电力物联网泛在电力平台技术研究及应用

切片
全业务泛在切片式通信终端—典型应用
3、商超无线覆盖及精准营销
(1)共用设备资源实现商超内网和外网切片组网；(2)打造商场无线经济圈，帮助商圈进行上圈外引流、商圈内导流、店铺内
聚流；(3)基于客户行为分析基础上实现广告精准营销
切片
广告
行为
覆盖
全业务泛在切片式通信终端—典型应用
4、智能变电站多业务安全接入
配网抢修平台
配电网隐患监控
2-电能质量检测
2-大用户负荷控制
柱上变压器监测 电动汽车车联网
电动汽车智能充换电服务 人员及车辆管理
电动汽车充换电站车辆引导 电力设施建设过程可视化 数字仓储
重点用电设施安全防护 仓储机器人
实物资产设备身份码 API/接口/终端
数字物流全链路监控
设备实物资产自动盘点
通道服务调用 安全可信电力物联网平台 数据接入 共享服务 标识管理和寻址
电力物联网平台侧结构
3-机房动力环境监控 架空输电线路监测 变电站视频监控 配电自动化 2-用电信息采集 输电线路巡检无人机 变电站智能巡检机器人 线路故障定位及报警 雷电定位 变电站安全防护
物联网业务应用
电缆沟道在线监测 输变电在线监测 1-智能头盔巡检 智能工器具管理 输电电缆在线监测 现场作业管理 电缆及通道防外破 变电检修作业安全管控 配电线路巡检 用户自助购电
承载电力物联网的专用通道
电力通信网
电力物联网平台侧结构
物联网业务应用
通信接口
通道管理API
数据接口
数据服务API
安全可信电力物联网平台 数据接入 共享服务 标识管理和寻址 数据存储 61850数据分发中间件 数据接入与共享服务
基于区块链的数据分发中间件 MQTT/CoAP /HTTP/XMPP/SoAP中间件
泛在物联网
传感网
与传统物联网概念相比较，泛在
电力物联网实际上是专用网络，
互联网 但通过安全防护措施和机制同综 合数据网、调度网、互联网之间 进行信息交换和数据处理。
物联网
全业务泛在电力物联网总体架构
应 用 层 平 台 层
泛 配在 层 适
一体化业务系统 统一工作台 资产标签管理 自动盘点 巡检机器人 …. 输电线路在线监测
无线/有线 业务 切片2 系统2 公网/专网
标准化的Openflow接口 业务 切片1 系统1
User Space
支持资源虚拟化和边缘计算的通信终端(网关)
Odin QoS&ACL DPI …… Cache-S Accelerator
业务 终端1
Local Kernel Space ap in-br 802.3 tap Soft Switch 802.11 Mon0 eth0.1 TUN/TAP Device aclr eth0.2 ctl macvlan
MQTT/CoAP /HTTP/XMPP/SoAP API
数据服务调用
61850数据分发中间件
基于区块链的数据分发中间件
数据接入与共享服务
数据存储
其他数据分发中间件
通道服务调用 网络连接 通道服务
网络连接通道服务
物联网设备管理
业务访问控制
通道资源管理 网络调用
安全隐私保护
终端接入控制
业务群组管理
外部能力调用
通信接口 网络连接 通道服务 网络连接通道服务 物联网设备管理 业务访问控制 通道资源管理 网络调用
电力通信网
安全隐私保护 终端接入控制
业务群组管理 外部能力调用
物联网通信接入端（网关）结构
终端业务侧支持多种物联网标准接口 终端网络侧支持公网/专网/有线/无线等多种数据通 道，并支持QoS自适应、通道聚合、多路径传输 终端采用SDN虚拟化技术，通过灵活配置业务侧和
数据管理技术
平台使能技术
工 业 互 联 网 平 台 安 全 技 术
IaaS技术
数据集成和边缘处理技术
策略
边缘 计算
切片
全业务泛在切片式通信终端—典型应用
2、智慧园区WiFi覆盖 (1)AP设备及信号实现园区全覆盖，减少网络重复部署，提升通信设备利用率；(2)通过管控系统集中配置，为不同业务快
速提供切片式安全组网；(3) 单个AP提供不同互联网流量接入SSID，与运营商合作开展流量经营
管控
管控系统
485网口
物联网业务
xPON模块 工业以太交换模块
Zigbee
物联网业务
管理
以太网口
物联网业务 业务终端(端)
平台及系统(云) 生产管理系统及 企业管理类系统
数据通道(管)
全业务泛在切片式物联网网关(边)
综合数据网
业务终端
生产控制类系统
调度数据网
业务终端
光传输网
电力物联网通道组织
物联网
业务
物联网承载网B 物联网承载网A
(1)变电站全时空WiFi信号覆盖，支持本低移动业务终端接入；(2)公用通信终端设备
基础上快速实现不同业务终端切片式接入，切片之间安全隔离；(3)实现不低于公网 安全级别的无线接入能力；(4)降低站内布线成本和公网无线租用成本
加密
安全
监控
五、工业互联网
工业互联网平台技术架构
应用开发和服务技术
工业数据建模和分析技术
网络接入能力 通信终端 通信接入能力 业务终端
终端管理
感知层 业务终端
业务接入能力
感知对象
电力物联网物理结构
1
电力业务系统 电力物联网 电力业务系统 应用系统 公网数据链路 公网移动通信模块 WiFi网口 物联网业务
