國家電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術研究框架
前言
物聯(lián)網(wǎng)應用于智能電網(wǎng)是信息通信技術發(fā)展到一定階段的必然結果,將能有效整合通信基礎設施資源和電力系統(tǒng)基礎設施資源,使信息通信服務于電力系統(tǒng)運行,提高電力系統(tǒng)信息化水平,改善現(xiàn)有電力系統(tǒng)基礎設施的利用效率。物聯(lián)網(wǎng)技術應用于智能電網(wǎng),將能有效地為電網(wǎng)中發(fā)電、輸電、變電、配電、用電等環(huán)節(jié)提供重要技術支撐,為國家節(jié)能減排目標做出貢獻。
面向智能電網(wǎng)應用的物聯(lián)網(wǎng)研究將依托于信息通信領域的前沿成熟技術,針對電網(wǎng)運行的特點和實際需求,以及智能電網(wǎng)的建設和發(fā)展方向,建立物聯(lián)網(wǎng)技術體系,在實現(xiàn)協(xié)同感知、實時監(jiān)測、信息采集、故障診斷、輔助作業(yè)等功能的同時,具備可靠穩(wěn)定、經(jīng)濟高效、規(guī)范標準、友好互動四個方面的基本特征。
可靠穩(wěn)定是物聯(lián)網(wǎng)在我國智能電網(wǎng)中應用的必要前提??煽俊⒎€(wěn)定、安全、準確的采集感知、通信傳輸、處理決策環(huán)節(jié),是抵御多重故障、外力破壞、信息攻擊、防災抗災的基礎。
經(jīng)濟高效是物聯(lián)網(wǎng)技術在我國智能電網(wǎng)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電等環(huán)節(jié)大規(guī)模應用的基本要求。通過物聯(lián)網(wǎng)對信息整合及共享,可以為電網(wǎng)安全生產(chǎn)、高效運營提供技術手段。利用物聯(lián)網(wǎng)技術可以實現(xiàn)全網(wǎng)資源和資產(chǎn)全壽命周期管理,提高資產(chǎn)及投資利用率,提升電力企業(yè)的精益化管理水平。
規(guī)范標準是我國面向智能電網(wǎng)應用的物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展理念。物聯(lián)網(wǎng)的標準規(guī)范應能夠為電網(wǎng)發(fā)展提供長期的、廣泛的先進技術支撐,充分利用電網(wǎng)資源向社會提供附加增值服務,適應技術進步和需求變化。
友好互動是面向智能電網(wǎng)應用的物聯(lián)網(wǎng)技術的主要特征之一。一是面向智能電網(wǎng)應用的物聯(lián)網(wǎng)技術能夠依據(jù)多維狀態(tài)信息,為智能電網(wǎng)提供輔助決策依據(jù);二是在保證電網(wǎng)安全的條件下,物聯(lián)網(wǎng)技術為智能電網(wǎng)提供雙向的交互手段,激勵電源側、用戶側主動參與電網(wǎng)安全運行,實現(xiàn)發(fā)電及用電資源優(yōu)化配置。
1 總體研究思路
1.1 總體技術線路
物聯(lián)網(wǎng)技術在智能電網(wǎng)中的應用,具有需求及應用場景多樣化的特點,需根據(jù)在智能電網(wǎng)中的應用特點對現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)技術進行網(wǎng)絡系統(tǒng)優(yōu)化設計,包括網(wǎng)絡布設、區(qū)域覆蓋、網(wǎng)絡結構、標準接口、服務中間件、系統(tǒng)安全等方面,以網(wǎng)架建設為基礎,控制為手段,實現(xiàn)貫穿從發(fā)電、輸電、變電、配電、用電到調度的各環(huán)節(jié)的智能化控制與管理。
在具體實現(xiàn)過程中,針對智能電網(wǎng)各環(huán)節(jié)的具體功能和業(yè)務需求,研究物聯(lián)網(wǎng)架構中感知層、匯聚層、應用層體系,設計通信及組網(wǎng)方案、網(wǎng)絡協(xié)議、編碼、安全和接口規(guī)范等。
利用物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品電子代碼(EPC)、射頻識別技術(RFID)、微納傳感技術、全球定位技術等,實現(xiàn)對智能電網(wǎng)中電氣設備、輸電線路、輔助設施、工作人員的識別、監(jiān)測與管理,其技術特點是能在多種場合下滿足智能化電網(wǎng)各重要環(huán)節(jié)上信息獲取的實時性、準確性、全面性的需求。依托于物聯(lián)網(wǎng)透徹的信息感知、可靠的數(shù)據(jù)傳輸、健全的網(wǎng)絡架構及海量信息的智能管理和多級數(shù)據(jù)的高效處理等技術,實現(xiàn)電網(wǎng)及電氣設備運行參數(shù)的在線監(jiān)測,對設備狀態(tài)的預測、預防、調控,基于可靠監(jiān)控信息建立輸電線路的輔助決策和配電環(huán)節(jié)的智能決策,加強與用戶間的雙向互動,以及新的增值服務等。
1.2 研究課題分類
1.3 總體目標
物聯(lián)網(wǎng)技術在智能電網(wǎng)中的應用目標是:將物聯(lián)網(wǎng)在傳感技術方面的優(yōu)勢應用到電力系統(tǒng)中,在用戶與電網(wǎng)公司之間形成實時、雙向、互動的信息通信網(wǎng)絡,從而提高電網(wǎng)系統(tǒng)輸、變、配、用等環(huán)節(jié)的管理效率、運行效率和安全性,響應國家節(jié)能減排的號召,為實現(xiàn)低碳綠色經(jīng)濟做出貢獻。
分階段目標:
第一階段(2010年-2011年):研究試點階段
研究物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)的應用模式,提出電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)總體架構模型,開展電力物聯(lián)網(wǎng)信息處理需求和中間件需求的調研,初步形成電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的架構及其應用需求。
第二階段(2012年-2015年):全面建設階段
研發(fā)多種多功能傳感器,在新能源并網(wǎng)、智能電表、輸電線路巡檢、輸配電自動化、用電雙向互動服務平臺等關鍵領域取得突破,初步實現(xiàn)智能電網(wǎng)的基本功能。
第三階段(2016年-2020年):引領提升階段
在國網(wǎng)公司范圍內全面建成智能電網(wǎng)的統(tǒng)一業(yè)務和管理平臺,在物聯(lián)網(wǎng)專用芯片、應用系統(tǒng)開發(fā)、標準體系、信息安全、無線寬帶、軟件平臺、測試技術、實驗技術等方面全力部署,全面解決發(fā)輸變配用電環(huán)節(jié)的信息交互和信息管理,主要業(yè)務應用達到國際先進水平,有效提升電網(wǎng)系統(tǒng)的運行和管理效率。
2 物聯(lián)網(wǎng)研究內容
2.1 總體構架研究
2.1.1 面向電網(wǎng)應用的物聯(lián)網(wǎng)應用需求分析與應用模式研究
(1)國內外研究現(xiàn)狀:
物聯(lián)網(wǎng)應用于智能電網(wǎng)能有效整合通信基礎設施資源和電力系統(tǒng)基礎設施資源,提高電力系統(tǒng)信息化水平,改善現(xiàn)有電力系統(tǒng)基礎設施的利用效率,實現(xiàn)低碳經(jīng)濟和綠色增長。智能電網(wǎng)的實施也將極大帶動物聯(lián)網(wǎng)技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
近年來,在智能電網(wǎng)相關的清潔能源及接入、儲能、特高壓輸電、大電網(wǎng)運行控制、靈活交流輸電、數(shù)字化變電站與數(shù)字化電網(wǎng)、配電網(wǎng)自動化、狀態(tài)檢修與資產(chǎn)全壽命周期管理、自動抄表和自動測量、定制電力、通信、信息化等技術領域積極開展試點、示范工程建設以及智能電網(wǎng)標準化的研究和制定。2009年,國家電網(wǎng)公司先后啟動了智能用電信息采集系統(tǒng)、智能變電站、配網(wǎng)自動化、智能用電、智能調度、風光儲、上海世博會等智能電網(wǎng)示范工程。
目前,國網(wǎng)信通、中國電科院、國網(wǎng)電科院已積極開展物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)輸電、變電、配電、用電等環(huán)節(jié)應用研究。
?。?)研究內容:
根據(jù)我國智能電網(wǎng)發(fā)展要求,分析智能電網(wǎng)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度和信息通信各個環(huán)節(jié)對物聯(lián)網(wǎng)技術應用的需求;研究現(xiàn)有電力系統(tǒng)傳感設備與物聯(lián)網(wǎng)的關系及融合,研究并分析物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)的應用模式、應用模型與數(shù)據(jù)模型;(3)預期目標:
提出智能電網(wǎng)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度和信息通信各個環(huán)節(jié)對物聯(lián)網(wǎng)技術應用的需求;提出物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)的應用模式、應用模型與數(shù)據(jù)模型。
(4)實施安排:
2010年6月-2010年8月:智能電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)需求調研分析,完成需求分析報告;
2010年9月-2010年12月:研究物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)的應用模式研究,完成物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)的應用模型與數(shù)據(jù)模型的研究報告;
2.1.2 面向電網(wǎng)應用的物聯(lián)網(wǎng)體系架構研究
?。?)國內外研究現(xiàn)狀:
在國內,物聯(lián)網(wǎng)技術起步較早,幾乎與國際同步,中科院在1999年就啟動了物聯(lián)網(wǎng)研究,在物聯(lián)網(wǎng)通信技術、微型傳感器、傳感器終端機等方面取得重大進展,已初步形成從材料、技術、器件、系統(tǒng)到網(wǎng)絡的產(chǎn)業(yè)鏈。在世界物聯(lián)網(wǎng)領域,中國與德國、美國、韓國一起,成為國際標準制定的重要參與國,在某些方面甚至是國際標準的主導國。隨著電信網(wǎng)絡特別是無線網(wǎng)絡的擴展,傳感技術的發(fā)展,我國推廣物聯(lián)網(wǎng)的條件逐步趨向成熟。
在電網(wǎng)領域,隨著智能電網(wǎng)建設的深入開展,物聯(lián)網(wǎng)技術在智能電網(wǎng)中也有一定應用,相關研究機構在輸電線路在線監(jiān)測、電氣設備狀態(tài)檢修、資產(chǎn)全壽命周期管理、自動抄表與自動測量、水電站水文監(jiān)測等領域開展了試點工程建設。
