裴求根，黃小強，駱書劍，阮家濱

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司，廣東 廣州 510030)

1 研究背景與現(xiàn)狀

1.1 研究背景

近年來，物聯(lián)網(wǎng)的市場規(guī)模正處于飛速擴張的階段。預(yù)計到2022年市場規(guī)模將達(dá)到7.24萬億元，到2045年，至少將有1 000億臺設(shè)備實現(xiàn)互聯(lián)互通，物聯(lián)網(wǎng)的使用將持續(xù)增長。而電力能源將通過與人工智能、現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集傳輸技術(shù)、云計算和數(shù)據(jù)分析技術(shù)的結(jié)合，深刻影響著物聯(lián)網(wǎng)時代的生產(chǎn)方式[1]。

廣東電網(wǎng)公司在第二屆第八次職工代表大會暨2019年工作會議上提出，2019年，廣東電網(wǎng)要深化創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、推動科技創(chuàng)新，重點開展新一代載波技術(shù)、云化智能配用電、北斗地基精準(zhǔn)作業(yè)定位等技術(shù)的研發(fā)攻關(guān)，支持智能電網(wǎng)發(fā)展；研究新一代智能終端和智能化數(shù)據(jù)傳輸通信模塊，實現(xiàn)能量流、信息流和業(yè)務(wù)流的融合；加快新興業(yè)務(wù)整合發(fā)展，圍繞儲能、微電網(wǎng)、客戶整體能源解決方案等業(yè)務(wù)，創(chuàng)新商業(yè)模式，推進(jìn)智慧調(diào)度建設(shè)，實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲智能協(xié)同控制，打造電力物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)平臺。目前廣東電網(wǎng)正在著手開展基于新一代載波技術(shù)電力物聯(lián)網(wǎng)前期調(diào)研，未來廣東電網(wǎng)將會加大相關(guān)投入，預(yù)計2019—2021年，廣東電網(wǎng)預(yù)計投入相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)(包括通訊模組、統(tǒng)一網(wǎng)管平臺、智能電表等)費用2 200萬元；2022—2025年，廣東電網(wǎng)預(yù)計投入產(chǎn)品研發(fā)費用7800萬元；僅考慮廣東電網(wǎng)3 400萬臺電表周期性更換及新增需求，每年載波模組需求量500萬套。

1.2 電力物聯(lián)網(wǎng)研究現(xiàn)狀

從物聯(lián)網(wǎng)概念興起發(fā)展至今，受基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、基礎(chǔ)性行業(yè)轉(zhuǎn)型和消費升級三大周期性發(fā)展動能的驅(qū)動，處于不同發(fā)展水平的領(lǐng)域和行業(yè)成波次地動態(tài)推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。當(dāng)前，基礎(chǔ)性、規(guī)模化行業(yè)需求凸顯，一方面，全球制造業(yè)正面臨嚴(yán)峻發(fā)展形勢，主要國家紛紛量身定制國家制造業(yè)新戰(zhàn)略，以物聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息技術(shù)成為重建工業(yè)基礎(chǔ)性行業(yè)競爭優(yōu)勢的主要推動力量，物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)創(chuàng)新并與工業(yè)融合，推動傳統(tǒng)產(chǎn)品、設(shè)備、流程、服務(wù)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展，加速重構(gòu)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新體系[2]。另一方面，市場化的內(nèi)在增長機制推動物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)逐步向規(guī)?；M市場聚焦。受規(guī)模、聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量、高附加值、商業(yè)模式清晰等因素推動，車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、社會公共事業(yè)等成為當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的熱點行業(yè)[3]。

