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“泛在电力物联网”究竟是什么?

发布于:2020-01-10  来源:  点击次数:

在国家电网有限企业(下称:国网企业)2019年初发布的1号文件中,着力于构建“三型两网、世界一流”的能源互联网被排在年度重点工作首位,即由承载电力流的坚强智能电网与承载数据流的泛在电力物联网共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。

国网企业提出,要在未来几年继续建设运营好以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网,不断提升能源资源配臵能力和智能化水平;同时,充分应用“大、云、物、移、智”(大数据、云计算、物联网、移动互联网、人工智能)等现代通信技术,打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的泛在电力物联网。

从对这份文件的解读中,大家可以发现:坚强智能电网侧重于发输电侧,如特高压建设、新能源(风,光等)建设等,而泛在电力物联网则侧重于电力需求供给侧,旨在利用先进的信息通信技术,更好地满足用户对能源的多种需求。

基于这个背景,“泛在电力物联网”的概念被首次提出,而建设泛在电力物联网则成为落实国网企业“三型两网、世界一流”战略目标的核心任务。

什么是“泛在电力物联网”?


(围绕“泛在电力物联网”的相关词热度)

通过对“泛在电力物联网”一词进行拆解和解读,可以加深大家的理解:

电力:通俗讲,是以电能作为动力的能源,而众多运输它的通道就组成了电网。

物联网:从宏观角度,是指将各类终端设备、物品与互联网连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络形式。在“泛在电力物联网”中,专指电网内部的“网络”连接,融合了电网企业各部门的日常工作,如数据采集、设备检修、值守巡检等。

泛在:与“物联网”的概念相通,不仅仅指电网内部的“网络”连接,凡是涉及到电力系统的各环节都要涵盖,各种业务都要接纳。

因此,对“泛在电力物联网”最好的诠释为:围绕电力系统各环节、各部门,在移动互联、人工智能等通讯技术的加持下,构建的具备全面感知、高效应变、灵活处理的智慧服务系统。

泛在电力物联网的基本架构

从架构上讲,泛在电力物联网包括:感知层、网络层、平台层、应用层四层结构。


(图片来自于网络)

这四层结构分别指向的就是四类问题或需求:

感知层

感知层利用包括传感器、信号采集设备等在内的各种手段,采集物体的状态,如温度、湿度、电流、设备运行状态等,同时还可以将上层发来的指令传递给设备实行机构,做出指定的动作。感知层主要解决数据采集问题,负责感知外界信息和响应上层指令,是这四层结构的基础,通过各类终端完成数据的统一标准化接入。


(感知层基本架构)

基于泛在电力物联网的架构,终端厂商可统一信息采集硬件的规范,标准化感知设备的接入,将通用功能通过App完成(如通信数据处理、数据计算、对接信息采集接口等),以结构化数据和半结构化数据传递信息,打通此前因信息采集设备的不同,而造成的兼容性问题,实现自源端的通信、计算等资源共享,遵循“硬件平台化,AppAPP化”的发展趋势,实现全连接覆盖。

可以看出,没有感知层作为基础,所有的工作都无法开展。

国网企业对于感知层建设的几个要求,首先便是“实现终端标准化统一接入”。物联网操作系统和一般的操作系统的不同之处在于需要满足轻量级、低功耗、快速启动等特性,并同时具备多传感协同、多处理器架构、统一的应用开发平台、支撑长短距连接等特点。

目前为止,感知层仍面临现场设备终端种类众多、新旧数据模板迁移难度巨大、终端的操作系统不统一等问题,无法在到达平台层之前,将终端提供的数据和信息进行区域化整合和边缘计算处理。

因此,感知层的信息化系统建设仍有很大的发展空间和前景,尤其是将旧系统的采集数据(如Excel模板、ERP系统中)迁移至新系统,完成感知层、平台层之间的数据传输时,需要将数据文件编码成结构化数据和半结构化数据(如JSON、XML等),编码和解码的规范将会成为通信、计算等资源能否共享的关键。

利用市面上成熟的开发工具,如纯前端表格控件SpreadJS的“在线Excel”特性,便可以很好地解决数据共享和兼容性问题。

使用SpreadJS,可将原有系统数据(或Excel模板)转换为JSON格式,直接导入新系统中,不仅解决了原模板不统一,用料数据不一致,文件难以管理的问题,还最大程度的保留了Excel公式、图表,以及数据填报能力,同时所有报告的数据和模板都可以在后台进行有效的管理和存储。


(SpreadJS 可有效解决感知层的数据共享和兼容性问题)

网络层

网络层的作用是通过现有的互联网、移动通信网、卫星通信网等基础网络设施,对来自感知层的信息进行接入和传输。在物联网系统中网络层接驳感知层和平台层,具有强大的纽带作用。

平台层

简单来说,这是一个信息汇总和碰撞的地方,汇总就要彼此相通,做到数据打通、标准打通,此外还要解决数据存储、检索、权限管理等问题。从国网企业对平台层的建设要求看,未来泛在电力物联网平台将会和目前大型的互联网企业一样采用大中台结构。因此,数据中心(或数据中台等),是平台层的最大特点。

平台层依托于超大规模的终端统一物联管理,深化全业务统一数据中心建设,挖掘海量数据采集价值,提升数据高效处理和云雾协同能力。平台层的建设,将为后续工作提供强大的基础支撑,会对产生丰富的应用提供强大动力。

目前,国内从事平台层建设的电力能源企业,以炬华科技、红相股份和远光App等为代表。

应用层

应用层是泛在电力物联网的用户接口,位于架构的最顶端,既面向企业内的业务,也面向企业外的应用,内外兼修,提供优质服务。上海澳门新莆京娱乐网站

应用层接收平台层传来的信息,并对信息进行处理和决策,再通过平台层和网络层向下发送信息以控制感知层的设备终端。

根据《泛在电力物联网建设大纲》要求,应用层分为面向内部对象的业务和外部对象的业务,对于外部对象的业务,又细分为很多产品,不同的产品实现不同的功能。因此,应用层的特点为“依托企业中台,共享平台服务能力,支撑各类应用快速构建”。

对内,可以提升客户服务水平,提升企业经营绩效,提升电网安全经济运行水平,促进清洁能源消纳。对外,可以打造智慧能源综合服务平台,构建能源生态体系,培育发展新兴业务。

以上,就是泛在电力物联网的四层架构体系,根据泛在电力物联网的建设大纲,分析这四层结构的特点和要求可以发现,平台层的建设速度直接关系着泛在电力物联网的建设成果。

这是由于感知层包括操作系统、硬件和网关的统一可以和平台层的建设同步进行,而平台层的建设即使采用分区域的并行建设方式也无法像感知层那样细分,应用层的业务产品和功能也完全取决于平台层对于数据的整合能力,所以泛在电力物联网的建设过程中,需要特别关注平台层的建设进度。

以上就是 “泛在电力物联网”基本概念和架构的先容,下文中大家将详细解读泛在电力物联网的发展进程、对能源互联网建设的战略意义,以及其发展前景与机会。

“泛在电力物联网”在国内仍属新兴概念,因此本文主要是定性分析,如果有理解偏差,欢迎大家及时指正。

编辑:物通

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