(2)研究內容:
研究并提出物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)應用中需要解決的關鍵技術;研究物聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)融合條件下的堅強智能電網(wǎng)信息通信網(wǎng)絡體系架構;研究面向智能電網(wǎng)應用的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡架構、技術架構。(3)預期目標:
提出滿足智能電網(wǎng)發(fā)展需求的電力物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層次模型、技術體系以及信息通信網(wǎng)絡體系架構的研究報告。
?。?)實施安排:
2010年6月-2010年8月:開展電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)總體架構研究,提出電力物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層次模型;
2010年9月-2010年12月:開展電力物聯(lián)網(wǎng)技術架構研究,提出電力物聯(lián)網(wǎng)的技術體系架構和關鍵技術;
2011年1月-2011年5月:研究物聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)融合條件下的堅強智能電網(wǎng)信息通信網(wǎng)絡體系架構,提出智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)融合條件下的電力信息通信網(wǎng)絡體系架構的研究報告。
2.2 基本技術研究
2.2.1 電力物聯(lián)網(wǎng)感知技術研究
?。?)國內外研究現(xiàn)狀:
目前,業(yè)界一般將物聯(lián)網(wǎng)劃分為感知層、網(wǎng)絡層和應用層。分別負責完成對物理世界數(shù)據(jù)的信息采集、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理及應用輔助決策。
層是利用傳感技術和識別技術實現(xiàn)對智能電網(wǎng)各應用環(huán)節(jié)相關信息的采集。傳感和識別技術的發(fā)展方向是低成本、低功耗、新型化、微型化、智能化、綜合化。
傳感器技術依附于敏感機理、敏感材料、工藝設備和計測技術,對基礎技術和綜合技術要求非常高。目前傳感器整體在被檢測量類型和精度、穩(wěn)定性可靠性、低成本、低功耗方面還沒有達到規(guī)模應用水平,是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要瓶頸之一,有待在材料、工藝、原理上繼續(xù)研究,提高技術成熟度。
整體上來看,我國傳感器產(chǎn)業(yè)處于初期發(fā)展階段,基礎傳感器芯片研發(fā)生產(chǎn)薄弱、企業(yè)規(guī)模偏小、技術標準缺乏、創(chuàng)新體系不完善、應用領域不廣、層次偏低、運營模式不成熟。因此,在發(fā)展過程中必須兼顧傳感器、傳感器網(wǎng)芯片、傳感節(jié)點、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫軟件、中間件、應用軟件、系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡與內容服務、智能控制系統(tǒng)及設備等核心產(chǎn)業(yè)以及集成電路、網(wǎng)絡與通信設備、軟件等支撐產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
雖然歐美等國傳感技術較我國先進,掌握有更多核心關鍵技術,但傳感技術總體處于起步階段,整體技術水平在功能、成本、可靠性方面尚有很大提升空間。傳感器網(wǎng)絡方面,無線傳感器網(wǎng)絡逐漸成為國際主流,其技術研發(fā)基本面向應用定制,在嵌入平臺上進行技術和產(chǎn)品研究。
識別技術相對較為成熟,開始步入發(fā)展期。RFID、二維編碼、定位、GIS等識別技術已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)?;瘧?,標準體系比較清晰。目前RFID編碼技術進入到全球統(tǒng)一標識標準爭奪的關鍵階段。從全球產(chǎn)業(yè)格局來看,目前RFID產(chǎn)業(yè)主要集中在RFID技術應用比較成熟的歐美市場。美、英、德、日、瑞典、瑞士、南非等國家均有較為成熟且先進的RFID產(chǎn)品,RFID被廣泛應用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。目前,我國RFID企業(yè)總數(shù)雖然超過一百家,產(chǎn)業(yè)鏈雖已初步形成,但是缺乏關鍵核心技術,特別是在超高頻RFID方面。
(2)研究內容:
傳感器技術的研發(fā)側重以下方面:1)半導體硅、石英晶體、功能陶瓷、以及復合、薄膜、形狀記憶合金材料等新材料新功能的新型傳感器,2)MEMS等微型化傳感器,3)能處理和存儲信息的智能化傳感器,4)多敏感元件綜裝在同一芯片上的多功能傳感。
根據(jù)智能電網(wǎng)的實際需求,充分利用已有技術成果,在智能電網(wǎng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電環(huán)節(jié)研制基于電力物聯(lián)網(wǎng)的專用傳感器。
傳感器網(wǎng)絡方面,以面向電力行業(yè)的應用定制為主,在嵌入平臺上進行技術和產(chǎn)品研究。開展傳感器網(wǎng)絡的處理器、存儲器、電源、收發(fā)器、嵌入式硬件和軟件、近距離無線通信芯片、新型電池等技術研究。
識別技術研發(fā)側重于:1)(低功耗、低成本、高可靠性、遠距離,調整語言)RFID芯片設計與制造,2)標簽封裝與印刷、造紙、包裝結合,導電油墨印制的低成本標簽天線、低成本封裝技術,3)多功能、多接口、多制式的模塊化、嵌入式RFID讀寫器設計與制造,4)多讀寫器協(xié)調與組網(wǎng)技術,5)嵌入式、智能化、可重組RFID系統(tǒng)集成軟件。
?。?)預期目標:
全面提高面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)信息感知能力,推動信息采集裝備的智能化,引導智能感知裝備制造技術的發(fā)展,完成適合電力系統(tǒng)的傳感器節(jié)點的取電技術研究,研制并推出具有更多種類、更高級、可靠、靈活的、擁有自主知識產(chǎn)權的,智能電網(wǎng)系列專用智能感知裝備(列出具體設備),滿足我國面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)應用的信息采集前端產(chǎn)品需求。
?。?)實施安排:
2010年6月-2010年7月:開展對電力物聯(lián)網(wǎng)感知層的需求的調研,形成調研報告;
2010年4月-2011年8月:研制擁有自主知識產(chǎn)權的智能電網(wǎng)系列專用智能感知裝備;其中:2010年7月-2010年10月:研制擁有自主知識產(chǎn)權的用電環(huán)節(jié)的感知及數(shù)據(jù)采集智能設備;2010年11月-2011年8月:研制擁有自主知識產(chǎn)權的輸電、變電、配電環(huán)節(jié)的系列專用智能感知設備。
2011年8月-2012年12月:進行研究成果的試點和推廣。
2.2.2 電力物聯(lián)網(wǎng)通信關鍵技術研究
(1)國內外研究現(xiàn)狀:
傳感器網(wǎng)絡的通信和組網(wǎng)技術是傳感技術的重要組成部分。網(wǎng)絡通信層相對于感知層和應用層技術較為成熟發(fā)達。
經(jīng)過多年的發(fā)展,我國目前已建成三縱四橫的主干網(wǎng)絡,形成了以光纖通信為主,微波、載波等多種通信方式并存的電力通信網(wǎng)絡格局。完善的電力通信網(wǎng)絡為物聯(lián)網(wǎng)在電力生產(chǎn)與企業(yè)經(jīng)營管理中的應用提供了堅強的信息傳輸保障。與此同時,經(jīng)過多年的信息化建設,電網(wǎng)企業(yè)建成了ERP、辦公自動化、營銷管理、生產(chǎn)管理等涵蓋企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理各環(huán)節(jié)的信息系統(tǒng),各電網(wǎng)公司對信息化建設的重視和投入,為物聯(lián)網(wǎng)的應用提供了較好的切入點。
在感知層,目前電力系統(tǒng)采用多種通信接入方式實現(xiàn)感知信息的采集、傳輸、處理及匯聚。對于電網(wǎng)的監(jiān)控數(shù)據(jù)基本采用光纖通信方式,也有少量業(yè)務通過無線或電力線載波通信方式,如載波通信仍是保護信息傳輸?shù)闹饕绞街?。在輸電線路在線監(jiān)測、電氣設備狀態(tài)監(jiān)測方面,除利用光纖傳遞信息外,無線傳感技術也得到一定的應用,如基于無線傳感器網(wǎng)絡的輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)、無線數(shù)字測溫系統(tǒng)等。在用電信息采集和智能用電方面,應用的通信技術較為廣泛,主要包括窄帶電力線通信、寬帶電力線通信、短距離無線通信等。
物聯(lián)網(wǎng)通信和網(wǎng)絡技術涵蓋低速低功耗無線接入、區(qū)域寬帶接入、廣域寬帶接入技術以及Adhoc網(wǎng)絡和下一代IP網(wǎng)絡。國外公司和標準化組織主導了低速低功耗近距離,以及UWB和WiFi等區(qū)域范圍寬帶無線接入技術。以IEEE802.15.4為代表低功耗近距離技術正面向具體行業(yè)的業(yè)務需求研究新的物理層和MAC層技術。Adhoc網(wǎng)絡以無線傳感器網(wǎng)絡為代表,技術研發(fā)基本面向應用定制,在嵌入平臺上進行技術和產(chǎn)品研究,國外無線傳感器網(wǎng)絡標準研究剛開始起步,ISO/IEC JTC1傳感器網(wǎng)絡標準工作組2009年底成立,標準化研究內容未清晰。歐、美、日、韓等國都啟動了下一代IP網(wǎng)絡研究,ITU-T、ISO、ETSI和IETF也積極開展下一代互聯(lián)網(wǎng)相關標準的研究工作。
在無線傳感器網(wǎng)絡方面,加州伯克利大學研發(fā)的Mote節(jié)點以及具備節(jié)點組網(wǎng)功能的專用操作系統(tǒng)TinyOS的開發(fā)為無線傳感器網(wǎng)絡的組建和其他方面的測試研究提供了基礎。IEEE802.15.4 為無線傳感器網(wǎng)絡定義了物理層和媒體接入層的接入標準;ZigBee聯(lián)盟制定和設計了實現(xiàn)傳感器節(jié)點組網(wǎng)的ZigBee協(xié)議規(guī)范。國內在無線傳感器網(wǎng)絡領域的研究已經(jīng)在許多研究所、企業(yè)和高校展開,中國科學院計算技術研究所在IPv6無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點和適合于IEEE802.15.4 標準并滿足ZigBee規(guī)范的無線傳感器網(wǎng)絡方面作了很多工作,推出了自主開發(fā)的GAINS系列無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點,國家電網(wǎng)公司也曾立項支持無線傳感器網(wǎng)絡在電網(wǎng)信息采集中的應用研究。同時國內外研究機構也在進行基于其他物理層技術的無線傳感器網(wǎng)絡技術研究,如藍牙、WiFi、超寬帶(UWB)等。
