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泛在电力物联网迎来技术新突破,国网浙江电力

时间:2019-12-05 06:14来源:企业文化
国网浙江电力打造电网域数据中台支撑业务发展 4月28日,国网信通产业集团副总经理孙德栋在泛在电力物联网产业生态联盟大会上提出建设泛在电力物联网的“4条主线、2个保障”:

国网浙江电力打造电网域数据中台支撑业务发展

4月28日,国网信通产业集团副总经理孙德栋在泛在电力物联网产业生态联盟大会上提出建设泛在电力物联网的“4条主线、2个保障”:

2019年6月25日

以营配贯通优化提升推动内部管理与质效提升,以智慧能源综合服务体系建设带动业务开拓和生态构建,以数据中台建设推动数据共享与价值挖掘,以智慧物联体系建设支撑基础应用和泛在物联,以“国网芯”和智能终端技术突破保障应用创新,以全场景安全防护体系构建保障业务发展。主线1:以营配贯通优化提升推动内部管理和质效提升

“数据中台服务日均访问量超过200万次了。”6月19日,国网浙江省电力有限公司数据中台项目技术负责人黄海潮介绍,该公司数据中台自3月初上线试运行以来,已为近20个创新应用提供中台数据服务,支撑应用敏捷开发。

以营配贯通深化推动业务融合应用:综合应用边缘物联代理、智能配变终端、台区智能终端等,实现智能电表、低压断路器、无功补偿装置、电动汽车充电桩、分布式电源并网等装置、水气热计量装置及用户智能家居等的互联互通,从源头大幅提升营配贯通水平;利用边缘计算,实现配电变压台状态全面感知、低压故障主动研判、分布式光伏“孤岛”预警、电动汽车有序充电及用户用能监测、负荷辨识等应用。

当下,国网浙江电力正在积极打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的泛在电力物联网。该公司基于全业务统一数据中心开展电网域数据服务化建设,重构企业数据服务体系,打造企业数据中台,赋能前端应用快速、敏捷开发,为传统业务提升及新兴业务提升提供数据支撑。

建设关键点:以业务中台推动业务融合应用

随着物联网等类型业务的快速扩张,海量数据将不断向企业数据中心汇聚,基于中台模式的企业数据共享服务体系将有效整合企业数据资源,构建统一数据服务。

为企业级应用能力的汇聚中心、前端应用的服务中心、数据资源的整合中心,汇聚、沉淀公司各类可重用、可共享、可演进应用服务能力,支撑前端应用的快速构建。业务中台采取“成熟一个,接入一个”方式循序建设、初期考虑各公司各业务与中台适配性及需求迫切性,依托新一代电力营销系统、营配贯通优化提升优先开展客户服务中心、电网资源两大中心建设,并结合业务发展迭代完善。主线2:以智慧能源综合服务体系建设带动业务开拓和生态构建

融合业务和技术双重视角

以综合能源服务为核心,带动新兴业务发展。公司新兴业务主要包括三类:电网资产增值业务、数据资产增值业务、互联网业务。其中各类电网资产增值业务和部分的数据资产业务可由省市公司层面开展;互联网金融、电子商务、光伏云网、工业云网等业务由专业公司开展;智慧车联网运营可省市公司和专业公司协同开展。

“数据中台介于应用前台与计算后台间之间,是从业务视角提升数据能力的再思考、再出发,目的在于实现技术降本、应用提效、业务赋能。”黄海潮表示,简单地说,数据中台通过统一数据标准、沉淀共性需求、重构服务体系、创新运营模式等措施,提供敏捷、灵活、便捷的业务支撑,助力企业数据价值挖掘变现,驱动数据融通与开放共享。

智慧能源综合服务。为企业级应用能力的汇聚中心、前端应用的服务中心、数据资源的整合中心,汇聚、沉淀公司各类可重用、可共享、可演进应用服务能力,支撑前端应用的快速构建。业务中台采取“成熟一个,接入一个”方式循序建设、初期考虑各公司各业务与中台适配性及需求迫切性,依托新一代电力营销系统、营配贯通优化提升优先开展客户服务中心、电网资源两大中心建设,并结合业务发展迭代完善。

在数据中台建设之前,一个普通工作人员如果对其他专业系统不熟悉,又没有详细的数据字典辅助,面对那些已经经过信息化重新组织的业务数据,基本是无从下手的。

打造公司级智慧能源综合服务平台。建设智慧能源综合服务线上统一门户,实现业务引流;建设智慧能源平台化共享服务能力,实现产业赋能;建设智慧能源数据运营中心,实现生态共赢。

