摘要：物联网平台是实现广州供电局企业信息化管理的承上启下作用，对下接入多种业务管理终端，对上支持多种业务应用，把各种垂直的物联网应用整合成一个扁平的应用网络体系。基于物联网平台进行应用建设，各业务应用在数据和业务层次进行不同程度的融合，全面实现广州供电局物联网平台的互联互通和智能处理。由此可见，在物联网平台建设前进行有针对性的方案分析制定，是非常重要的。
关键词：物联网，网络架构，应用支撑，平台功能
Research on Internet of things platform technology for power industry
GU Hai-tong，CUI Zhuo，WU Xiao-xiang，CAI Miao-zhuang，LI Yun-ting
（Guangzhou Power Supply Bureau Co.Ltd，Guangzhou Guangdong 510000，China）
Abstract：The Internet of Things（IOT）platform is a connecting link between the information management of Guangzhou Power Supply Bureau enterprises.It connects various business management terminals downward，supports multiple business applications upwards，and integrates various vertical IOT applications into a flat application network system.Based on the Internet of Things platform for application construction，the various business applications in the data and business levels of different degrees of integration，fully realize the Guangzhou Power Supply Bureau Internet of Things platform interconnection and intelligent processing.Therefore，it is very important to analyze and formulate the targeted scheme before the construction of the Internet of Things platform.
Key words：Internet of things，Network architecture，Application support，Platform function
1.引言
广州供电局有限公司是中国南方电网公司的子公司，担负着广州市11个市辖区的供电任务，供电面积7434平方公里，供电客户438万户。拥有110千伏及以上变电站251座，主变容量5502万千伏安。为广州快速发展提供国际先进水平安全可靠、优质经济的电力供应。并以南网方略为统领，按照“强本、创新、领先”的发展思路，着重在管理创新、技术创新、企业文化创新三方面用心用力，加快实现电网现代化、管理现代化、社会效益和经济效益最大化为企业的发展。
广州供电局通过对物联网的规划建设，大力推广物联网在行业的示范应用，是推进企业可持续发展的重要举措。而物联网平台，它提供了终端远程管理、运行监控、警告管理、协议匹配、业务数据传输、行业应用接入等综合服务功能，为广州供电局提供强大稳定的信息化业务运行支撑环境。
2.电力物联网概念及架构
随着智能电网的建设发展，电力系统设备开始变得更加智能化和现代化，从而使智能电网与物联网产生融合发展趋势。而所谓的电力物联网，其实就是一个能够满足电网基础设施、人员和环境识别、互联、感知和控制要求的网络系统。
从系统架构上来看，电力物联网主要由三个部分构成，即感知层、网络层和应用层。以下是对三部分构成的解释：
2.1电力物联网感知层
电力物联网感知层由感知控制子层和通信延伸子层构成，可以利用智能采集设备和传感器完成对电网有关电量、环境状态和机械状态等多种信息的采集。而利用通信终端模块，感知层还能够将物理实体连接到应用层和网络层。