?。?)研究內容:
研究智能電網(wǎng)無線傳感器網(wǎng)絡物理層、鏈路層以及網(wǎng)絡層的技術方案;研究無線傳感器網(wǎng)絡在不同應用環(huán)境下的可靠性、自組網(wǎng)特性、信號穿透性以及組網(wǎng)技術;研究無線傳感網(wǎng)絡與電力線載波通信、光纖復合低壓電纜以及其他電力通信的混合組網(wǎng)技術,開發(fā)應用系統(tǒng),建立應用示范;研究無線傳感器網(wǎng)絡電磁干擾及電磁加固技術,提出無線傳感器網(wǎng)絡的技術規(guī)范及相關建議;研究面向智能電網(wǎng)應用的電力專用無線傳感器網(wǎng)絡專用芯片設計技術;研究M2M通信技術。
(3)預期目標:
1)完成智能電網(wǎng)無線傳感器網(wǎng)絡物理層、鏈路層以及網(wǎng)絡層技術方案的研究,提交無線傳感器網(wǎng)絡的技術規(guī)范及相關建議的研究報告;
2)完成電力物聯(lián)網(wǎng)在不同應用環(huán)境下的可靠性、自組網(wǎng)特性、信號穿透性以及組網(wǎng)技術的研究,提出輸電線路、變電站、小區(qū)無線信號傳播模型和穿透特性的研究報告,提出無線傳感器網(wǎng)絡在不同應用場景下的組網(wǎng)方案,設計通信協(xié)議棧,完成無線傳感器網(wǎng)絡通用平臺的開發(fā);
3)完成無線傳感網(wǎng)絡與寬帶載波通信、光纖復合低壓電纜的混合組網(wǎng)技術、接口規(guī)范、標準協(xié)議以及實用化應用技術的研究,提交研究報告;完成基于無線傳感網(wǎng)絡與寬帶載波通信、光纖復合低壓電纜混合組網(wǎng)的用電信息采集系統(tǒng)、智能用電服務系統(tǒng)、智能家電/智能家居系統(tǒng)的開發(fā),建立應用示范;
4)研究無線傳感器網(wǎng)絡的電磁加固技術,提出無線傳感器網(wǎng)絡在強電磁干擾以及電磁封閉環(huán)境下的可靠通信技術解決方案,研制微型化、低功耗、自組網(wǎng)、智能化的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設備,建立應用示范;
5)開發(fā)面向智能電網(wǎng)應用的電力專用無線傳感器網(wǎng)絡專用芯片,包括短距離無線通信芯片、通道加密芯片、電力線載波通信芯片、智能家電通信與控制芯片、可信接入網(wǎng)關控制芯片等。
(4)實施安排:
2010年6月-2010年9月:完成智能電網(wǎng)無線傳感器網(wǎng)絡物理層、鏈路層以及網(wǎng)絡層技術方案的研究,提交無線傳感器網(wǎng)絡的技術規(guī)范及相關建議的研究報告;
2010年10月-2011年3月:完成電力物聯(lián)網(wǎng)在不同應用環(huán)境下的可靠性、自組網(wǎng)特性、信號穿透性以及組網(wǎng)技術的研究,提出輸電線路、變電站、小區(qū)無線信號傳播模型和穿透特性的研究報告,提出無線傳感器網(wǎng)絡在不同應用場景下的組網(wǎng)方案,設計通信協(xié)議棧,完成無線傳感器網(wǎng)絡通用平臺的開發(fā);
2011年4月-2011年8月:完成無線傳感網(wǎng)絡與寬帶載波通信、光纖復合低壓電纜的混合組網(wǎng)技術、接口規(guī)范、標準協(xié)議以及實用化應用技術的研究,提交研究報告;完成基于無線傳感網(wǎng)絡與寬帶載波通信、光纖復合低壓電纜混合組網(wǎng)的用電信息采集系統(tǒng)、智能用電服務系統(tǒng)、智能家電/智能家居系統(tǒng)的開發(fā),建立應用示范;
2011年9月-2011年12月:研究無線傳感器網(wǎng)絡的電磁加固技術,提出無線傳感器網(wǎng)絡在強電磁干擾以及電磁封閉環(huán)境下的可靠通信技術解決方案,研制微型化、低功耗、自組網(wǎng)、智能化的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設備,建立應用示范;
2012年1月-2012年12月:開發(fā)面向智能電網(wǎng)應用的短距離無線通信芯片、通道加密芯片、電力線載波通信芯片、智能家電通信與控制芯片、可信接入網(wǎng)關控制芯片等。
2.2.3 電力物聯(lián)網(wǎng)信息處理技術研究
?。?)國內外研究現(xiàn)狀:
研究支持物聯(lián)網(wǎng)海量復雜數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲共享、信息處理、數(shù)據(jù)挖掘、智能計算和智能服務平臺及技術。重點包括跨平臺的嵌入式操作系統(tǒng)、面向物聯(lián)網(wǎng)計算的一體化軟件體系結構與可重構技術,感知識別層的應用中間件和面向業(yè)務應用架構的中間件,物聯(lián)網(wǎng)搜索引擎;海量復雜感知數(shù)據(jù)存儲和并行處理關鍵技術、高性能計算資源虛擬化控制技術,海量復雜感知數(shù)據(jù)的知識發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘關鍵技術,海量復雜感知數(shù)據(jù)處理的語義集成和共享關鍵技術;“云計算”虛擬化、網(wǎng)格計算技術;整合和分析海量信息并提供智能服務的方法;綜合信息集成與業(yè)務集成技術;物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡管理、實時控制與多媒體人機交互技術。
目前,業(yè)界一般將物聯(lián)網(wǎng)劃分為感知層、網(wǎng)絡層、應用層。其中,感知層和網(wǎng)絡層分別完成對物理世界的數(shù)據(jù)采集和傳輸,應用層則是指利用各種智能計算技術,對從感知層和網(wǎng)絡層傳輸過來的海量數(shù)據(jù)和信息進行分析處理,從而實現(xiàn)對各類物體的智能化控制。
現(xiàn)在,國內外對物聯(lián)網(wǎng)的研究尚處于起步階段,但從事相關研究的專家學者們認為,物聯(lián)網(wǎng)一旦形成規(guī)?;膽?,其接入的終端將呈現(xiàn)爆炸性增長,將產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)和信息,對于這些信息的存儲、轉換、計算、分析、檢索等處理邏輯將非常復雜。
物流倉儲行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)當前應用都依賴于EPC global組織提出的EPC網(wǎng)絡架構。EPC網(wǎng)絡架構包括EPC(電子產(chǎn)品碼)標簽、RFID標簽閱讀器、ALE中間件(實現(xiàn)信息的過濾和采集)、EPCIS信息服務系統(tǒng),以及信息發(fā)現(xiàn)服務(包括ONS和PML)等五大部分,其中ONS和PML屬于信息處理技術范疇,ONS即對象命名服務,類似于互聯(lián)網(wǎng)中的DNS,主要處理電子產(chǎn)品碼與對應的EPCIS信息服務器地址的查詢和映射管理;PML指的是實體標識語言(Physical Markup Language ),所有關于產(chǎn)品有用的信息都用PML來描述。
?。?)研究內容:
結合電力行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用的特點,充分研究在物聯(lián)網(wǎng)條件下的業(yè)務數(shù)據(jù)的規(guī)模和特征,并在此基礎上開展電力物聯(lián)網(wǎng)信息處理技術研究,包括信息的采集、存儲、交換、搜索、分發(fā)和與現(xiàn)有系統(tǒng)的互操作技術。
研究云計算和云存儲技術在電力物聯(lián)網(wǎng)信息處理中的應用,研究電力物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一消息總線技術,并重點開展電力網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)海量感知信息的高并發(fā)和分布式處理技術研究。
對電力物聯(lián)網(wǎng)的決策支持需求進行研究,包括海量感知數(shù)據(jù)的可視化展現(xiàn)、多維數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘技術。
(3)預期目標:
編制電力物聯(lián)網(wǎng)信息處理需求調研報告,內容包括數(shù)據(jù)采集、存儲、交換、搜索、分發(fā)等;形成典型的電力物聯(lián)網(wǎng)海量感知數(shù)據(jù)存儲和交換模型。
研究出云計算和云存儲在電力物聯(lián)網(wǎng)中的應用模式和典型技術方案。研發(fā)滿足高并發(fā)和分布式處理需求的電力物聯(lián)網(wǎng)信息處理平臺。
提出面向海量感知數(shù)據(jù)的可視化模式、技術方法、多維分析及數(shù)據(jù)挖掘模型,為形成電力物聯(lián)網(wǎng)知識庫、輔助決策支持打下基礎,從而達到對物理世界的操作和控制。
(4)實施安排:
2010.6-2011.12 開展對電力物聯(lián)網(wǎng)信息處理需求的調研,并形成詳細的調研報告;
2011.1-2011.12設計完成海量感知數(shù)據(jù)的存儲和交換模型,提出輔助決策相關的技術方法和數(shù)據(jù)挖掘模型,并進行電力物聯(lián)網(wǎng)信息處理平臺的原型系統(tǒng)開發(fā)和驗證;
2012.1-2012.12 逐步完善相關技術研發(fā),并進行研究成果的試點和推廣。
2.2.4 電力物聯(lián)網(wǎng)可信接入網(wǎng)關及中間件技術研究
?。?)國內外研究現(xiàn)狀:
在智能電網(wǎng)中,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關是連接末端感知網(wǎng)絡與承載網(wǎng)絡的橋梁,它的主要功能包括通信協(xié)議轉換、應用協(xié)議實現(xiàn)和傳感網(wǎng)管理三部分。
