电力无线专网在泛在电力物联网中的应用

电力无线专网在泛在电力物联网中的应用

周艺

国网太原供电公司信息通信公司  山西太原 030012

摘要：随着经济和信息技术的快速发展，本文从泛在电力物联网体系架构出发，结合业务内容，对相关技术标准体系建设范围、建设内容进行了分析。指出了需要坚持系统、逻辑、开放的构建原则，以智能管理为标准推广应用的贯穿思路，以试点工程应用和产业联盟合作为标准全寿命生长的建设手段的科学建设标准体系方案，从而充分发挥标准支撑效果，助力“三型两网”世界一流能源互联网发展。

关键词：泛在电力物联网，标准体系，智能管理，协同，联动

引言

物联网是指任何时间、任何地点、任何人、任何物之间的信息连接和交互。2019年3月，国家电网提出了“泛在电力物联网”的概念。泛在电力物联网是泛在物联网在电力行业的具体表现和应用落地，将电力用户、电网企业、发电企业、设备供应商、相关设备等人和物连接起来，产生共享数据，为用户、电网、发电、供应商和政府、社会服务。以电网为枢纽，发挥平台和共享作用，为全行业和更多市场主体发展创造更大机遇，提供价值服务。

1泛在电力物联网传输网的关键技术

1.1统一交换技术

POTN传输网支持信元交换为前提的统一交换矩阵，确保各种业务条款的透明化；背板总线架构和交换集中体系支持光传输网，更支持分组的电层调度与疏导，对时分复用模式/光传输系统和分组数据之间进行灵活适配与互动。实施统一信元交换的包括虚容器/分组包/通路数据单元，POTN内核系统具备海量多粒度电交叉，超自由的调度和交换的统一架构，对TDM和分组交换的数据实施统一传输，将PTN和OTN的功能进行深度融合，可同时支持在统一交换单元下将VC/PACKET/ODUK进行交换。

1.2光交叉技术

光交叉技术对IoT的承载网进行服务和优化的光传输网络，特别支持光交叉连接，同时借助全光背板光交叉连接系支持统多级导向，以真正完成高可靠的结构连接，另外拥有跟踪波长标签、实时监测光层节点的功能。

1.3刚柔管道隔离技术

POTN对分组增强光传输系统进行有效服务，并且对传输分组转发技术的L2/L3网络进行强化，同时对现有的光传输网映射复用结构实施简化、化解控制管理以及开销的复杂程度，缩减设备成本、降低时延、宽带配置更灵活，以促进物联网承载组网的灵活性。为了让物联网网络端对端的管理获得支持，POTN传输平台鼓励在波长、集光纤配线单元、VC等硬管道中实施隧道封闭，隧道封闭也可以允许在软管道上进行，例如多协议标签交换扩展和以太网的分组，同时对网络实施协同管控，根据实际需要调整和配置刚柔管道，实施安全封闭。

2技术标准体系建设内容

2.1构建原则

现有电网技术标准和物联网技术标准难以满足发展要求，需要建立新的技术标准体系。泛在电力物联网的建设过程必然是对技术标准（规范）的提出、建设和完善的过程，要构建良好的能源产业生态，必须坚持：（1）系统性泛在电力物联网技术标准体系需要协调相关技术领域，指导电网企业、电力用户和设备制造商；支持跨行业、跨地区开发和应用；协调和统一有关技术问题，连接系统的各个环节，确保其互操作性。制定泛在电力物联网技术标准体系要从电力物联角度出发，根据各种组成要素从多角度综合考虑，形成有机完整的体系，指导泛在电力物联网技术标准的制定与修订。（2）逻辑性泛在电力物联网技术应用包括数据采集、信息传输与处理、控制决策等技术环节。各环节的标准之间，尤其是相互之间连接过程中设计的标准要充分考虑其逻辑性，以保证各个标准之间的协调配合，从而发挥标准体系的综合作用。（3）开放性泛在电力物联网标准体系应该是一个开放的体系，能够及时更新、扩展、与时俱进，适应电网技术的发展需求，并始终保持一定的先进性。