由于感知层承担了信息的采集，可以应用的技术包括智能卡、PFID电子标签、识别码、传感器等；其具体的核心是感知层中的技术，从现在阶段来看，整个行业物联网发展的瓶颈就在感知层。国际电信联盟（ITU）将射频技术（RFID）、传感技术、智能嵌入技术列为电力物联网关键技术。另外，该四项技术也完全适用于广州供电局物联网平台建设方案中。
2.2电力物联网网络层
网络层位于电力物联网三层结构中的第二层，其功能为“传送”，即通过通信网络进行信息传输。网络层作为纽带连接着感知层和应用层，它由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网等组成，相当于人的神经中枢系统，负责将感知层获取的信息，安全可靠地传输到应用层，然后根据不同的应用需求进行信息处理。
电力物联网网络层由核心网和接入网组成，主要负责进行电网信息的传递和路由控制。由公网与专网组成，典型传输网络包括电信网（固网、移动通信网）、广电网、互联网、电力通信网、专用网（数字集群）。接入网包括光纤接入、无线接入、以太网接入、卫星接入等各类接入方式，实现底层的传感器网络、RFID网络最后一公里的接入。而智能电网对电力信息数据传输有着实时性、可靠性和安全性的要求，所以物联网需要依赖电力通信网进行信息的传递、汇聚和控制。在一些特定的情况下，也可以借助公众电信网实现通信。
传输网物联网的网络层基本上综合了已有的全部网络形式，来构建更加广泛的“互联”。每种网络都有自己的特点和应用场景，互相组合才能发挥出最大的作用，因此在实际应用中，信息往往经由任何一种网络或几种网络组合的形式进行传输。
而由于物联网的网络层承担着巨大的数据量，并且面临更高的服务质量要求，物联网需要对现有网络进行融合和扩展，利用新技术以实现更加广泛和高效的互联功能。物联网的网络层，自然也成为了各种新技术的舞台，如3G/4G通信网络、IPv6、Wi-Fi和WiMAX、蓝牙、ZigBee等等。
2.3电力物联网应用层
应用层位于电力物联网三层结构中的最顶层，其功能为“处理”，即通过云计算平台进行信息处理。应用层与最低端的感知层一起，是电力物联网的显著特征和核心所在，应用层可以对感知层采集数据进行计算、处理和知识挖掘，从而实现对物理世界的实时控制、精确管理和科学决策。
电力物联网应用层的核心功能围绕两个方面：一是“数据”，应用层需要完成数据的管理和数据的处理；二是“应用”，仅仅管理和处理数据还远远不够，必须将这些数据与各行业应用相结合。例如在智能电网中的远程电力抄表应用：安置于用户家中的读表器就是感知层中的传感器，这些传感器在收集到用户用电的信息后，通过网络发送并汇总到发电厂的处理器上。该处理器及其对应工作就属于应用层，它将完成对用户用电信息的分析，并自动采取相关措施。
从结构上划分，物联网应用层包括以下三个部分：
1．物联网中间件：物联网中间件是一种独立的系统软件或服务程序，中间件将各种可以公用的能力进行统一封装，提供给物联网应用使用。
2．物联网应用：物联网应用就是用户直接使用的各种应用，如智能操控、安防、电力抄表、远程医疗、智能农业等等。
3．云计算：云计算可以助力物联网海量数据的存储和分析。依据云计算的服务类型可以将云分为：基础架构即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）、服务和软件即服务（SaaS）.
从物联网三层结构的发展来看，网络层已经非常成熟，感知层的发展也非常迅速，而应用层不管是从受到的重视程度还是实现的技术成果上，以前都落后于其他两个层面。但因为应用层可以为用户提供具体服务，是与我们最紧密相关的，因此应用层的未来发展潜力很大。
图1 电力物联网技术体系架构
3.电力物联网平台支撑与功能应用
建设一个开放式的、分层式的、高统一的通信系统，覆盖范围涵盖电源、电网、用户的全流程，形成统一整体；在业务环节上覆盖电网建设、生产调度、电能交易、技术管理的全方位；在管理控制上应贯穿电网规划、设计、建设、运行维护、技术改造、退役的全过程；数据流传送包括信息采集、信息传输、信息集成、信息展现、决策应用等各阶段，最终形成电力流、信息流、业务流的高度融合和一体化。
结合智能电网各大环节与广州供电局的管理职能情况，电力物联网平台应用于智能发电、智能输电、智能变电、智能配电和智能用电五大模块：
在智能用电环节上，通过对发力设备的运行状态以及周边的环境的在线监测监控，实时掌握发电设备（施）的状态，保证供电的正常，结合发电设备的基本信息，包括地理位置、时间、周边环境、设备（施）基础信息（型号、参数、投入时间）等内容，进行发电设备（施）的监控管理，制定巡检、维护计划。