智能電網(wǎng)在其發(fā)、輸、變、配、用等環(huán)節(jié)都會大量使用物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)感知監(jiān)測,但各環(huán)節(jié)的布設環(huán)境與應用需求差異較大,感知網(wǎng)絡的設計也會因地制宜并采用不同媒質和通信協(xié)議的接入網(wǎng),因此網(wǎng)關的通信協(xié)議轉換功能是溝通內網(wǎng)和外網(wǎng)的關鍵。另外,對于非完全分布式的傳感網(wǎng),網(wǎng)關還負責一定的傳感網(wǎng)管理功能,如拓撲管理、時隙分配、時間同步與定位服務。智能電網(wǎng)是關系到國計民生的重大工程,其傳感網(wǎng)網(wǎng)關的設計也和一般行業(yè)應用有著顯著的差別。首先,智能電網(wǎng)中某些核心傳感網(wǎng)應用對網(wǎng)關的可靠性和數(shù)據(jù)安全性有著很高的要求,可以采用冗余通信鏈路和雙機熱備份的設計提高可靠性,并使用安全性較高的數(shù)據(jù)加密方式進行通信,特別是在網(wǎng)關不能直接連接電網(wǎng)通信專網(wǎng)而需要電信公網(wǎng)中轉的情況下。其次,智能電網(wǎng)的傳感網(wǎng)應用覆蓋面廣,網(wǎng)關需要連接各種采用不同通信協(xié)議的傳感網(wǎng)和接入網(wǎng),這就需要網(wǎng)關的設計更好的模塊化和標準化,以滿足智能電網(wǎng)應用對互操作性的要求。再次,智能電網(wǎng)的某些應用中,網(wǎng)關和傳感器節(jié)點會具有一定的移動性,這就需要網(wǎng)關支持傳感器節(jié)點的漫游功能,而且接入網(wǎng)也需要支持網(wǎng)關的無縫切換(handover)。最后,智能電網(wǎng)異常情況監(jiān)測和執(zhí)行器節(jié)點控制應用對數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性要求很高,傳感網(wǎng)網(wǎng)關設計需要支持實時數(shù)據(jù)傳輸。
綜上所述,智能電網(wǎng)的傳感網(wǎng)網(wǎng)關需要實現(xiàn)通信協(xié)議轉換、應用協(xié)議實現(xiàn)和傳感網(wǎng)管理功能;并且傳感網(wǎng)網(wǎng)關的設計需要針對智能電網(wǎng)的要求解決可靠性、安全性、互操作性、網(wǎng)關與節(jié)點的移動性以及實時性等關鍵技術問題。
面向智能電網(wǎng)應用的物聯(lián)網(wǎng)是一個異構的網(wǎng)絡系統(tǒng)。從前端感知設備到接入網(wǎng)關到承載網(wǎng)絡,整個智能電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)平臺由為數(shù)眾多的、結構和功能差異極大的硬件設備構成,這種硬件的異構性加大了智能電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)設備軟件開發(fā)難度,各類設備、各功能分系統(tǒng)間互聯(lián)互通極其困難,嚴重阻礙了面向智能電網(wǎng)應用的物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。引入中間件技術,采用基于服務的軟件系統(tǒng)架構可以屏蔽物聯(lián)網(wǎng)平臺的軟硬件異構性,在技術上為智能電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)快速發(fā)展奠定基礎。
目前,在智能電網(wǎng)應用中的物聯(lián)網(wǎng)可信接入網(wǎng)關技術還是一個空白。
在中間件技術方面,按照IDC的分類方法,中間件可分為六類:終端仿真/屏幕轉換、數(shù)據(jù)訪問中間件、遠程過程調用中間件、消息中間件、交易中間件、和對象中間件。微軟、IBM、Sun、BEA和Oracle等軟件巨擘占據(jù)主導地位,雖然國內中間件廠商和研究較多,但由于底層基礎軟件基本都是SAP或Oracle等國外技術,國際中間件技術研究水平提高難度大。系統(tǒng)集成方面,國內使用和代理國外產(chǎn)品的較多,自主研發(fā)的較少。歐盟早已看到了軟件和中間件的重要性,從2005年開始資助了Hydra項目,研發(fā)中間件和“網(wǎng)絡化嵌入式系統(tǒng)軟件”。
(2)研究內容:
根據(jù)面向智能電網(wǎng)應用的物聯(lián)網(wǎng)異構型特點對中間件數(shù)據(jù)交互技術、運行平臺技術、運行控制技術、中間件軟件開發(fā)技術等展開研究,制定相應技術標準,并開發(fā)前端感知設備、接入網(wǎng)關、承載網(wǎng)絡上的中間件軟件系統(tǒng),研究包括感知層與網(wǎng)絡層之間的感知中間件與感知網(wǎng)關技術、網(wǎng)絡層與應用層之間的應用中間件技術兩大部分;研制智能電網(wǎng)的傳感網(wǎng)網(wǎng)關;研究物聯(lián)網(wǎng)計算的中間件平臺研究;研究電力物聯(lián)網(wǎng)中間件有限能量與資源管理技術;研究支持電力物聯(lián)網(wǎng)可擴展性、移動性、和動態(tài)網(wǎng)絡拓撲的中間件技術;研發(fā)感知數(shù)據(jù)智能收集、融合和管理技術;研究面向電力物聯(lián)網(wǎng)應用QoS的管理和調度技術;研究面向電力物聯(lián)網(wǎng)計算的軟件體系結構與可重構技術,著重解決總體設計技術、系統(tǒng)集成技術以及集成支撐技術;研究面向電力物聯(lián)網(wǎng)計算的中間件及語義信息處理平臺技術;針對電力物聯(lián)網(wǎng)不同應場景的需求和共性底層平臺軟件的特點,研究中間件編程模型,彌補硬件技術本身能力不足;研究面向電力服務體系的集成管理架構,基礎服務構件、業(yè)務構件的服務封裝和抽象,以及面向服務的業(yè)務流程建模與優(yōu)化,實現(xiàn)電力物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)和SG-ERP系統(tǒng)或的無縫集成。研究、設計系列中間件產(chǎn)品及標準,以滿足傳感器網(wǎng)絡在混合組網(wǎng)、異構環(huán)境下的高效運行,形成完整的傳感器網(wǎng)絡軟件系統(tǒng)架構。研究開發(fā)RFID中間件、傳感器中間件、傳感網(wǎng)中間件等以屏蔽不同操作系統(tǒng)之間的環(huán)境和API差異。
(3)預期目標:
實現(xiàn)基于服務的軟件系統(tǒng)架構屏蔽物聯(lián)網(wǎng)平臺的軟硬件異構性,在技術上為智能電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)快速發(fā)展奠定基礎,實現(xiàn)電網(wǎng)上層管理系統(tǒng)和業(yè)務中間件對接;研制智能電網(wǎng)的傳感網(wǎng)網(wǎng)關;建立支持快速應用開發(fā)、高效運行、有效集成和靈活部署的傳感網(wǎng)中間件平臺體系結構;針對不同的應用需求,實現(xiàn)多種傳感網(wǎng)節(jié)點自定位、移動目標定位和跟蹤技術、時鐘同步技術;通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)故障的發(fā)現(xiàn)、容忍和隔離技術,提供電力物聯(lián)網(wǎng)應用魯棒性;提供不同中間件之間的協(xié)同機制;集成上述技術,研制中間件平臺系統(tǒng),形成相關標準,提供支持應用開發(fā)的相關工具。通過面向電力物聯(lián)網(wǎng)計算的中間件及語義信息處理平臺技術研究,在電力物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,建立一個可自我管理復雜系統(tǒng)的平臺,使物聯(lián)網(wǎng)中的各組件能夠互相連接和操作,能夠自動發(fā)現(xiàn)對方;基于服務的中間件軟件平臺對面向智能電網(wǎng)應用的物聯(lián)網(wǎng)軟硬件資源進行整合,最大程度上減少軟硬件異構性對智能電網(wǎng)應用推廣帶來的阻礙,降低智能電網(wǎng)軟件系統(tǒng)開發(fā)與運營維護成本。
(4)實施安排:
2010年6月-2011年12月:開展對電力物聯(lián)網(wǎng)中間件需求的調研,形成詳細的調研報告。
2011年1月-2011年12月:對中間件數(shù)據(jù)交互技術、運行平臺的搭建、運行控制技術提出解決方案,并制定相應的技術標準。
2012年1月-2012年6月:研制智能電網(wǎng)的傳感網(wǎng)網(wǎng)關。
2012年7月-2012年12月:開發(fā)前端感知設備、接入網(wǎng)關、承載網(wǎng)絡上的中間件軟件系統(tǒng)并提出框架模型。
2.3 電網(wǎng)應用研究
2.3.1 風光儲聯(lián)合發(fā)電廠(站)氣象監(jiān)測技術研究
(1)國內外研究現(xiàn)狀:
風光儲聯(lián)合發(fā)電廠(站)氣象監(jiān)測系統(tǒng)是以發(fā)電廠所處的微氣象地理區(qū)域、風電場、光伏電站的地理環(huán)境為監(jiān)測對象,以微功耗的數(shù)據(jù)采集器為核心設備,通過氣象傳感器進行風速、風向、溫度、濕度、氣壓、降雨、輻射、覆冰等氣象要素的實時采集,依據(jù)《地面氣象觀測規(guī)范》等行業(yè)標準規(guī)范進行數(shù)據(jù)處理,并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸。
國內目前正在推進風光儲一體化示范項目,并著手制訂風能、太陽能發(fā)電并網(wǎng)等相關標準規(guī)定。而氣象監(jiān)測技術則主要應用于傳統(tǒng)能源發(fā)電廠及其它領域,在以風能、太陽能為主的清潔能源電廠中還少有涉及。
(2)研究內容:
研究具有豐富傳感器接口、高可靠性、寬溫、抗強電磁干擾的適合發(fā)電廠應用環(huán)境的微功耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)關鍵技術,實現(xiàn)對包括溫度、濕度、風速、風向、日照時間、日照強度等發(fā)電廠環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測綜合采集。研究適合風光儲聯(lián)合發(fā)電廠(站)特殊應用環(huán)境下物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點間通信組網(wǎng)技術。研究在強電磁干擾環(huán)境下實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點間的可靠通信關鍵技術,研究綜合利用有線通信和無線自組網(wǎng)技術的通信組網(wǎng)方案?;谖锫?lián)網(wǎng)技術,以微功耗的數(shù)據(jù)采集器為核心設備,研究風光儲聯(lián)合發(fā)電廠(站)氣象監(jiān)測平臺的架構,實現(xiàn)對發(fā)電廠及其周邊氣象環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測,通過專家分析系統(tǒng)對采集到的實時氣象數(shù)據(jù)及變化狀況進行存儲、統(tǒng)計與分析,提供局部氣象信息,指導發(fā)電生產(chǎn)安全穩(wěn)定高效地進行。
(3)預期目標:
基于微功率數(shù)據(jù)采集關鍵技術,研究強電磁干擾環(huán)境下的微功耗的數(shù)據(jù)采集器,實現(xiàn)發(fā)電廠環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測綜合采集;基于物聯(lián)網(wǎng)技術,以微功耗的數(shù)據(jù)采集器為核心設備,實現(xiàn)風光儲聯(lián)合發(fā)電廠相關氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā);通過專家分析系統(tǒng)對采集到的實時氣象數(shù)據(jù)及變化狀況進行存儲、統(tǒng)計與分析,建立準確的風電、光電功率預測模型,為發(fā)電廠根據(jù)氣象情況調整發(fā)電策略提供參考依據(jù)。