為貫徹國家“建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強國、數(shù)字中國、智慧社會”戰(zhàn)略部署和公司“數(shù)字南網(wǎng)、智慧南網(wǎng)”的戰(zhàn)略要求，廣東電網(wǎng)公司有限責(zé)任公司于2018年6月在南方電網(wǎng)范圍內(nèi)率先印發(fā)了《“云大物移智”融合應(yīng)用頂層設(shè)計報告》和《“云大物移智”融合應(yīng)用總體工作方案》，從組織架構(gòu)、運作機制、基礎(chǔ)支撐方面明確了公司“云大物移智”融合應(yīng)用業(yè)務(wù)藍(lán)圖和“12345”實施路線圖。公司將圍繞新一代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)企業(yè)的融合應(yīng)用場景，開展關(guān)鍵技術(shù)研究，形成公司物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)體系和安全技術(shù)規(guī)范，同時開展技術(shù)選型，制定統(tǒng)一技術(shù)路線，啟動物聯(lián)網(wǎng)平臺的搭建工作。

2 電力領(lǐng)域典型應(yīng)用場景研究

2.1 新能源接入與調(diào)度

目前，大多數(shù)分布式電源缺少遠(yuǎn)動設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)等設(shè)施，分布式電源的實時運行信息(如電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)等運行數(shù)據(jù))沒有及時采集和發(fā)送到電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中，調(diào)度員無法直觀了解分布式電源的運行狀況；從而不利于電網(wǎng)調(diào)度的正確決策，導(dǎo)致監(jiān)控難度較大，易造成分布式電源無序發(fā)電、電能質(zhì)量差，影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

大規(guī)模新能源的并網(wǎng)運行給電網(wǎng)的調(diào)度運行管理提出了新挑戰(zhàn)，造成了很多新問題。目前大多數(shù)分布式電源缺少遠(yuǎn)動設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)等設(shè)施，分布式電源的實時運行信息(如電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)等運行數(shù)據(jù))沒有及時采集和發(fā)送到電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中，調(diào)度員無法直觀了解分布式電源的運行狀況，從而不利于電網(wǎng)調(diào)度的正確決策，導(dǎo)致監(jiān)控難度較大，易造成分布式電源無序發(fā)電、電能質(zhì)量差，影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。目前主要存在以下問題：

(1)分布式電源小、散，自動化程度低，缺少對分布式電源的運行情況進(jìn)行監(jiān)視和控制，自身安全性和可靠性低。

(2)電網(wǎng)無法了解分布式電源的運行狀況，調(diào)度命令難以到達(dá)，易造成分布式電源無序發(fā)電，難以發(fā)揮相應(yīng)資源優(yōu)勢。

(3)分布式電源發(fā)電的隨意性及無功、電壓、同期等問題突出，增加了并網(wǎng)對電網(wǎng)影響。

(4)分布式電源能源特性差異較大，即使相同類型的分布式電源也存在著環(huán)境、設(shè)備等各類的原因?qū)е掳l(fā)電特性變化較大，不太容易預(yù)測，所以對分布式電源的調(diào)度存在一定難度。

(5)從管理層面上來講，大多數(shù)分布式電源的資產(chǎn)并不屬于電網(wǎng)公司，分布式小電源的業(yè)主只會考慮自身利益，很少從大局出發(fā)；雖然分布式電源在并網(wǎng)時會簽訂并網(wǎng)協(xié)議，但缺少有效的監(jiān)管手段，這也會導(dǎo)致分布式小電源并網(wǎng)的混亂無序。

(6)部分分布式電源就地管理人員的技術(shù)水平有限，分布式電源出現(xiàn)問題時不能及時有效的處理，從而影響到電網(wǎng)的安全運行。

(7)當(dāng)前分布式電源特別是光伏電站的二次監(jiān)控系統(tǒng)投入成本高，監(jiān)控系統(tǒng)廠家眾多，缺乏統(tǒng)一的信息化標(biāo)準(zhǔn)。