打造数据中台,便是建立数据从接入、存储到加工应用的规范化流转机制,实现数据一个源,并减少重复存储,从而降低数据存储成本及数据重复加工产生的人力成本。

开展区域级智慧能源运营服务。开展区域级资源整合,实现园区智慧能源互联互通;开展能源规划设计、运行维护、聚合交易、能效分析等业务,实现智慧能源运营;面向政府、能源生产商、能源运营商、能源消费者等主体,探索智慧能源商业模式。

数据中台从业务和数据双视角构建企业数据服务体系,为各专业提供数据调用、数据监控、数据分析与数据展现等服务,实现数据流程规范化、数据业务化、数据服务化及服务共享化。

推行园区级智慧能源运行优化。开展能源采集、控制、计量等终端标准化接入,实现全景感知;融合电力无线专网、VPN、5G等通信技术、实现数据高效传输;开展分布式能源、多元化储能、柔性可控负荷等业务模块化配置和运行优化,提高园区能效水平。

在促进数据业务化上,数据中台基于各类业务需求提供数据服务,沉淀企业数据价值。在数据服务化上,数据中台助力提高开发效率,建立统一数据标准,提供统一数据服务,规避复杂、繁琐的数据准备过程,支撑应用敏捷开发。在服务共享化上,数据中台可构建企业数据服务开放共享机制,搭建数据安全防护体系,面向企业内外提供各类数据服务,形成数据开放、共享生态。

建设关键点:“多站融合”建设与运营

沉淀数据价值 赋能企业内外

通过“多站融合”建设与运营盘活公司现有变电站站址、通讯、电力等优势资源,实现“能源流、业务流、数据流”三流合一。将传统变电节点转变为具备源网荷储等特征的能量双向流动的能源信息枢纽的同时,提供综合能源服务、数据中心基础设施及增值服务、边缘计算解决方案及全面云服务。

数据中台向下整合后台计算资源,向上赋能前端各类业务应用,其建设内容由数据服务中心、服务管理工具及运营管理机制三个部分组成。

开展变电站辅控平台、高效储能、边缘计算、云边协同、高密服务器、智能芯片等产品和关键技术研究,推进多站管理平台开发和应用,支撑公司拓宽能源服务渠道、创新能源共享互济新业态,助力公司实现建设“三型两网”世界一流能演互联网企业的目标。主线3:以数据中台建设推动数据共享与价值挖掘

其中,数据服务中心由贴源层、共享层、分析层以及统一数据服务层四个部分组成。贴源层实现企业全业务数据汇聚,共享层实现各类业务数据的融合及标准化管理,分析层链接各类业务数据,萃取同一实体的不同于统计指标的精华数据。统一数据服务层则是中台外部应用需求与中台内部数据服务的交互口。

数据中台定位于为各专业、各单位提供数据共享和分析应用服务,以公司全业务统一数据中心为基础,根据数据共享和分析应用的需求,沉淀共性数据服务能力,通过数据服务满足横向跨专业间、纵向不同层级间数据分享、分析挖掘和融通需求。对内支撑营配贯通、泛在电力物联网营销服务、多维精益管理、数字化审计、智慧供应链、网上电网、基建全过程综合数字化管理、供电服务指挥,对外支撑综合能源服务和车联网、电子商务、供应链金融等新兴业务。

基于此,融合业务和技术双视角,一个分层数据服务中心就形成了,可有效提升信息系统快速响应、灵活调整能力,赋能企业内外前端业务应用并提升创新能力。

建设关键点:全业务统一数据中心

在对内赋能方面,以支撑多维精益管理系统开发为例,若其所需的部分指标分析数据在用电采集等其他业务系统中已经计算存在,且已经以服务的形式注册进入数据中台,那么多维精益部分指标可从数据中台服务中直接获取而无需再次开发,进行资源复用,支撑应用敏捷开发。同时,多维精益管理系统中部分分析结果可注册到数据中台中,供其他业务系统开发使用,沉淀企业数据价值。

全业务统一数据中心是国家电网公司现有数据中心的进一步发展和完善,主要包括数据处理域、数据分析域和数据管理域三部分。处理域是保证数据质量的关键,提升数据应用水平的基础;分析域是挖掘数据资源价值,提升数据应用水平的核心;管理域是实现数据规范、统一、安全的关键和保障。主线4:以智慧物联体系建设支撑基础应用和泛在物联

