航。

2泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的含義

通俗來說，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)是把人與物、物與物相連的一張大網(wǎng)，如用手機(jī)控制家里的電視、空調(diào)、馬桶等就是物聯(lián)網(wǎng)的一種應(yīng)用。電力物聯(lián)網(wǎng)是把電力系統(tǒng)里的各種設(shè)備、電力企業(yè)和用戶相連形成的一個(gè)網(wǎng)，而所謂的“泛在”就是“無所不包、無所不在”的意思。事實(shí)上，“泛在網(wǎng)”有能力做到發(fā)、輸、配、用等電力環(huán)節(jié)的全覆蓋，其在配用電側(cè)有更多的表現(xiàn)是因?yàn)榘l(fā)、輸電側(cè)的智能化水平比配用電成熟。相對(duì)發(fā)、輸環(huán)節(jié)而言，配用電環(huán)節(jié)的體量更大、影響更深、覆蓋范圍更廣，兩者之間類似人體的主動(dòng)脈與毛細(xì)血管之間的關(guān)系。但就“泛在”的概念而言，打通電力這個(gè)商品的全壽命周期，運(yùn)用技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)的安全性與經(jīng)濟(jì)性，才是未來能源革命的方向。

3泛在電力物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)特點(diǎn)

面向電力物聯(lián)網(wǎng)的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)和新興業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)承載差異化需求明顯，表現(xiàn)在院安全等級(jí)差異大堯帶寬要求差異大堯接口類型差異大堯時(shí)延要求差異大。例如院精準(zhǔn)負(fù)控堯配電自動(dòng)化等，要求極低時(shí)延和高可靠性曰用電信息采集堯電力智能資產(chǎn)管理堯分布式能源管理等，要求提供多連接的承載通道，實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)，為減少網(wǎng)絡(luò)阻塞瓶頸，需要大規(guī)模的機(jī)器類通信曰輸變電3D實(shí)景三維圖像傳輸堯超高清視頻監(jiān)控堯云存取，需要承載網(wǎng)提供超大帶寬。與物聯(lián)網(wǎng)相對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)類型有院信息采集類院mMTC淵大規(guī)模機(jī)器通信冤曰控制類院uRLLC淵高可靠低時(shí)延通信冤曰視頻監(jiān)控類院eMBB淵增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶冤曰數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)院BB淵寬帶冤等。

4泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)戰(zhàn)略安排

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)未來的建設(shè)節(jié)奏分為兩步：一是到2021年達(dá)到網(wǎng)絡(luò)的初步建成，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的基本貫通，以及對(duì)物聯(lián)管理的統(tǒng)一;二是到2024年完成網(wǎng)絡(luò)的全面工作，全面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的物聯(lián)運(yùn)行與管理。全部建成后，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)成為接入設(shè)備最多的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。據(jù)有關(guān)研究統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)：目前國(guó)網(wǎng)系統(tǒng)接入的終端設(shè)備超過了5.0億只（包括電表4.5億只、其他設(shè)備幾千萬臺(tái)）。根據(jù)國(guó)網(wǎng)規(guī)劃，2025年接入終端設(shè)備將超過10.0億只，2030年將達(dá)到20.0億只。2019年是我國(guó)電力信息化投資的元年，預(yù)計(jì)2019—2021年，國(guó)網(wǎng)在電力信息化上的投資將分別達(dá)到300億元、500億元、600億元，如此大規(guī)模的投資將會(huì)帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的高速增長(zhǎng)，每個(gè)環(huán)節(jié)都將迎來周期性的成長(zhǎng)機(jī)會(huì)。同時(shí)，作為一種戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)的能源革命，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)也將引發(fā)電網(wǎng)裝備與規(guī)劃設(shè)計(jì)思路進(jìn)行迭代更新。

5泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用分析

5.1網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及問題

現(xiàn)有的電力通信網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以SDH，OTN，PTN各自獨(dú)立組網(wǎng)，在省級(jí)骨干網(wǎng)采用MSTP+OTN/WDM的模式堯地市級(jí)骨干網(wǎng)采用SDH/MSTP/PTN的模式。獨(dú)立組網(wǎng)模式逐漸暴露弊端。首先，著眼于不同網(wǎng)絡(luò)層次的SDH網(wǎng)絡(luò)堯PTN網(wǎng)絡(luò)和OTN網(wǎng)絡(luò)往往由于供貨廠商不同堯建設(shè)期不同導(dǎo)致建設(shè)及運(yùn)維成本高，調(diào)度和管理難度不斷增大曰另外，SDH和PTN網(wǎng)絡(luò)缺少承載大顆粒業(yè)務(wù)和大帶寬堯低成本堯長(zhǎng)距離傳送能力，OTN網(wǎng)絡(luò)缺少帶寬靈活管理能力及L3VPN功能，三者在承載業(yè)務(wù)方面均有不足之處曰最后，SDH，OTN和PTN單獨(dú)組網(wǎng)使傳輸承載網(wǎng)結(jié)構(gòu)及層次變得復(fù)雜，且占用了較多的機(jī)房空間堯電源及管線資源，不利于傳輸承載網(wǎng)的可持續(xù)性發(fā)展。