目前分布式電源的接入對電網(wǎng)調(diào)度主要存在以下幾個難點：

(1)電網(wǎng)缺乏對分布式電源有效監(jiān)視及控制。

(2)缺少分布式電源發(fā)電預(yù)測數(shù)據(jù)。

(3)電網(wǎng)無法了解分布式電源運行情況，調(diào)度命令難以直達(dá)。

(4)分布式電源無序發(fā)電，難以發(fā)揮資源優(yōu)勢。

(5)分布式電源難以統(tǒng)一調(diào)度。

2.2 輸電線路狀態(tài)在線監(jiān)測及視頻監(jiān)控

高壓輸電線路和電力塔所處環(huán)境復(fù)雜，單純依靠人進(jìn)行定期巡檢及人為觀測，具有周期長，工作效率低，人工監(jiān)測和維護(hù)成本巨大且操作不方便，很難發(fā)現(xiàn)電力桿塔隱蔽性的故障甚至無法及時發(fā)現(xiàn)突發(fā)事件造成的鐵塔傾斜，極有可能造成事態(tài)進(jìn)一步擴大。因此，對鐵塔傾斜以及周邊環(huán)境情況進(jìn)行實時監(jiān)測，對電能安全遠(yuǎn)程傳輸具有非常重要的意義[4]。

為解決以上的問題，通過智能感知終端采集鐵塔及周邊環(huán)境數(shù)據(jù)，實時上傳到物聯(lián)平臺。實現(xiàn)精確、實時全天候自動獲取觀測點的變形數(shù)據(jù)，對采集數(shù)據(jù)的分析、處理與判斷得出結(jié)論最終形成分析報告，為安全決策提供有力的支持。

針對架空輸電線路，通過采集視頻/圖像畫面，融合前置AI智能分析、自動巡檢以及隱患分析等功能，分析電網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)以及周邊環(huán)境，將數(shù)據(jù)實時上傳至系統(tǒng)平臺并及時預(yù)警。設(shè)備同時集成桿塔傾斜、微氣象等傳感器，實現(xiàn)輸電線路多維度監(jiān)測。可有效防止施工機械、導(dǎo)線異物、鳥害、山火以及交通事件等外力破壞事故的發(fā)生，保障架空輸電線路安全穩(wěn)定運行[5]。

對架空輸電線路設(shè)備本體、氣象環(huán)境、通道狀況等進(jìn)行監(jiān)測，通過在線監(jiān)測裝置向主站傳送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對架空輸電線路運行狀況定性或定量分析。

(1)在地質(zhì)不穩(wěn)定區(qū)、大跨越線檔、關(guān)鍵送電通道等，對桿塔傾斜、基礎(chǔ)沉降、線路振動、導(dǎo)線及金具溫度等線路狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測。

(2)在覆冰區(qū)、山火區(qū)及有風(fēng)險控制需求處，對輸電線路典型故障(如線路覆冰、山火煙霧、遺留物檢測等)及作業(yè)風(fēng)險隱患(如施工越界等)進(jìn)行視頻監(jiān)測。

(3)直觀顯示各監(jiān)測、監(jiān)控信息數(shù)據(jù)的歷史變化過程及當(dāng)前狀態(tài)，為管理人員提供簡單、明了、直觀、有效的信息參考。

2.3 變電設(shè)備在線監(jiān)測

在變壓器、GIS設(shè)備、開斷頻繁的開關(guān)、開關(guān)柜等處安裝在線監(jiān)測裝置(傳感器)，在不影響設(shè)備運行的條件下，對設(shè)備狀態(tài)量連續(xù)或定時進(jìn)行的監(jiān)測、采集、處理，監(jiān)控數(shù)據(jù)經(jīng)主控室監(jiān)控子站匯聚后發(fā)送至后臺監(jiān)控主站。包括局部放電、變壓器油色譜、中性點直流、鐵芯接地電流、斷路器動作特性、SF6氣體在線監(jiān)測、避雷器在線監(jiān)測、電壓互感器在線監(jiān)測、電流互感器在線監(jiān)測等監(jiān)測類型，其中局放在線監(jiān)測、變壓器油色譜在線監(jiān)測占比較多。