2.2构建思路

按总体规划、迭代推进的思路，以人工智能、知识图谱、大数据等物联网技术为核心，以移动终端、智能穿戴设备、设备统一身份编码（ID）应用为手段，实现以制度标准为基础的精准搜索、智能推荐、辅助决策等三大服务功能的开发和应用，建设国际领先的制度标准智能化管理体系，让人工智能赋能企业管理，为电力泛在物联网建设提供智能知识服务。

3泛在电力物联网的应用

3.1关键应用

当下的电力系统网的组网结构体现在：同步数字体系、光传送网，分组传送网，独立性的组网。省级骨干网的模式为mstpotn/波分复用、地市级骨干网的模式为同步数据传输系统/MSTP/分组传送网。但独立组网的问题也不可回避，表现在以下三个方面。（1）由于不同层次的同步数字体系、分组传送网、光传送网络，供货渠道的不同、不一样的建设期导致较高的建设及运维成本，让调度和管理的难度无形增大。（2）同步数字体系和分组传送网难以独家承载大颗粒业务、成本低、大带宽、传送的远距离能力；光传输网络难以得心应手地管控带宽的能力及L3VPN功能。由此可见，在承载业务领域三种网络缺点都不可避免；都显示出缺陷。（3）同步数字体系，光传送网和分组传送网单独组网造成传输承载网结构层次更复杂，并且浪费了诸多电源和管线资源以及机房空间，对传输承载网的发展造成不利影响。

3.2应用场景

POTN技术对传统电力通信网络的层级起到有效简化的作用，更加方便了网络管理和业务调度等。提供全方位、全业务且多元化的良好通信服务，让高安全、高可靠、大带宽的传输通道成为泛在电力物联网的有力支撑。在电网系统中的应用体现在以下几个方面。（1）因为VC的交叉连接，对虚通路的终结，低时延可实现毫秒级，特别适合实时性有很高要求的业务的传输，以及电力继保业务的传输。同时担负电网调度自动化的传输，也可以传输配电数据和命令。让接入网络的应急有所提升，对构件全新的智慧调控系统实施帮助，研究探索调控领域应用汇集的数据，对大型能源系统的构建程序进行全景认知，切实转变调控模式，即从生产调控模式转向生产服务融合模式。对视频识别技术和作业管控进行应用，达到智能管控的现场化。（2）因为分组业务的交叉，让容量扩展性和组网灵活性得以提高，以太网为典型的分组业务服务质量有了根本保障。例如：电力无线专网传输应用互联网协议回传业务的同时，更要担任配网230波动频率专网的互联网协议化回传业务的传输应用，同时要承载配网光纤接入技术回传业务，采集用电信息并对数据进行应用。同时要负责上传变电站智能机器人巡查的数据。让泛在终端安全数据实现共享，建设新一代信息通信基础构架，为泛在电力物联网提供坚实的物质基础。POTN技术具备协助应用研究的功能，实施目标是边缘物联安全代理，从而构建安全代理体系，内容是符合差异性业务场景周边物联网，实现泛在接入的终端层不同网络协议终端的安全共享。POTN更能对终端智能的升级和终端模块化的部署，促进跨业务同源数据的采集，深度覆盖用电侧和配电侧的采集监控、发电侧和客户侧大范围延伸。

结语

在泛在电力物联网中广泛深入应用电力无线专网，对泛在电力物联网的实现万物互联、人机交互、业务共享具有重要意义。本文综述了泛在电力物联网的基本概念、特征，分析了泛在电力物联网业务对通信的需求。泛在电力物联网各业务对通信宽带需求较高；在通信方式上，对电力无线专网的需求较高。

参考文献

[1]丁伟强,黄宏波,曹静,张倩,陈德平.面向泛在电力物联网的传输网发展分析[J].浙江电力,2019,38(12):50-56.

[2]周忠育,张仁贡.基于物联网技术的智慧水电云监管平台的设计与应用[J].浙江水利水电学院学报,2016,28(03):69-76.