电力物联网云技术解决方案V100

电力物联网云技术解决方案 V100
电力物联网云技术解决方案 前言 实现电力物联网～需要一个完整的技术架构。为此～我们提供基于物联网与云 技术相融合的一体化解决方案。方案为电力企业提供一个整合的业务架构蓝图～帮 助电网企业成为“随需应变”的企业。方案是以电力信息中心控制系统为中枢神经 系统～以电力通信网关为神经节点～形成完整的网络体系～采用云技术作为神经系 统实现各点的采集、控制、分析、传输和存储,同时～方案支持开放标准～灵活、 自由的组件选择～可扩展性强～实现系统的快速设计、开发、部署和运行,方案兼 容电网企业已有的应用系统～节省投资。 云计算与云存储 云计算是是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展～是通过网络将庞大的计算处理程 序自动分拆成无数个较小的子程序～再交由多部服务器所组成的庞大系统经计算分 析之后将处理结果回传给用户。通过云计算技术～电力通信网关成为网络服务提供 者～处理来自本地电力二次设备的监测信息～保证信息及时有效处理～达到和“超 级计算机”同样强大的网络服务。 云存储的概念与云计算类似～它是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系 统等功能～将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作 ～共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。在这里～我们的电力通信网 关实现相同数据访问和业务访问支撑功能。 一、目标 在开放和互联的信息模式基础上～通过加载电力通信网关和电力信息中心控制 系统～对发电、输电、配电、用电等关键设备的运行状况进行实时监测和数据整合

～实现电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理～从而构建电力系统的 “中枢神经系统”。
中心控制系统通过物联网技术对电力通信网关实现统一管理～通过云计算实现 海量状态数据分析～并通过云存储技术保证大数据量存储安全～从而为建设电力物 联网提供技术支撑～并以此来提高信息化管理水平～实现二次设备统一化管理～兼 容二次设备多样化接口～提高复杂环境适应能力～加强数据共享～避免孤岛效应。
二、现状分析 现有电力二次设备的数据采集和分析功能～在发电、输变电、配电、用电过程 的某一环节上～能实现故障发生之前及时进行预 警或告警～故障发生之后精确定位故障源。现有的监测技术互为补充～为保障 电网安全生产发挥着越来越大的作用。 但由于各监测系统的生产厂家没有统一的设计标准～造成各个监测系统间无法 兼容和统一管理～不能构建点到线～线到面的全局监测系统～最终形成了一个个 “信息孤岛”。究其原因～可概括为以下三个方面: 2.1 二次设备的设计标准不统一 现有的配变监测系统、负荷控制系统、无功补偿等系统或者终端设备通常是来 自不同厂家的产品～各厂家采用自己的设计标准～自成一体、相互独立,即便是同 一厂家～其在不同时期的产品也存在多种设计标准～因此系统信息难以共享、功能 重复交叉、综合投资较大和运行维护困难。 2.2 二次设备的连接方式不统一 在现有的发输配用环节中～监测设备采用的联网方式主要有以下四大类: ,1, 采用以太网通信协议

在 TCP/IP 协议族中～监测厂商或使用传输层的协议进行通信,如:TCP、UDP 协 议,～或使用网络层的协议进行通信,如:IP 协议,～或使用其他层次的协议进行通 信。
,2, 采用串口通信协议 为远程采集电气设备的数据或与计算机通信～监测厂商大多使用 RS-232 和 RS485 串口标准进行通信,为达到更好的抗噪性和更远的传输距离～部分厂商采用 RS422 进行串口通信。 ,3, 采用无线通信协议 为适应特殊的地理环境～监测厂商使用无线手持监测设备～通过无线应用协 议,WAP,～可以获取监测数据。 ,4, 采用 USB 通信协议 在现有基于 USB 接口的电力二次设备中～USB 1.0 和 USB 2.0 相互惨杂～导致 数据传输速率不统一。 2.3 数据共享程度低 目前在发电、输变电、配电、用电过程的各环节上已经有比较成熟的监测管理 系统～同时在这四个环节上的区域上也有相应的监测系统～但这些监测系统之间缺 乏有效的互联～信息共享和交互性～造成各环节和各个地理区域上的“信息孤 岛”。 三、总体方案设计 通过中心控制系统和电力通信网关构建的电力物联网云技术解决方案～主要实 现以下功能,如下图所示,:电力设备状态数据的采集、复杂背景下的状态数据传 输、多维数据信息集成、海量数据分析、实时状态信息展示～以及精细化、智能化 运营控制管理。

四、网络拓扑 以中心控制系统为神经中枢、电力通信网关为神经节点、通信链路为神经链～ 通过电力通信网关与电力二次设备的无缝对接～完成与数字电网的信息交互、信息 处理以及信息校验～最终实现各环节监测设备的数据共享～为中心控制系统提供全 面、及时的现场数据展示。

中心控制系统
防火墙 组网通道 CAN 总线以太网无线传输串口传输…………电力通信网关电力通信网关电力通 信网关电力通信网关……

发电发电发电输变电输变电输变电配电配电配电用电用电用电 五、电力通信网关 5.1 电力通信网关介绍 5.1.1 多接口兼容设计 为兼容目前多样化的二次设备及适应以后的扩展～电力通信网关向上层系统提 供的接口有:以太网口、光纤口、无线通信接口等,向下层设备提供的接口有:以太 网口、串口、USB 口、 无线通信接口等, 组网通道 以太网口光纤口无线通信口……

电力通信网关 串口无线通信口以太网口 USB 口……
5.1.2 网络状况智能分析 电力通信网关具备强大的网络状况智能分析、判断能力。通过对中心控制系统 的以太网、3G 网络、GPRS 网络、短信网络环境进行测试～电力通信网关可智能地 摒弃不可用的网络链路～并在可用的网络链路中选择最佳的网络通道建立连接～实 现数据共享、指令互递。

证书服务器

通信链路 电力通信网关
短信通信以太网络测试 3G 网络测试 GPRS 网络测试