變電站感知內(nèi)容分為以下3類。

(1)主設(shè)備運行狀態(tài)感知：對于變壓器、斷路器、電容性設(shè)備、避雷器等主設(shè)備，應(yīng)安裝各類感知裝置、配置巡檢機器人。實現(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的全面感知、異常設(shè)備預(yù)警，并支撐智能巡檢、缺陷主動預(yù)警、故障決策等業(yè)務(wù)功能。

(2)運行環(huán)境感知：對于變電站運行外部氣象環(huán)境，以及電纜溝道、內(nèi)部控制室、開關(guān)室、匯控柜、端子箱等內(nèi)部環(huán)境，應(yīng)安裝溫濕度、水位、視頻等傳感裝置。實現(xiàn)主設(shè)備運行環(huán)境監(jiān)控、風(fēng)險預(yù)警，并支撐主輔設(shè)備智能聯(lián)動相關(guān)功能。

(3)人員作業(yè)環(huán)境感知：對于現(xiàn)場人員各類作業(yè)行為，應(yīng)配置電子圍欄、手持終端、智能攝像頭等傳感裝置，通過軌跡跟蹤、人員定位等方式，規(guī)范現(xiàn)場人員巡視作業(yè)、倒閘操作、停電檢修等行為。

2.4 智能配電房

高度融合“云大物移智”等技術(shù)，基于多方數(shù)據(jù)協(xié)同的綜合監(jiān)控和管理平臺，實現(xiàn)對房內(nèi)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測、環(huán)境的實時監(jiān)控、行為的安全防控、社會化服務(wù)的高效支撐的數(shù)字化、可視化、自動化、互動化新型現(xiàn)代化配電房。智能電房智能監(jiān)控終端(STU)實現(xiàn)以下功能：

(1)設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)視、運行環(huán)境監(jiān)控、安防監(jiān)控。

(2)實現(xiàn)用電管理、用電評估、電能分析、能耗管理功能。

(3)利用電力場景智能算法進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，輔助決策，實現(xiàn)智能運維。

2.5 計量自動化

電能計量自動化系統(tǒng)建設(shè)是一項系統(tǒng)的工程，該系統(tǒng)涵蓋全網(wǎng)各級計量點及采集終端，集信息采集、監(jiān)控、分析和計量管理于一體。其主要功能是為供電企業(yè)有序用電、遠(yuǎn)程抄表、負(fù)荷控制、預(yù)購電、電費結(jié)算、用電檢查及負(fù)荷管理等提供支撐，并在此基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)線損四分以及需求側(cè)管理的分析決策，滿足了電力市場的運營要求，達(dá)到減員增效的目的，也為供電企業(yè)節(jié)能降耗工作發(fā)揮了作用。

低壓集抄系統(tǒng)是采用低壓擴頻載波、rs485總線等通信技術(shù)和計算機應(yīng)用技術(shù)，集低壓配電網(wǎng)電能表數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理為一體的自動化電能計量管理系統(tǒng)。主要實現(xiàn)對已接入該系統(tǒng)的用戶電能表實施完善的自動遠(yuǎn)方抄表、計量設(shè)備工作狀況的監(jiān)控、線損等用電信息的及時分析和掌握，向系統(tǒng)提供高質(zhì)量的電量和電力數(shù)據(jù)等，從而為其他用電量分析等數(shù)據(jù)分析業(yè)務(wù)提供依據(jù)。對于城區(qū)小區(qū)型的居民用戶。其計量電能表很集中，可以使用帶485通訊的電子式電能表進(jìn)行計量，集中抄表裝置通過rs485通訊線對電能表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。而對于居住比較分散的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，需要采用載波表對用戶進(jìn)行計量，集中器通過電力線采集載波表數(shù)據(jù)。主站通過電話線采集集中器的數(shù)據(jù)，達(dá)到抄表的目的。城區(qū)居民用戶已經(jīng)全部安裝集中抄表裝置，集中器采用485和載波兩種通訊方式采集電能表數(shù)據(jù)。而對于居住比較分散的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，需要采用載波表對用戶進(jìn)行計量，集中器通過電力線采集載波表數(shù)據(jù)。主站通過電話線采集集中器的數(shù)據(jù)，達(dá)到抄表的目的。