在对外赋能方面,企业可基于数据中台开发部分数据分析产品,例如电力客户画像——根据海量的客户用电数据,建立数据模型,预测客户行为及需求,在改善既有的用电服务的同时,提供周边服务拓展业务。企业还可基于数据中台,向客户进行精准的商品推荐、广告展示以及个性化信息推送,推动经营发展。比如根据电动汽车的销量,预测未来趋势,提前分布充电桩的密度,并为个人客户提供上门安装等快速服务。

平台层:完善一体化“国网云”平台功能,拓展平台的服务支撑能力,提高性能和可靠性,推进业务云上运行;构建统一物联管理中心,实现数据高效处理和云雾协同,实现数十亿规模终端的物联管理。

找准突破点 释放数据潜能

网络层:构建建设可靠、宽带泛在一体化电力通信网,提高网络覆盖,增强网络带宽,提升网络带宽,提升网络资源调配能力,形成端到端通信解决方案。

在数据中台应用中,价值数据被全面高质量实时采集,统一数据的标准和质量,跨越了数据孤岛,实现了数据共享。

感知层:统一终端标准,推动跨专业数据同源采集,基于国网芯研发具有互联网架构的智能终端,满足对终端操作系统、底层固件、APP商店及应用的远程维护和迭代管理,提升业务终端智能化管理水平。

在掌握了海量电网数据后,国网浙江电力结合企业生产实际,以电网业务为突破点,率先开展电网域数据中台建设,整合利用大数据、物联网和云计算等技术,打破数据处理瓶颈,释放数据潜能。

①感知层建设关键点:智能终端功能扩展开发应用

目前,国网浙江电力全业务统一数据中心已完成77套业务系统数据汇聚,合计数据表已达4万余张,总数据量超700TB,支撑该公司云上各类创新应用的开发运行。

扩展智能配变终端、能源路由器、边缘物联代理等智能终端功能,分析不同终端的通用能力及交互信息关联关系,制定不同终端的接口及信息的标准化方法,提升终端的互联互通能力及通用化水平。

电网域数据中台是在全业务统一数据中心的数据服务基础上,将库表级数据按统一模型进一步抽象后,向各业务应用提供标准化对象服务。其基本功能涵盖了电网数据服务、可视化运维工具及服务管理平台。

②网络层建设关键点:空天地一体化电力通信网络

截至目前,国网浙江电力已初步建立了企业数据中心数据共享服务流转规范,打造的电网域数据服务已建设完成电网一次设备资源/资产对象化数据服务、典型二次设备资源/资产对象化数据服务、电网专题图服务、电网地理图服务、基础拓扑服务和停电分析等高级业务服务共六大类近200个基础数据服务,极大地缩短了各类前端应用的设计开发时间,有效降低应用构建人力成本。

传输网:以面向核心保护安稳业务的小范围、强实时SDH网络,以及超100GV大容量0TN网络为核心,实现非保护安稳业务向0TN网络迁移,构建软件定义的下一代电力传输网。

未来,随着中台模式下的数据共享服务体系的逐步完善,企业公共数据价值将被进一步沉淀,从而催生各类大数据创新应用发展,支撑泛在电力物联网建设,最终实现“电网一张图、数据一个源、业务一条线”。来源:国家电网报

接入网:充分利用有线接入、无线接入两种通信手段,融合网络切片、边缘计算功能,构建面向5G、基于软件定义的云雾一体化无线接入网,实现电力无线专网的演进与升级。

卫星与空间通信:构建时空智能北斗电力应用体系,与区域空间立体协同的应急通信体系,推动电力通信网“空天地”泛在互联。

数据通信网:在TCP/IP协议基础上,构建以SDN/NFV为核心的下一代电力数据通信网,实现电力通讯网IPv6演进与部署,满足“路由寻址、设备标识、位置服务”需要。

③平台层建设关键点:物联管理中心

物联管理中心提供设备、云、应用之间的解耦链接、安全可信通道,海量信息即时通讯、设备远程控制监控等能力。采用遵循国网泛在电力物联网“芯-端-边-网-云”的总体架构。基于“云雾协同”计算,支持亿级设备的统一接入,百万级数据的并行计算,向下实现终端接入和标准化,赋能智慧终端。加速全面感知,向上支撑平台共享,实现数据和业务融通,驱动创新能力。