?。?)實施安排:
2010年6月-2010年9月,完成微功耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)關鍵技術、物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點間通信組網(wǎng)技術的研究;
2010年10月-2010年12月,完成基于物聯(lián)網(wǎng)技術的風光儲聯(lián)合發(fā)電廠氣象監(jiān)測系統(tǒng)功能和接口詳細設計;
2011年1月-2011年6月前,完成系統(tǒng)開發(fā)測試工作;
2011年7月-2011年12月前,試點實施。
2.3.2 現(xiàn)場作業(yè)管理物聯(lián)網(wǎng)技術研究
?。?)國內外研究現(xiàn)狀:
由于輸電、變電、配電設備分布點多面廣,且大部分曝露在室外,易受設備老化、天氣及人為破壞等因素影響而引發(fā)故障。因此,在輸、變、配電的整個過程中需要大量人力及精力進行巡檢工作。為了提高電力巡檢過程的自動化程度,發(fā)達國家已經(jīng)在電力現(xiàn)場作業(yè)過程中使用手持終端等設備,不過其采集功能十分有限,不利于智能電網(wǎng)系統(tǒng)的自動化、智能化采集需求。
物聯(lián)網(wǎng)技術在配電網(wǎng)現(xiàn)場作業(yè)監(jiān)管方面有著重要的應用,主要包括:身份識別、電子標簽與電子工作票、環(huán)境信息監(jiān)測、遠程監(jiān)控等,可以確認對象狀態(tài),匹配工作程序和記錄操作過程的功能,減少誤操作風險和安全隱患,真正實現(xiàn)調度指揮中心與現(xiàn)場作業(yè)人員的實時互動?;赗FID等傳感技術的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在現(xiàn)場作業(yè)管理系統(tǒng)種的應用尚在研究過程中,可以有效保障電網(wǎng)安全。國外已經(jīng)實驗成功了智能機器人取代人工的智能巡檢。目前國內的輸、變、配巡檢工作主要有以下幾種方式:一是人工巡檢,手寫記錄巡檢結果;二是依靠人工與手持電子設備相結合,通過電子設備錄入巡檢結果;三是智能機器人取代人工巡檢。完全依靠人工巡檢和手寫錄入信息的巡檢方式已不能滿足智能電網(wǎng)發(fā)展的需求,正漸漸被其它兩種方式所取代。人工與手持電子設備結合的巡檢方式是目前最為普遍的巡檢方式,并且巡檢設備和手持電子設備的智能化水平正在飛速發(fā)展,如信息鈕、信息螺栓、條形碼、智能移動終端等巡檢設備相繼研發(fā)成功。
?。?)研究內容:
開發(fā)一套基于感知RFID與無線傳感器網(wǎng)絡的適用于智能巡檢過程的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),全方位監(jiān)測環(huán)境和設備狀況,并實現(xiàn)電網(wǎng)現(xiàn)場作業(yè)的管理功能;研究智能巡檢協(xié)同感知RFID標簽的惡劣環(huán)境適應能力及多標簽射頻識別技術;研制可同時支持無源標簽、有源感知標簽的手持智能設備,以及兩類射頻標簽系統(tǒng)讀取模式的兼容性;研究遠程監(jiān)控系統(tǒng),可以核實現(xiàn)場操作對象和工作程序,使各項現(xiàn)場活動可控、在控,保障人身安全、設備安全、系統(tǒng)安全。建立基于傳感器網(wǎng)絡技術及RFID射頻識別技術的輸、變、配電設備巡檢系統(tǒng),利用RFID標簽監(jiān)督巡檢人員確實到達現(xiàn)場,并按預定路線巡視,在到位基礎上,輔助加入環(huán)境信息與狀態(tài)監(jiān)測傳感器,全方位監(jiān)測設備狀況。
?。?)預期目標:
開發(fā)出適用于復雜電磁環(huán)境下的低功耗RFID標簽、穩(wěn)定可靠的無線通信模塊;開發(fā)出基于協(xié)同感知RFID標簽和無線通信模塊的手持智能設備及管理系統(tǒng);開發(fā)出輸電、變電、配電智能巡檢模塊及系統(tǒng);開發(fā)遠程巡檢監(jiān)控系統(tǒng);實現(xiàn)精確檢測設備工作環(huán)境與狀態(tài),精準確認巡檢人員并且采集電力設備的運行環(huán)境信息、工作狀態(tài)信息,提高巡檢工作質量的目標。
?。?) 實施安排:
2010年6月-2010年9月,完成智能巡檢系統(tǒng)需求調研,現(xiàn)場作業(yè)系統(tǒng)和遠程監(jiān)控系統(tǒng)的技術方案設計及論證;
2010年9月-2011年3月,完成復雜電磁環(huán)境下的低功耗RFID標簽開發(fā)和手持讀卡器的開發(fā)和測試;
2011年4月-2011年7月:完成基于RFID和無線傳感器網(wǎng)絡的手持智能終端、管理平臺的開發(fā)和測試;
2011年8月-2011年12月,現(xiàn)場試運行并進行優(yōu)化設計,完成智能巡檢試點實施、遠程監(jiān)控系統(tǒng)實施以及相關研究報告。
2.3.3 物聯(lián)網(wǎng)技術在電網(wǎng)設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的應用研究
?。?)國內外研究現(xiàn)狀
輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分,是電力系統(tǒng)的動脈,研究基于物聯(lián)網(wǎng)的性能可靠,功能豐富的輸電線路狀態(tài)在線監(jiān)測技術,及時發(fā)現(xiàn)和掌握輸電線導線的溫度、覆冰、氣象環(huán)境等情況,從而提高輸電線負載能力、防止電網(wǎng)事故的發(fā)生。
國內開展輸電線路狀態(tài)監(jiān)測的應用比較早,但是監(jiān)測內容少,數(shù)據(jù)量小,通信方式以無線公網(wǎng)為主。現(xiàn)在,監(jiān)測內容逐步增多,數(shù)據(jù)量逐漸增大,并呈現(xiàn)向可視化方向
變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分,是電網(wǎng)基礎運行數(shù)據(jù)的采集源頭和命令執(zhí)行單元。研究變電設備狀態(tài)監(jiān)測傳感技術,可以提高設備利用率,延長設備壽命,減少停電次數(shù)/停電時間,提高輸電效率;另外,變電站電能計量裝置關系著廠網(wǎng)電費結算,其準確度直接影響發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)濟利益,亦需要對電能計量裝置實施動態(tài)計量監(jiān)測,保證關口計量準確性。
目前變電設備在線監(jiān)測系統(tǒng)、互感器計量在線監(jiān)測系統(tǒng)普遍采用現(xiàn)場總線及其它無線通信方式,安防系統(tǒng)采用光纖接入的通信方式,現(xiàn)場工程工作量極大、費時費力,另外,無線通信方式的大規(guī)模無序應用,將形成難以運維的變電站無線通信網(wǎng)絡。
(2)研究內容
針對電力傳輸線安全運行的關鍵需要,研究基于物聯(lián)網(wǎng)技術的分布式多信息一體化輸電線傳感裝置,實現(xiàn)對包括輸電線覆冰、絕緣子污穢狀況、風偏、舞動、桿塔傾斜、山火/泥石流情況、金具溫度在內的輸電線路各種相關狀態(tài)量的在線監(jiān)測。針對物聯(lián)網(wǎng)傳輸技術的特點,研究可靠、安全、高速的數(shù)據(jù)傳輸平臺,實現(xiàn)各種輸電線路狀態(tài)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接入和統(tǒng)一管理。通過對輸電線路上的各有效參數(shù)的監(jiān)測及數(shù)據(jù)挖掘,研究并建立設備狀態(tài)專家評估模型,實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測評價、故障診斷及狀態(tài)分析預測,并為輸電線路的狀態(tài)檢修決策提供必要的依據(jù)。充分研究后臺海量數(shù)據(jù)庫中的各種狀態(tài)數(shù)據(jù),并結合各種新興的數(shù)據(jù)可視化技術方法,研究具備電力行業(yè)特征的新型業(yè)務數(shù)據(jù)可視化展現(xiàn)模式。
面向建設高效、可靠、智能化變電站的需要,研究基于多傳感器集成、多信息采集、信息融合及抗強電磁干擾等關鍵技術的面向實際應用的變電站電氣設備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)終端。實現(xiàn)對包括變壓器油氣、斷路器動特性、微水、互感器、避雷器絕緣、互感器等的在線監(jiān)測?;谖锫?lián)網(wǎng)技術,研究可靠、安全、高速的數(shù)據(jù)傳輸平臺,實現(xiàn)各種設備狀態(tài)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接入和統(tǒng)一管理。通過對設備狀態(tài)各有效參數(shù)的監(jiān)測及數(shù)據(jù)挖掘,研究并建立設備狀態(tài)專家評估模型,實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測評價、故障診斷及狀態(tài)分析預測,并為設備狀態(tài)檢修決策提供必要的依據(jù)。充分研究后臺海量數(shù)據(jù)庫中的各種狀態(tài)數(shù)據(jù),并結合各種新興的數(shù)據(jù)可視化技術方法,研究具備電力行業(yè)特征的新型業(yè)務數(shù)據(jù)可視化展現(xiàn)模式。
?。?)預期目標
1.基于物聯(lián)網(wǎng)技術的電網(wǎng)設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)體系架構研究報告;
2.研制可以對輸電線路實現(xiàn)全覆蓋的一體化傳感裝置;
3.研制對變電站內電氣設備各種狀態(tài)參數(shù)進行監(jiān)測的系統(tǒng)終端;
4.構建基于一體化傳感裝置和電氣設備狀態(tài)監(jiān)測終端的電網(wǎng)設備在線監(jiān)測平臺示范系統(tǒng)。
(4)實施安排
2010年8月前,完成系統(tǒng)架構設計、數(shù)據(jù)模型設計、平臺標準規(guī)范制定;
2010年12月前,完成功能和接口詳細設計;
2011年6月前,完成開發(fā)測試工作;
2011年12月前,試點實施。
2.3.4 面向電力設施防護及安全保電的物聯(lián)網(wǎng)技術研究
?。?)國內外研究現(xiàn)狀:
目前國內應對電網(wǎng)的安全威脅主要采用人工巡線,雇傭當?shù)鼐用褡鲎o線員,并少量實驗采用直升機、無人機等現(xiàn)代化手段進行巡線。
在部分重要桿塔上也有采取技術手段防范盜竊、破壞事件的發(fā)生,但主要是采用視頻、紅外等技術的點對點通信模式,虛警率和可靠性還不盡如人意,需要進一步改進和完善。
?。?)研究內容:
研究多種傳感器協(xié)同感知及組網(wǎng)技術,實現(xiàn)全新的目標識別、多點融合和協(xié)同感知能力;針對高壓輸變電線路的環(huán)境對傳感器進行環(huán)境適應性和電磁兼容性研究,重點提高傳感器在惡劣自然環(huán)境下的存活率和抗強電磁場能力;研究輸電線路、桿塔及設備的全方位防護及安全保電支撐平臺技術。