計量自動化通過智能計量終端的應(yīng)用，實現(xiàn)以下功能：

(1)實時采集用戶電量、監(jiān)控線損、停電監(jiān)測。

(2)戶變關(guān)系實時識別、三相不平衡實時計算、臺區(qū)電壓監(jiān)測。

3 電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)需求研究

為解決上述發(fā)輸變配用各典型業(yè)務(wù)場景中的業(yè)務(wù)痛點與訴求，需要建設(shè)電力物聯(lián)網(wǎng)來滿足對應(yīng)需求。結(jié)合業(yè)務(wù)場景的分析，可知需要從如下幾個方面分別闡述建設(shè)電力物聯(lián)網(wǎng)的需求，包括功能需求、性能需求、可靠性需求。

3.1 電力物聯(lián)網(wǎng)功能需求分析

從上述各類業(yè)務(wù)場景分析可知，電力物聯(lián)網(wǎng)要解決的問題主要包括了以下幾點。

3.1.1 電力設(shè)備的感知監(jiān)控

實現(xiàn)各類電力設(shè)備的遠(yuǎn)程感知及監(jiān)控，包括了設(shè)備本體狀態(tài)，以及設(shè)備運行環(huán)境等信息的采集與監(jiān)控。其中根據(jù)設(shè)備重要性等級、業(yè)務(wù)重要性等級等情況，涵蓋了實時性要求高或低的數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控需求。

該過程需要解決的問題包括海量異構(gòu)設(shè)備的感知與通信接入，各種通信協(xié)議的適配轉(zhuǎn)換，各種異構(gòu)數(shù)據(jù)源的解析與安全采集。

3.1.2 電力設(shè)備的檢修維護(hù)

實現(xiàn)各類電力設(shè)備的運行檢修與調(diào)度維護(hù)，包括了有人作業(yè)與無人作業(yè)，這里面就涉及了設(shè)備檢修狀態(tài)與結(jié)果的數(shù)據(jù)采集，作業(yè)人員的行為監(jiān)控與分析，作業(yè)任務(wù)與命令的實時與非實時下發(fā)，無人機、機器人等巡檢設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、傳輸及分析等內(nèi)容[6]。

該過程需要解決的問題包括海量異構(gòu)數(shù)據(jù)的采集與傳輸，特別是視頻類數(shù)據(jù)的傳輸與處理。同樣也涉及各類通信協(xié)議的適配接入。上層應(yīng)用系統(tǒng)的告警類等數(shù)據(jù)的處理、分析與展示，以及對應(yīng)檢修任務(wù)等相關(guān)數(shù)據(jù)的維護(hù)管理。

3.1.3 電力設(shè)備所產(chǎn)生業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的集成分析應(yīng)用

實現(xiàn)各類電力設(shè)備所產(chǎn)生數(shù)據(jù)的集成分析，并基于分析結(jié)果為相關(guān)人員提供工作指導(dǎo)價值。

該過程需要解決的問題包括了大數(shù)據(jù)集成存儲與計算分析，人工智能類的圖像視頻等分析應(yīng)用，以及數(shù)據(jù)的共享與開放應(yīng)用。其中涉及了數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的建立，作為所有大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)集成的基礎(chǔ)。

基于上述電力物聯(lián)網(wǎng)需要解決問題進(jìn)行分析，可知電力物聯(lián)網(wǎng)需要提供的主要功能包括但不限于下面內(nèi)容。

(1)設(shè)備管理。

設(shè)備管理功能模塊提供產(chǎn)品設(shè)備接入、注冊鑒權(quán)、終端設(shè)備管理、設(shè)備集中配置、在線調(diào)試、設(shè)備狀態(tài)管理以及設(shè)備軟件/固件升級等內(nèi)容。