基于 SDN 的切 片式 接入
卫星数据链路
卫星通信模块
电力无线宽带模块
2
电力物联网平台 电力通信网数据链路
业务 终端2
OVS
业务 终端3
案例—全业务泛在切片式通信终端
全业务泛在切片式通信终端—典型应用
1、医院泛在业务切片式接入
(1)单个WiFi AP设备虚拟化出多个网络切片（内网/外网；互联网/物联网；不同用户）,不同切片之间安全隔离; (2)赋予不同 网络切片不同的QoS和安全控制策略,提升通信资源利用率
统一信息模型
设备网关（软件）
移动终端 …
摄像头
自动化终端
电力物联网功能结构
管理能力 IT管理 平台层 网络层 安全能力 运行控制类业务 生产管理类业务 企业管理类业务 信 息 安 全 业务层
网络连接通道服务
数据接入共享服务
专网传输能力 光通道 通信管理 电路通道 数据通道
公网传输能力 数据通道 通 信 安 全 业 务 安 全
物联网应用案例—M2M网络结构及标准
序号 信息+业务 云 2 M2M业务平台技术要求 标准号 名称
YD/T 2961-2015
通信+信息
3
பைடு நூலகம்
YD/T 2962-2015 M2M终端设备业务能力技术要求
4
管 通信 6
YD/T 2913-2015
M2M通信系统增强安全要求
YD/T 2398-2012
M2M业务总体技术要求
边
业务 端 7 YD/T 2399-2012 M2M应用通信协议技术要求
物联网的发展以及泛在电力物联网
泛在电力物联网是指通过在电力生产、输送、消费、管理各环节，广泛部署具有一定感知能力、计算能力和
执行能力的智能装置，并同电力现有综合数据网、调度网和互联网互联互通，实现任何时间、任何地点、任何人、任 何物都能顺畅地通信，促进电网生产运行及企业管理全过程的全景全息感知、信息融合及智能管理与决策的物联网。
和服务，实现物联网价值聚集与规模增值，推动整个产业链的获利
模式三：以云服务方式提供具体行业应用系统及服务为目的、面向面型垂直行业的物联网/工业互联网平台 • 奥普云信息物联网监控平台 • 为中小制造业提供工业控制系统云服务平台，通常其针对具体垂直行业的特定需求，基于云环境面向不同的企业各自提供覆 盖传感数据接入、互联网通道、应用系统等的整套解决方案，实现物联网系统运行和服务外包 上述模式一和模式二融合趋势 • 中国联通在运营自有M2M平台的基础上，与jasper合作双平台运营
电力物联网技术交流
2018.04
物联网应用案例—物联网类型及运营模式
模式一：以侧重提供网络连接通道为目的的电信运营商物联网平台 • 中国电信、中国移动、中国联通提供的M2M平台，大部分为电信运营商自行开发建设 • 在接入侧提供无线/移动接入服务、在业务系统侧提供数据汇聚和分发服务，从而为企业或个人提供物联网数据传输通道 • 该模式相关技术标准比较成熟，与电力物联网应用场景类似 模式二：以互联网为传输通道、以移动智能终端为接入终端或网关、以数据接入共享为目的的物联网生态体系 • 百度、阿里、腾讯、亚马逊、jasper和华为等互联网服务提供商 • 依托已有的移动智能终端生态（Apple IoS、Android等）通过吸引全球各类合作伙伴加入，催生越来越多的物联网智能产品
物联网平台
SDN控制器
网络侧资源的匹配关系，形成网络切片
• 每个网络切片可独立管理和按需分配资源 • 基切片间相互隔离，发生异常则阻断对应切片 • 不同切片部署不同等级QoS和安全服务接入能力 终端采用开放式边缘计算平台架构，提升终端硬件 模块化和软件APP软件化，方便构建终端边缘计算 能力APP生态圈，支持终端智能可编程配置 终端支持与业务终端（传感器）解耦，并标准化二 者间接口，实现多业务终端同时接入，同时，降低 由于网络技术演进而迫使业务终端升级的频率 业务 系统3 切片3
SG-UAP
SG-BPM
云服务中心
全业务数据中心
…
物联云
视频云
生产控制云
企业管理云
公共服务云
协议适配
泛在业务切片管理
通信管理
网 络 层
基于区块链的数据安全通信链路
电力无线APN网
公网数据链路
光通信网络
无线专网
低功耗广域网(NB-IoT
感 知 层
硬件SDK
RFID 传感器
设备网关(硬件）
全球定位 (GPS,北斗)
感知层:通过各种新型传感器可以实现对智 能电网中的发电、输电、变电、配电、用 电、调度等各个环节关键设备的运行状态 、环境状态等信息的识别、采集和控制。 网络层:主要用于基于区块链技术的泛在电 力物联网的安全传输，实现业务数据通道 的安全隔离。支持无线传感网、4G、低功 耗广域网等不同通信网络接入。 泛在适配层：结合定制化通信终端，对接 入的泛在业务数据进行切片管理与可靠通 信。 平台层：基于安全通道，将泛在数据接入 三朵云和物联云平台，支撑上层云平台应 用。 应用层主要用于对感知层感知的信息根据 不同的应用与业务需求进行分析和处理， 通过采用智能计算、模式识别等技术实现 电网信息的综合分析和处理，有效支撑了 智能化的决策、控制和服务，提升电网各 个应用环节的智能化水平。