(3)預期目標:
完成電力設施防護及安全保電支撐平臺的研發(fā);實現(xiàn)對高壓骨干輸電線路侵害行為的有效分類和區(qū)域定位,實現(xiàn)對高壓骨干輸電線路的全方位防護;應用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術,完成電力設施防護及安全保電支撐平臺的系統(tǒng)驗證,實現(xiàn)無虛警、無漏警的安全告警系統(tǒng);
?。?)實施安排:
2010年6月-2010年9月:完成基于物聯(lián)網(wǎng)技術的電力設施防護及安全保電系統(tǒng)技術論證、架構設計、平臺功能設計;
2010年10月-2010年12月:完成系統(tǒng)接口、數(shù)據(jù)格式、安全加密、通信協(xié)議的詳細設計;
2011年1月-2011年6月:完成傳感器開發(fā)測試和平臺界面開發(fā)工作;
2011年7月-2011年12月前:試點實施。
2.3.5 面向智能用電與用電信息采集的物聯(lián)網(wǎng)技術研究
?。?)國內外研究現(xiàn)狀:
智能用電服務作為智能電網(wǎng)用電環(huán)節(jié)的關鍵部分,是實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶之間實時交互響應,增強電網(wǎng)綜合服務能力,滿足互動營銷需求,提升服務水平的重要手段,加強用戶與電網(wǎng)之間的信息集成共享和實時互動,實現(xiàn)用電的智能化、互動化,進一步改善電網(wǎng)運營方式和用戶對電能的利用模式,提高終端用戶用能效率。
美國、英國、意大利、法國、西班牙、澳大利亞等發(fā)達國家,以及印度等新興發(fā)展中國家都在積極發(fā)展自動化表計系統(tǒng)或智能電表,相繼大規(guī)模開展了用電信息采集相關系統(tǒng)建設,在電力用戶用電信息的專業(yè)化應用和集成化應用方面均取得良好的應用效果。我國正在規(guī)?;M行用電信息采集系統(tǒng)建設,并通過試點工程驗證智能用電服務的技術方案。智能用電服務試點工程主要基于光纖通信技術和電力線寬帶網(wǎng)絡技術構建,采用雙向互動智能表計、用戶智能交互終端等,建立用戶與電網(wǎng)之間實時連接、互動開放的數(shù)字網(wǎng)絡,滿足電網(wǎng)雙向互動營銷的需求。
(2)研究內容:
根據(jù)用戶實際需求研究智能用電服務系統(tǒng)功能,并制定現(xiàn)階段技術可行的典型設計;進行智能家庭傳感裝置、系統(tǒng)研究和基于智能用電傳感局域網(wǎng)的家庭組網(wǎng)研究,為居民用戶提供可靠電力供應的同時擴展智能家居體驗;研究基于傳感網(wǎng)的用電綜合信息采集裝置、系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理平臺;研究無線傳感網(wǎng)絡與寬帶載波通信的混合組網(wǎng)技術、接口規(guī)范、標準協(xié)議以及實用化應用技術(包括系統(tǒng)部署、產(chǎn)品電磁兼容設計等)。
(3)預期目標:
完成智能互動終端、機頂盒、智能插座等家庭智能傳感裝置、組網(wǎng)方案以及智能用電服務管理平臺的研究,開發(fā)出相關設備和軟件平臺,實現(xiàn)家庭用電設備的智能化管理和能源的有效利用;完成混合組網(wǎng)模式下的用電信息采集系統(tǒng)典型設計,開發(fā)基于無線傳感與電力線寬帶混合組網(wǎng)模式的用電信息采集裝置和系統(tǒng)。
?。?)實施安排:
2010年6月-7月 智能用電服務系統(tǒng)功能設計和裝置需求分析;
2010年8月-2011年5月 智能家庭傳感器、用電信息采集裝置、通信模塊的開發(fā)和測試;
2011年6月-2011年12月 智能用電家庭、用電信息采集系統(tǒng)復合組網(wǎng)方案制定和驗證。
2.3.6 基于物聯(lián)網(wǎng)的電動汽車管理信息化技術研究
?。?)國內外研究現(xiàn)狀:
建立基于物聯(lián)網(wǎng)的電動汽車信息平臺的目的在于利用無線傳感、感知標簽、全球定位技術(GPS)、無線寬帶移動通信技術實現(xiàn)對全市電動汽車、電池、充電站、人員及設備安全的在線監(jiān)控、一體化集中管控、資源的優(yōu)化配置以及設備的全壽命管理。
電動汽車產(chǎn)業(yè)在國際上剛剛興起,針對電動汽車及其充電系統(tǒng)特點的信息管理系統(tǒng)正處在開發(fā)和建設初期。
?。?)研究內容:
研究物聯(lián)網(wǎng)技術在電動汽車運行狀態(tài)、電池類型狀態(tài)監(jiān)測方面的關鍵技術、設備定制、實施方案;研究基于物聯(lián)網(wǎng)的電動汽車、充電站等相關對象統(tǒng)一管理、分析、調度、展示信息化管理平臺;對于平臺范圍內的電動汽車、充電站、相關工作對象實現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)和臺帳屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和加解密處理,通過GIS圖形化方式提供友好直觀的展示;面向大量終端的數(shù)據(jù)快速處理和壓力均衡處理,滿足大范圍內同時處理電動汽車、充電站、相關工作對象實時監(jiān)測信息的并發(fā)處理需求;安置在電動汽車、充電站、相關工作對象能通過短距離無線通信實現(xiàn)自身傳感器自組網(wǎng)和網(wǎng)內信息分析;平臺通過綜合分析來自電動汽車、充電站、相關工作對象物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測信息,綜合分析判別,為電動汽車根據(jù)當前位置、當前能量狀態(tài)、自身電池設備型號等信息分析匹配最合適的充電站進行能力補充。
?。?)預期目標:
實現(xiàn)對電動汽車狀態(tài)監(jiān)測、電池狀態(tài)監(jiān)測、充電站、作業(yè)人員及設備的在線監(jiān)控技術,對于電動汽車周邊各種物聯(lián)網(wǎng)信息進行綜合管理和智能化、圖形化展示及各種相關信息進行綜合分析,用3S+C(遙感、全球定位、地理信息系統(tǒng)、通信技術)技術實現(xiàn)對網(wǎng)、省兩級范圍內的電動汽車相關設備資源的動態(tài)調配和合理分配,為建設節(jié)能、高效的電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈提供保障的技術。實現(xiàn)智能移動終端上的數(shù)據(jù)融合以及多對象的智能調度。
?。?)實施安排:
2010年5月-6月 研究物聯(lián)網(wǎng)技術在電動汽車運行狀態(tài)、電池類型狀態(tài)監(jiān)測方面的關鍵技術、設備定制、實施方案。
2010年7月-2011年6月 電動汽車信息管理平臺和車載智能終端的開發(fā)。
2011年7月-2011年12月 提出基于GPMS導航系統(tǒng)的機車智能調度系統(tǒng)規(guī)劃模型及方案。
2.3.7 物聯(lián)網(wǎng)在電力資產(chǎn)管理中應用研究
(1)國內外研究現(xiàn)狀:
電力企業(yè)是資產(chǎn)密集型,技術密集型企業(yè)。目前,電力企業(yè)對資產(chǎn)的管理仍然是粗放式為主,這種粗放式管理存在很多問題,如資產(chǎn)價值管理與實物管理脫節(jié)、設備壽命短、更新?lián)Q代快,技改投入大,維護成本高,每年電力企業(yè)投入大量人力物力進行資產(chǎn)清查,以改善帳、卡不符的問題。電力企業(yè)為改善資產(chǎn)管理已開展大量工作,如國家電網(wǎng)公司正在開展的資產(chǎn)全壽命管理等,但由于電網(wǎng)規(guī)模的擴大,尤其是智能電網(wǎng)的建設,發(fā)、輸、變、配、用電設備數(shù)量及異動量迅速增多且運行情況更加復雜,加大了集約化、精益化資產(chǎn)全壽命管理實施的難度,亟需有效、可靠的技術手段。同時隨著智能電網(wǎng)建設的深入,各業(yè)務系統(tǒng)從不同維度對電力資產(chǎn)數(shù)據(jù)提出了不同的需求,因此需要通過對電力資產(chǎn)統(tǒng)一編碼、統(tǒng)一模型、統(tǒng)一接口等諸多方面的研究,以滿足日益增長的業(yè)務系統(tǒng)建設需求。利用物聯(lián)網(wǎng)技術能夠實現(xiàn)自動識別目標對象并獲取數(shù)據(jù),可以為實現(xiàn)電力資產(chǎn)全壽命周期管理、提高運轉效率、提升管理水平供技術支撐。
?。?)研究內容:
結合公司資產(chǎn)全壽命管理的研究成果,提出基于物聯(lián)網(wǎng)的智能電力資產(chǎn)管理解決方案。主要研究電力資產(chǎn)全壽命管理的各功能模塊,包括:
1)實時監(jiān)控:采用RFID以及多種傳感器采集技術實現(xiàn)設備資產(chǎn)的智能收集,實現(xiàn)實時監(jiān)控、及時報警。研究電力資產(chǎn)編碼規(guī)范;提供靈活豐富的接口設計,實現(xiàn)與各業(yè)務應用的資產(chǎn)數(shù)據(jù)的雙向同步服務;
2)資產(chǎn)手動/自動盤點:利用機房部署的RFID傳感器實現(xiàn)資產(chǎn)的智能自動盤點;并結合手持式RFID接收裝置完成人工定期資產(chǎn)盤點功能。實時發(fā)現(xiàn)資產(chǎn)變更情況,及時報警;
3)巡檢管理:通過對資產(chǎn)與人員手持接收裝置的相互感知,實現(xiàn)資產(chǎn)巡檢管理功能;
4)出入管理:綜合門禁、RFID數(shù)據(jù)采集,實時監(jiān)視人員的移動線路,對特定區(qū)域的違規(guī)進入提供報警。
通過以上主要方向的研究,完成電力資產(chǎn)全壽命管理,實現(xiàn)資產(chǎn)盤點、自動化巡檢、資源智能調配等資產(chǎn)管理功能。
?。?)預期目標:
過本項目的研究,深入了解目前國內外物聯(lián)網(wǎng)在電力資產(chǎn)管理中的應用現(xiàn)狀。同時結合公司信息化建設的研究現(xiàn)狀,從采集管理、資源管理、人員管理和安全管理等方面設計公司電力資產(chǎn)管理功能,提交物聯(lián)網(wǎng)在電力資產(chǎn)管理中的應用研究報告。在此基礎上,研究資產(chǎn)管理中心與公司SGERP體系下各業(yè)務應用間的關系,設計并實現(xiàn)公司信息化一級集中模式下的統(tǒng)一資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫。
?。?)實施安排:
2010年1月-2010年6月:完成國內外物聯(lián)網(wǎng)技術和公司目前信息化建設需求的調研,并形成詳細的調研報告;
2010年7月-2010年12月:在調研的基礎上,編寫物聯(lián)網(wǎng)在電力資產(chǎn)管理中的應用報告;
2011年1月-2011年12月:深化電力資產(chǎn)管理中心中的模型標準化研究,設計并實現(xiàn)與SGERP體系中的業(yè)務應用的數(shù)據(jù)共享與同步功能,同時逐步完善相關技術研發(fā),并進行研究成果的試點和推廣。
2.3.8 物聯(lián)網(wǎng)在綠色機房智能管理中應用研究
(1)國內外研究現(xiàn)狀:
目前國內外各大IT公司在綠色機房實現(xiàn)過程所采取的方法包括將機房建設在高緯度地區(qū),利用冷空氣為設備降溫,減少制冷設備能源能耗,同時通過對空調風道優(yōu)化等方式提高能源利用效率。
物聯(lián)網(wǎng)技術的引入有利于在綠色機房建設中實現(xiàn)全方位的能效優(yōu)化。通過在機房設備附近安裝各種物理環(huán)境和工作狀況傳感器,可綜合掌握設備所處狀態(tài),有針對性地對環(huán)境進行優(yōu)化,達到減少非必要能源消耗的目的。
(2)研究內容:
機房采集系統(tǒng):提供靈活的采集配置工具,通過RFID等技術進行機房設備的聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)各種被管設備的數(shù)據(jù)采集。滿足對機房設備能耗相關數(shù)據(jù)采集的支持,如:安防(門禁等)、環(huán)境溫度、濕度、水浸、風量、風速、氣體(CO、CO2等)、聲音、震動、壓力、運動、污染物、煙感、視頻。
能耗分析:借助能耗計算標準,綜合配電、IT、空調、UPS等設備的能耗數(shù)據(jù),實現(xiàn)能耗的計算和自動控制功能。研究國內外能耗計算標準,提出符合公司特點的能耗計算和評價規(guī)范。
IT資源池監(jiān)視與調度系統(tǒng):為下一代數(shù)據(jù)中心資源整合提供支撐,通過實時監(jiān)視掌握資源池使用狀態(tài),并研究與主流虛擬化管理系統(tǒng)的聯(lián)動,實現(xiàn)存儲、技術資源的智能調度與調配。
綜合監(jiān)控:采用三維虛擬現(xiàn)實技術,以機房監(jiān)控為主線,實現(xiàn)機房電力、環(huán)境、安防、制冷的可視化監(jiān)視。并提供設備自動和手動控制操作功能。
智能化設備維護感知及全壽命管理:
全方位感知網(wǎng)絡、運維服務、信息安全、桌面終端的物理狀態(tài)、運行參數(shù)、入侵檢測,發(fā)現(xiàn)隱患進行告警,并通過自動、手動方式進行資產(chǎn)盤點的自動化。利用智能巡檢終端對機房設備進行全壽命管理。
?。?)預期目標:
針對機房環(huán)境和設備特點開發(fā)出適用的傳感器裝置,選擇可靠穩(wěn)定而不會對機房設備產(chǎn)生干擾的通信方式,開發(fā)出綠色機房智能管理平臺,實現(xiàn)對機房物理環(huán)境、設備運行狀況、設備電源等實時監(jiān)控,在參數(shù)異常時發(fā)出報警信息,輔助管理機房設備并確保其在理想環(huán)境參數(shù)下運行。管理平臺將根據(jù)分析采集的傳感器數(shù)據(jù)實時調整制冷設備等,達到減少能源消耗的目的。
(4)實施安排:
2010年6月-7月 對機房物理環(huán)境進行調研,并對各項環(huán)境指標進行綜合評估;
2010年8月-2011年6月 開發(fā)機房傳感設備和管理平臺,并通過實際測試選擇合理地通信技術和組網(wǎng)方案;
2011年7月-12月 綠色機房智能管理系統(tǒng)試運行并完成試運行和測試報告。
2.3.9 電力物聯(lián)網(wǎng)綜合展示平臺
?。?)國內外研究現(xiàn)狀:
智能電網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)應用的最主要應用場景之一,受到業(yè)界廣泛關注。智能電網(wǎng)的實現(xiàn),首先依賴于電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)重要運行參數(shù)的在線監(jiān)測和實時信息掌控,物聯(lián)網(wǎng)作為“智能信息感知末梢”,可成為推動智能電網(wǎng)發(fā)展的重要技術手段,也將進一步促進物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展并推動其向應用實用化邁進,促進其行業(yè)應用,形成新型產(chǎn)業(yè)鏈。
目前物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)重點研究領域包括:基于物聯(lián)網(wǎng)的智能用電信息采集;基于物聯(lián)網(wǎng)的智能用電服務;智能電網(wǎng)輸電線路可視化在線監(jiān)測平臺;基于物聯(lián)網(wǎng)的智能巡檢;基于物聯(lián)網(wǎng)的新能源汽車輔助信息管理系統(tǒng);智能用能服務以及家庭傳感局域網(wǎng)通用平臺;綠色智能機房管理;電力光纖到戶,支撐三網(wǎng)融合等。
目前仍缺乏一個系統(tǒng)的電力物聯(lián)網(wǎng)綜合展示平臺,將現(xiàn)有電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)所使用的物聯(lián)網(wǎng)技術進行系統(tǒng)的展示。電力物聯(lián)網(wǎng)綜合展示平臺應以物聯(lián)網(wǎng)在電網(wǎng)輸電、變電、配電、用電等環(huán)節(jié)應用的為主線,以實景方式展示先進的物聯(lián)網(wǎng)技術應用方案,建成后的定位為傳感網(wǎng)先進技術的展示中心和電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)解決方案的推廣中心。
?。?)研究內容:
建立統(tǒng)一的、面向服務的智能電網(wǎng)傳感網(wǎng)絡應用系統(tǒng)一體化信息共享平臺,研究一體化的空間數(shù)據(jù)、智能電網(wǎng)傳感網(wǎng)絡數(shù)據(jù)組織、信息共享、數(shù)據(jù)加密;研究建立在數(shù)據(jù)共享平臺,研究優(yōu)化圖形瀏覽和分析的服務引擎,提供高效的平臺可視化功能;研究多種異構傳感網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的規(guī)整和存儲,研究多種智能電網(wǎng)傳感網(wǎng)絡信息的綜合分析,研究多源/多類型/異構數(shù)據(jù)一體化組織和管理;在相關數(shù)據(jù)一體化組織和管理的基礎上,研究統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸、存儲技術,提高電網(wǎng)運行和傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全;研究電網(wǎng)運行和傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)快速檢索和綜合分析服務實現(xiàn);研究建立智能用電展示,包括智能用電方面的展示主要包含基于電力光纖到戶(OPLC)的多網(wǎng)融合系統(tǒng)、智能用電服務系統(tǒng)和用電信息采集系統(tǒng);研究建立輸電線路可視化在線監(jiān)測系統(tǒng)展示,輸電線路可視化在線監(jiān)測系統(tǒng)主要利用先進的輸電線路和桿塔感知技術、圖像編碼和傳輸技術、三維空間地理信息技術GIS、寬帶通信技術組成輸電線路物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡,實現(xiàn)對輸電線路的各種狀態(tài),如覆冰、污穢、溫度、舞動、微氣象等的多方位可視化實時監(jiān)控和故障預警;研究建立桿塔安全防護展示,包括在桿塔及周圍部署紅外、振動等多種防護桿塔攀爬及非工作人員侵入的傳感器,組成立體的桿塔及電力設備防入侵系統(tǒng)。向未經(jīng)允許接近桿塔人員發(fā)出警告,并實時監(jiān)控現(xiàn)場情況,向關聯(lián)系統(tǒng)和值班人員發(fā)出報警信息;研究建立電動汽車信息管理系統(tǒng)展示,展示利用多種傳感技術、感知標簽、全球定位系統(tǒng)(GPS)以及寬帶通信網(wǎng)絡,實現(xiàn)的電動汽車、車載充電電池、充電站的智能感知、聯(lián)動及高效互動,充電資源的優(yōu)化配置,電動汽車、充電電池、充電站設備的全壽命管理。
?。?)預期目標:
開發(fā)出電力物聯(lián)網(wǎng)綜合展示平臺,實現(xiàn)多種傳感數(shù)據(jù)、電網(wǎng)基礎數(shù)據(jù)綜合管理和分析,并提供友好標準數(shù)據(jù)接口,便于與各種生產(chǎn)管理、ERP等系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)共享,建立統(tǒng)一的、面向服務的傳感信息共享與應用服務體系。建立電力物聯(lián)網(wǎng)綜合展示平臺,最終展示內容包括智能用電、輸電線路可視化在線監(jiān)測、桿塔安全防護、電動汽車信息管理系統(tǒng)等內容。通過無線傳感器、通信設備實景展示和展板的形式直觀展現(xiàn)先進物聯(lián)網(wǎng)技術在智能電網(wǎng)中的應用。
(4)實施安排:
2010年6月-2010年7月:完成電力物聯(lián)網(wǎng)綜合展示平臺總體規(guī)劃和展區(qū)設計,提交設計報告;
2010年8月-2011年12月;完成電力物聯(lián)網(wǎng)綜合展示平臺設備購置與展區(qū)布置;
2010年1月-2011年4月:完成智能用電和輸電線路可視化在線監(jiān)測系統(tǒng)展示平臺搭建和調試;
2010年5月-2011年8月:完成桿塔安全防護和電動汽車信息管理系統(tǒng)展示平臺搭建和調試;
2011年9月-2011年12月:完成展示平臺聯(lián)合調試與整體演示。
2.4 物聯(lián)網(wǎng)安全防護體系研究
?。?)國內外研究現(xiàn)狀:
物聯(lián)網(wǎng)是指通過智能傳感裝置實現(xiàn)全面有效的信息感知和獲取,經(jīng)由無線或有線網(wǎng)絡進行可靠信息傳輸,并對感知和獲取的信息進行智能處理,實現(xiàn)物與物、人與物之間的自動化信息交互與處理的智能網(wǎng)絡。電力物聯(lián)網(wǎng)融合利用了無線傳感器網(wǎng)絡技術、RFID技術、GPRS/TD-SCADA等無線通信技術、光纖通信/PLC等有線通信技術,將在智能電網(wǎng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度等各環(huán)節(jié)得到廣泛應用。
物聯(lián)網(wǎng)具有節(jié)點資源有限、網(wǎng)內信息處理、終端部署區(qū)域開放及大量采用無線通信技術等特點,其安全性實現(xiàn)難度較大。近年來,國內外眾多科研機構進行了物聯(lián)網(wǎng)安全研究和實踐,其中:國際上, ZigBee聯(lián)盟、卡耐基梅隆大學和加州大學伯克利分校等機構在無線傳感器網(wǎng)絡安全性研究方面開展了大量工作。ZigBee聯(lián)盟在2005年提出了一種基于“信任中心”的安全機制,并已將其寫入到ZigBee的通信標準ZigBee協(xié)議1.0中。2002年,卡耐基梅隆大學的艾德里安教授提出了一種針對無線傳感器網(wǎng)絡單播和組播的安全協(xié)議(SPINS),這一協(xié)議在學術界獲得較高的評價。2004年,加州大學伯克利分校的卡略夫教授提出了TinySec協(xié)議。TinySec協(xié)議主要是考慮到傳感器節(jié)點的低能耗特點,通過適當降低安全防護性能,進而保證傳感器節(jié)點的壽命。2007年,卡耐基梅隆大學的艾德里安實驗室基于TinySec提出了MiniSec協(xié)議,取得了部分針對無線傳感器網(wǎng)絡安全性和節(jié)點功耗的研究成果,但該協(xié)議仍處于理論研究階段。在我國,清華大學、上海交通大學、重慶郵電大學等機構也積極開展了無線傳感器網(wǎng)絡安全性研究和標準的制定工作。隨著我國物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的提出,中國移動研究院、中國電力科學研究院等國家基礎行業(yè)科研機構也加入了物聯(lián)網(wǎng)應用和安全防護研究中,結合本行業(yè)應用特點開展了物聯(lián)網(wǎng)安全防護實踐,上述單位均認為物聯(lián)網(wǎng)安全可分解為物聯(lián)網(wǎng)機器/感知節(jié)點的本地安全、感知網(wǎng)絡的傳輸與信息安全、核心網(wǎng)絡的傳輸與信息安全、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務處理的安全等問題。