設(shè)備管理功能模塊對設(shè)備終端、網(wǎng)關(guān)、計算資源、應(yīng)用和數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，通過標(biāo)準(zhǔn)接口實現(xiàn)各應(yīng)用快速對接。該模塊應(yīng)采用開放的軟件架構(gòu)，支持基于虛擬化的分布式部署，具備無縫的擴展能力，可以支撐千萬級別的終端管理和控制，滿足海量物聯(lián)終端的管理要求，實現(xiàn)設(shè)備標(biāo)簽管理、在線調(diào)試、授權(quán)證書、遠(yuǎn)程配置、固件升級、遠(yuǎn)程維護(hù)、實時監(jiān)控、分組管理等功能。

(2)連接管理。

提供連接情況動態(tài)管理，實時監(jiān)測端到端連接情況，能夠?qū)Χ说蕉诉B接異常斷開或其他連接異常情況進(jìn)行定位、記錄和告警。結(jié)合用戶管理中的身份權(quán)限認(rèn)證模塊對終端身份編碼進(jìn)行鑒權(quán)、登記、準(zhǔn)入等，實現(xiàn)端到端連接的身份識別管理，保障端到端連接安全。

(3)數(shù)據(jù)管理。

提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一提供查詢和更新服務(wù)，保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在業(yè)務(wù)運營中的唯一性和一致性?；A(chǔ)數(shù)據(jù)包括生產(chǎn)設(shè)備屬性數(shù)據(jù)，組織結(jié)構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)在內(nèi)的平臺運行所必需的靜態(tài)數(shù)據(jù)等。

平臺對各種設(shè)備上報的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，將上報的各不相同的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備數(shù)據(jù)；并提供標(biāo)準(zhǔn)控制命令到各種不同設(shè)備的控制命令轉(zhuǎn)換；將設(shè)備的原生數(shù)據(jù)根據(jù)行業(yè)定義的模型轉(zhuǎn)換后，支持規(guī)則引擎、業(yè)務(wù)編排模塊、第三方行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)觸發(fā)。

數(shù)據(jù)管理功能包括了數(shù)據(jù)模型管理、數(shù)據(jù)采集管理、數(shù)據(jù)集成與存儲、數(shù)據(jù)訂閱與推送、數(shù)據(jù)使用授權(quán)等。

(1)用戶管理。

用戶包括業(yè)務(wù)訪問者、資源提供者和應(yīng)用開發(fā)者，在資源的處理、存儲和訪問過程中，需要依據(jù)用戶對應(yīng)的屬性和權(quán)限做區(qū)分。針對用戶訪問具有移動性、動態(tài)實時性的特點，用戶管理實現(xiàn)需要提供身份認(rèn)證、授權(quán)等訪問控制問題。因此，用戶管理主要提供用戶注冊、用戶登錄訪問以及用戶權(quán)限管理等基本功能，平臺需要保存用戶的基本信息，包括用戶的權(quán)限信息、注冊信息、描述信息等。

(2)應(yīng)用使能。

基于電力物聯(lián)網(wǎng)平臺的基礎(chǔ)技術(shù)平臺能力，以及業(yè)務(wù)分析處理能力，為外圍應(yīng)用提供使能服務(wù)。主要采用API開放的形式提供服務(wù)，同時也能集成第三方的能力作為電力物聯(lián)網(wǎng)平臺的服務(wù)能力。

(3)運行監(jiān)控管理。

支持對應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)、終端3層對象運行監(jiān)控全覆蓋，對各層組件的自監(jiān)控運維管理，及時發(fā)現(xiàn)和處置運行故障，保障平臺整體可用運行。包括了設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控、基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)資源監(jiān)控、平臺組件監(jiān)控及運行狀態(tài)分析等能力。

3.2 電力物聯(lián)網(wǎng)性能需求分析

3.2.1 并發(fā)數(shù)據(jù)處理能力

系統(tǒng)支持并發(fā)用戶數(shù)要求不少于100個，系統(tǒng)支持登錄時長不長于3 000 ms、數(shù)據(jù)同步時間不長于5 000 ms。