在智能输电环节上，主要体现在输电线路在线监控系统。包括视频、图像监控系统、状态监测、动态监测、输电塔监测、输电线路覆冰监测等。利用在线监测获取的信息对现场情况进行判别分析，加强对现场的实时监控，制定相应的巡检、维护计划。并结合智能化的平台系统的预警分析系统，对输环节的情况进行预警分析，在出现趋势或警情时，及时制定抢险抢修工内计划，并完成远程工作调度与工作监控。
在智能变电环节上，变电站是电网的枢纽，其作用是实现调度中心集中调度、变电站设备无人值守等，并根据具体的情况制定安全管理措施，建设自动化智能防控系统，实现远程防护与监控，保障变电环节的安全以及人员操作的规范与人身安全；在出现警情时快速完成应急调度工作。
在智能配、用电环节上，利用物联网技术，考虑采用开放频率的无线通信方式并与现有的电力通信系统相融合，形成符合智能电网要求的配电网统一通信解决方案。依靠物联网技术，可以实现降低电压节能技术，通过适当地降低电压来减少用电量，真正将节能减排工作落实在应用中。通过搭建电力综合数据处理平台，面向上层的信息处理和应用，通过对海量信息的有效处理实现包括对输电线路、变电站设备、配电线路及配电变压器的实时监测和故障检修，统一调配电力资源，实现与用户的信息双向互动，进而实现高效、经济、安全、可靠和互动的智能电网内在要求。
电力物联网平台体系除了为电网安全、稳定、经济、优质和高效运行提供全方位技术支撑外，还将为绿色节能环保、资源最优化配置、防灾减灾等方面提供坚强的技术支持。
4.电力物联网平台应用的前景
将物联网和智能电网二者进行相互结合，实现电网智能化的应用。在电力系统中应用物联网技术，能够改善输电通信基础网络，提高输电通信网络的稳定性和可靠性。在智能电网应用层中，其最终得以实现信息技术和智能电网二者之间的完美契合，可以有效地开展电力通信专网未覆盖的部分生产场所（移动生产检修巡检业务、电压监测业务）和营业场所接入、配网自动化接入、客户服务、办公电话、计量、应急灯业务等的通信业务，有助于智能电网的发展，提高能源利用率和供电安全，达到精确供电与节省用电成本的目的，并满足各信息元的需求分析以及信息的内部共享，对今后相关领域的发展产生深远的影响。
随着技术的创新与关，在感知、传输、处理、应用等技术领域关键技术的研究与应用，对研究制定国家、行业和企业标准，推动公司电力物联网研发运维中心、产业基地等创新载体建设，为形成持续创新奠定基础。
利用电力物联网平台建设的契机，初步完成产业体系构建。形成较为完善的电力物联网产业链，培育和发展电力物联网研发、生产、工程服务及运维骨干企业，初步形成门类齐全、布局合理、结构优化的电力物联网产业体系。
未来，将实现物联网技术在智能电网应用中的重大突破，将打造出电力物联网芯片设计、应用系统开发、标准规范体系、信息安全、软件及测试平台等完整的产业链。
5.结论
在通信技术发展迅猛的今天，物联网也迎来了高速的发展。物联网平台其实是起到了承上启下的作用，未来的物联网技术将会围绕政府、企业、消费者衍生出更多样化的应用，创造出巨大的社会价值。电力物联网是结合网络技术、数据库技术、中间件技术等多种高级技术的智能型网络。随着信息化技术和数字化技术的发展，利用先进的信息技术提高电网的智能化程度是我国电网发展的重要方向，电力物联网的应用定能够提高电力系统运行可靠性与安全稳定性，同时，它亦能满足保护环境，节能减排的可持续发展的要求，促使电网结构水平进入一个更高的层次。因此物联网技术在智能电网中的应用是必然趋势。
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作者简介
陈杰锋，1981.11，男，汉，广东潮州人，本科学历，工程师，广州科腾信息技术有限公司，沈阳工业大学，计算机科学与技术专业，研究方向为信息系统开发建设、物联网体系、智能电网
李勇斌，1979.09，男，汉，广东新会人，本科学历，助理工程师，广州科腾信息有限技术公司，中山大学，计算机与应用专业，研究方向为物联网技术应用，计量自动化运营监控应用，智能配电房运检系统
论文作者:陈杰锋,李勇斌
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/15
标签：电网论文; 电力论文; 智能论文; 技术论文; 网络论文; 信息论文; 广州论文; 《基层建设》2018年第34期论文;