建设关键点:新型智能终端研发应用

基于“国网芯”的新型智能终端,(包括低压侧包括智能配变终端,边缘代理装置,能源控制器,能源路由器,智能开关,电能表外置断路器等,中压侧包括智能暂态录波型故障指示器、高安全视频监控单元及一二次融合智能断路器等),采用软硬件解耦及软件APP化设计思想,快速实现软件定义终端及边缘计算能力,同时其作为配电最强大脑,可对配电采集的数据进行运算和处理,实现边缘自制,减轻主站工作压力,提升配电的运维管控工作效率。

保障1:以“国网芯”和智能终端技术突破保障应用创新

结合泛在电力物联网总体建设要求,在技术攻关方面重点开展“国网芯”智能终端研发与应用、能源路由器和新一代智能电表研发、区块链技术研究及应用等工作。

“国网芯”智能终端研发与应用:开展泛在电力物联网通信协议芯片、安全芯片、位置服务芯片及感知芯片的研发及试点验证;在终端层开展板卡,北斗定位导航设备,通导一体化终端产品研制,并形成独立式边缘物理代理,支撑电网各专业位置服务应用需要;通过边缘物联代理装置,构建终端。、基础软硬件平台,屏蔽底层网络差异性,为不同业务终端提供统一的标准化能力支撑,实现安全可靠全连接。

能源路由器和新一代智能电表:设计研发能源路由器。实现电能双向路由,有序用电管理,分布式电源接入,符合柔性接入,交直流混配及区域能源自制等功能,用于居民、大用户、智能楼宇等应用场景下电能路由及多能采集与控制功能。设计研发新一代智能电表,实现电能和温度计量,过温过载保护,低频低压关闭负荷、负荷不平衡调节、电力故障后有序恢复。WI-FI通信等功能,完成用户家庭中空调、电热水器和冰柜等负荷的用电信息采集与控制。

区块链技术研究及应用:研究基于区块链的新型能源业务模式,支撑能源互联网智能设备之间建立低成本的互相直接沟通桥梁,每个智能设备预置智能合约,实现节点之间点对点的自动化数据汇集,利用区块链和智能合约,实现能源交易数据的验证、记账,存储,维护和传输等过程,引入能源代币机制,构建分布式能源交易系统,构建支撑新型能源交易服务。

保障2:以全场景安全防护体系构建保障业务发展

结合泛在电力物联网总体建设要求,在安全防护方面重点开展安全分区策略优化调整、终端标识认证体系、数据分级授权机制等工作。

安全分区策略优化调整:按照“做大外网”总体思路,考虑优化调整形成生产控制大区、管理信息大区和互联网区三个大区,共同组成泛在电力物联网安全分区,基于信息外网新建互联网区,用于承载传统信息外网业务和互联网新兴业务,基于信息内网调整形成管理信息大区,用于承载公司核心经营管理和涉商密业务。进一步提升大区之间的信息安全交互能力。

终端标识认证体系:建设面向泛在电力物联网的终端标识认证体系,实现轻量、高效的“物-物”互信;面向内外部用户构建基于生物特征的可信身份库,结合多信任层级的身份证,实现客户侧的“人-物”互信。

数据分级授权机制:强化数据中心和物联管理中心内的数据分级授权机制,实现对外服务场景下的数据安全和隐私保护,应用泛在互联网络的安全态势感知手段,强化工控环境下的安全风险管控,实现网络安全风险智能处置。

12个重点防护方向:

1.物-物互信;2.终端行为监测;3全流量监测;4.内外网融合防护;5.无线安全防护;6.云平台安全;7.身份认证;8.工控专用情报库、漏洞库、病毒库;9.安全态势感知;10.应急指挥预警;11.数据安全;12.智能防御。

构建与“三型两网”企业相适应的全场景网络安全体系,开展可信互联、安全互动、智能防御相关技术的研究与应用。结合总部和各单位,针对物联网特性提出12个体系化的重点防护方向,结合全生命周期的安全服务,保障物联网内数据从采集,传输,整合到应用的全过程安全。

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天海电仪是一家专业从事电气安全监测与保护、电能质量优化及工业自动化领域产品研发、生产、销售为一体的高新技术企业。产品广泛应用于电力、冶金、化工、交通、建材、煤炭、市政、军工等多个领域。

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