3.2.2 業(yè)務(wù)性能指標(biāo)要求

(1)響應(yīng)時間要求：系統(tǒng)應(yīng)具有快速響應(yīng)的特性，用戶打開界面和提交事務(wù)的平均響應(yīng)時間低于1.5 s。用戶進(jìn)行在線實時查詢業(yè)務(wù)操作的數(shù)據(jù)處理時間應(yīng)低于5 s。

(2)具備億級設(shè)備長連接能力，百萬級并發(fā)能力，支持水平性擴展。

(3)通信協(xié)議要求：至少支持HTTPS，MQTT，COAP等協(xié)議，并提供自定義協(xié)議的擴展接口。

(4)網(wǎng)絡(luò)兼容性要求：支持2G，3G，4G，NB-IoT等蜂窩網(wǎng)絡(luò)接入和自建網(wǎng)絡(luò)的接入。

(5)設(shè)備兼容性：可支持多廠家的不同類型設(shè)備接入。

3.3 電力物聯(lián)網(wǎng)可靠性需求分析

(1)系統(tǒng)應(yīng)滿足電信級要求，可以為用戶提供長時間不中斷的、可用的服務(wù)。

(2)系統(tǒng)的平均穩(wěn)定運行保障可用時間(MTBF)應(yīng)大于1年，設(shè)計壽命應(yīng)大于10年。

(3)平均故障發(fā)生間隔：平均故障發(fā)生間隔指標(biāo)指業(yè)務(wù)系統(tǒng)發(fā)生間隔時間的平均值，大于90天。

(4)平均故障修復(fù)時間：平均故障(不可用)修復(fù)時間指標(biāo)指業(yè)務(wù)系統(tǒng)在出現(xiàn)故障后修復(fù)的平均時間，要求由軟件引發(fā)的故障一年內(nèi)平均修復(fù)時間小于1 h。

(5)組網(wǎng)可用性：系統(tǒng)需要支持網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)保護(hù)，組網(wǎng)方案中的關(guān)鍵業(yè)務(wù)部件不存在單點故障。

(6)恢復(fù)策略：系統(tǒng)應(yīng)有良好的備份和恢復(fù)策略，系統(tǒng)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可在線備份和恢復(fù)，恢復(fù)的數(shù)據(jù)必須保持其完整性和一致性。

(7)恢復(fù)措施：系統(tǒng)應(yīng)具備自動或手動恢復(fù)措施，以便在發(fā)生錯誤時能夠快速地恢復(fù)正常運行。

(8)系統(tǒng)恢復(fù)時間：系統(tǒng)發(fā)生影響業(yè)務(wù)的故障應(yīng)該能夠在4 h之內(nèi)恢復(fù)。

(9)系統(tǒng)軟件應(yīng)采用模塊化冗余設(shè)計，系統(tǒng)內(nèi)部無單點故障點。

(10)系統(tǒng)應(yīng)具有軟件故障在線恢復(fù)的能力。重大故障時間間隔應(yīng)大于1年。

(11)系統(tǒng)的故障能隔離在模塊內(nèi)，不具備擴散性。

4 結(jié)語

通過以上基于電力領(lǐng)域典型應(yīng)用場景的業(yè)務(wù)痛點研究分析，明確了電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)需要解決的問題，即明確了電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的范圍及目標(biāo)。未來，基于上述電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)需求分析，需要進(jìn)行更加深入的電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)設(shè)計研究。并以此形成電網(wǎng)領(lǐng)域的自有知識產(chǎn)權(quán)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品體系。這些產(chǎn)品根據(jù)電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展需求，整合和優(yōu)化已有應(yīng)用成果，完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，明確發(fā)展重點，科學(xué)指導(dǎo)規(guī)劃、建設(shè)與改造，全面推行模塊化設(shè)計、規(guī)范化選型、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，并加大電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的宣貫推廣與執(zhí)行力度，全面推行電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，使電力物聯(lián)網(wǎng)及信息化建設(shè)水平更上一層臺階，為智能電網(wǎng)的穩(wěn)定高效構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。