5.2應(yīng)用場(chǎng)景

（1）基于VC的交叉，可實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)低時(shí)延，適合電力繼保業(yè)務(wù)和對(duì)實(shí)時(shí)性要求高的控制類業(yè)務(wù)傳輸。典型應(yīng)用如電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化堯配電控制數(shù)據(jù)和命令的可靠傳輸。提升接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急保障，從而幫助建立新一代智慧調(diào)控系統(tǒng)，探索數(shù)據(jù)匯集分析在調(diào)控領(lǐng)域的應(yīng)用，構(gòu)建大型能源互聯(lián)系統(tǒng)全景認(rèn)知，推動(dòng)調(diào)控模式從生產(chǎn)調(diào)控向生產(chǎn)服務(wù)融合調(diào)控轉(zhuǎn)變。應(yīng)用作業(yè)管控終端和視頻識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)智能管控。

（2）基于ODU交叉，實(shí)施對(duì)大容量業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度。在電力信息網(wǎng)IP骨干網(wǎng)流量急劇增長(zhǎng)的情況下，核心路由器面臨著巨大的處理與擴(kuò)容壓力，POTN的L1或L2層實(shí)現(xiàn)中轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)分流淵IPoffloading冤，可解決核心路由器的擴(kuò)容壓力堯高成本等問題，針對(duì)未來核心路由器之間100GE高速互聯(lián)，POTN傳送的帶寬效率和可靠性提高，也為降低網(wǎng)絡(luò)的綜合成本提供幫助。典型應(yīng)用如電力圖像監(jiān)控堯數(shù)據(jù)通信網(wǎng)骨干鏈路等數(shù)據(jù)類業(yè)務(wù)的傳輸。推進(jìn)POTN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，開展傳統(tǒng)大容量業(yè)務(wù)及新興業(yè)務(wù)接入，強(qiáng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)接入，開展數(shù)據(jù)通信網(wǎng)方式調(diào)整和視頻監(jiān)控堯機(jī)器人巡檢等大顆粒以太網(wǎng)業(yè)務(wù)承載等相關(guān)工作。

6總結(jié)與展望

電力通信網(wǎng)絡(luò)融合及扁平化是未來的發(fā)展趨勢(shì)，而加快推進(jìn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)是當(dāng)前國(guó)家電網(wǎng)最緊迫堯最重要的任務(wù)。為此迫切需要一種全業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載堯統(tǒng)一管理的傳輸平臺(tái)。POTN兼具了SDH，OTN和PTN的主要功能特性，支持超大交叉容量淵超10T級(jí)冤堯業(yè)務(wù)無阻塞統(tǒng)一的自由調(diào)度堯SDH/OTN/ETH/SAN業(yè)務(wù)統(tǒng)一接入堯超大帶寬100G+速率演進(jìn)，且能完成兩個(gè)或多個(gè)平面的功能，在不同的域內(nèi)可能采用不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，或者在同一網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)具備多層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具備多層堯多域的網(wǎng)絡(luò)管控功能，是傳統(tǒng)SDH和OTN產(chǎn)品適應(yīng)分組化發(fā)展的演進(jìn)方向，也是新一代大容量PTN設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)需要一張POTN，以增強(qiáng)電力通信網(wǎng)的骨干網(wǎng)健壯性堯延展接入網(wǎng)接入范圍堯強(qiáng)化泛在接入能力為目標(biāo)，打造一個(gè)堅(jiān)強(qiáng)堯安全堯可靠堯靈活堯泛在的一體化電力通信網(wǎng)絡(luò)。

結(jié)束語(yǔ)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與新能源技術(shù)將推動(dòng)新一輪能源革命，智能電網(wǎng)與“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)相結(jié)合成為當(dāng)前電氣工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)]，興起了能源互聯(lián)網(wǎng)]和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)（ubiquitouspowerInternetofThings，UPIoT）的概念，為智能電網(wǎng)建設(shè)拓展了更開闊的發(fā)展空間。其中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為當(dāng)前科技領(lǐng)域的熱點(diǎn)技術(shù)，在電力領(lǐng)域中的應(yīng)用展示了充滿想象力的前景。

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（作者單位：廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司欽州供電局）