然而,目前無線傳感器網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)安全研究還處在起步階段,至今還未見完整的安全解決方案,也沒有成功的應用案例。電網(wǎng)是關系國際民生的基礎,任何技術的應用在電網(wǎng)中的應用,必須要有安全作保障。因此開展電力物聯(lián)網(wǎng)的安全防護方案研究是必要和迫切的。
?。?)研究內容:
物聯(lián)網(wǎng)安全防護體系研究的主要內容是:結合面向智能電網(wǎng)應用的物聯(lián)網(wǎng)體系架構,研究分析物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)各環(huán)節(jié)的業(yè)務應用,明確信息安全風險與需求,構建電力物聯(lián)網(wǎng)安全體系架構,建立安全、可信、受限的電力物聯(lián)網(wǎng)。
具體研究內容體現(xiàn)在如下幾個方面:
(1)研究分析物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)各環(huán)節(jié)的應用,綜合考慮智能電網(wǎng)中物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的業(yè)務需求和特征、通信方式、組網(wǎng)方式等,研究分析智能電網(wǎng)中各環(huán)節(jié)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全需求。(2)研究分析電力物聯(lián)網(wǎng)安全防護要求。在安全風險和需求分析的基礎上,提出涵蓋物聯(lián)網(wǎng)感知層、信息傳輸層和應用服務層的安全防護要求。(3)研究提出電力物聯(lián)網(wǎng)感知層安全增強協(xié)議。分析國內外無線傳感器網(wǎng)絡安全解決方案,結合智能電網(wǎng)下物聯(lián)網(wǎng)的應用特點,分析提出安全性高、開銷低的安全增強協(xié)議,為構建安全可信的電力物聯(lián)網(wǎng)奠定基礎。(4)研究提出電力物聯(lián)網(wǎng)總體安全防護方案。結合智能電網(wǎng)下物聯(lián)網(wǎng)的應用特點,根據(jù)安全防護要求,提出涵蓋物聯(lián)網(wǎng)感知層、信息傳輸層和應用服務層的總體安全防護方案。(5)研究提出電力物聯(lián)網(wǎng)典型應用安全防護方案。在智能電網(wǎng)的背景下,結合發(fā)、輸、變、配、用各環(huán)節(jié)物聯(lián)網(wǎng)的典型應用,研究提出典型安全防護方案。(6)研發(fā)適合在電力物聯(lián)網(wǎng)中應用的低成本、低功耗、高可靠性的安全芯片,研發(fā)用于實現(xiàn)電力物聯(lián)網(wǎng)與企業(yè)信息網(wǎng)、生產(chǎn)控制網(wǎng)安全互聯(lián)的網(wǎng)關產(chǎn)品。(7)研究電力物聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)測技術,實現(xiàn)對安全隱患、安全攻擊和運行異常的及時發(fā)現(xiàn)。(8)研究電力物聯(lián)網(wǎng)安全性測評技術,提出智能電網(wǎng)下物聯(lián)網(wǎng)安全測評方法、標準、用例集,搭建安全試評環(huán)境、開發(fā)安全試評工具。(9)提出公司物聯(lián)網(wǎng)安全標準規(guī)范體系,編制2-3項電力物聯(lián)網(wǎng)安全標準規(guī)范。
?。?)預期目標:
本研究課題預期實現(xiàn)以下目標:
?。?)完成電力物聯(lián)網(wǎng)安全研究報告,分析電力物聯(lián)網(wǎng)安全風險和安全需求,提出明確的電力物聯(lián)網(wǎng)安全防護要求;
?。?)形成電力物聯(lián)網(wǎng)安全防護總體方案和典型應用方案;
?。?)提出電力物聯(lián)網(wǎng)感知層安全增強協(xié)議,指導安全可信物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品的研發(fā);
(4)開發(fā)低成本、低功耗、高可靠性的安全芯片和電力物聯(lián)網(wǎng)安全互聯(lián)網(wǎng)關;
?。?)完成電力物聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)測體系研究,攻克關鍵技術;
?。?)形成電力物聯(lián)網(wǎng)安全性測評研究報告;
?。?)提出電力物聯(lián)網(wǎng)安全標準體系框架,完成2-3個關鍵標準的起草。
?。?)實施安排:
2009年10月-2010年10月:完成國內外電力物聯(lián)網(wǎng)安全研究現(xiàn)狀分析,分析評估電力物聯(lián)網(wǎng)安全風險與信息安全需求,提出明確的電力物聯(lián)網(wǎng)安全要求,形成電力物聯(lián)網(wǎng)安全研究報告;
2010年11月-2011年10月:提出電力物聯(lián)網(wǎng)安全防護總體方案和典型應用方案;
2010年8月-2012年12月:研究開發(fā)電力物聯(lián)網(wǎng)感知層安全增強協(xié)議;
2011年1月-2012年12月:研究開發(fā)電力物聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)測體系,電力物聯(lián)網(wǎng)安全測評體系;
2010年10月-2012年12月:開發(fā)低成本、低功耗、高可靠性的安全芯片和電力物聯(lián)網(wǎng)安全互聯(lián)網(wǎng)關;
2011年10月-2012年12月:進行研究成果的試點和推廣。
2.5 標準體系研究
(1)國內外研究現(xiàn)狀:
由于傳感網(wǎng)絡涉及技術領域寬廣,目前國際上還沒有比較完備的傳感器網(wǎng)絡標準規(guī)范。ITU和ISO/IEC兩個國際標準化組織都正在積極爭取傳感網(wǎng)絡的標準化主導權,其中ITU-T目標明確地指向面向未來的泛在傳感器網(wǎng)絡的標準化,ISO/IEC JTC1委員會在2007年底專門成立了無線傳感器網(wǎng)絡標準化工作組。
中國無線傳感器網(wǎng)絡標準化工作組成立于2007年12月,在國標委、中國電子技術標準化研究所等的領導下,推進國家傳感器網(wǎng)絡標準,同時代表中國參與JTC1的標準化制定工作。
目前智能電網(wǎng)國際標準化進程正積極推動并初見成效。2009年5月18日,美國商務部和能源部聯(lián)合公布了美國智能電網(wǎng)建設的第一批標準 “Initial Smart Grid Interoperability Standards Framework, Release 1.0”,共16種標準規(guī)格。此標準涵蓋了智能電網(wǎng)建設的主要方面,美國能源部將這些標準規(guī)格定位為初始版,隨著智能電網(wǎng)建設的開展還會進一步加以完善并追加其他規(guī)格。美國電氣電子工程師協(xié)會(IEEE)正在制定另一套智能電網(wǎng)的標準和互通原則(IEEE P2030),2009年6月3日召開了首屆P2030會議,旨在通過開放標準進程,為定義智能電網(wǎng)的互操作性提供知識基礎,協(xié)助電力系統(tǒng)設備間協(xié)同工作及智能電網(wǎng)的最終應用。
我國也正在積極進行智能電網(wǎng)標準的制定工作,2009年6月底,國家電網(wǎng)公司開始制定智能電網(wǎng)標準體系,具體任務是結合國際標準體系的研究進展,對國內現(xiàn)有的相關標準進行梳理和分析,推動國內智能電網(wǎng)標準體系的提出。
(2)研究內容:
物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中應用的標準體系研究立足于我國電力系統(tǒng)現(xiàn)有標準,積極跟蹤物聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)國際國內標準的制定工作,建立規(guī)范化指導性的物聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)技術融合的標準體系,推動相關標準制定的順利進行。通過對輸、變、配、用四個環(huán)節(jié)多個驗證系統(tǒng)的研究,推動輸電網(wǎng)各階段數(shù)據(jù)安全管理方法、變電站和饋線中的設備控制、電費實時通知方法、家庭自動化、智能電表與基礎網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換、智能電表與住宅內設備的通信控制等智能電網(wǎng)相關標準的研究與制定,推動面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)技術從戰(zhàn)略研究到運轉設計的轉變,為相關產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化推廣奠定基礎。
(3)預期目標:
物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中應用的標準體系研究,將結合智能電網(wǎng)的應用需求,緊密跟蹤標準制定工作,嚴格規(guī)范傳感器網(wǎng)絡在通信接口標準、傳感器接口標準、協(xié)議棧軟件接口標準、處理類中間件接口標準等,為標準制定提供系統(tǒng)級互聯(lián)互通測試環(huán)境,對標準制定工作起到極大的推動作用。
?。?)實施安排:
2010年6月-12月 跟蹤國際國內物聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)方面的標準制定,梳理已有標準。
2011年1月-12月 建立規(guī)范化指導性的物聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)技術融合的標準體系,提出物聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)技術結合的標準需求。
2.6 物聯(lián)網(wǎng)測試與仿真技術研究
(1)國內外研究現(xiàn)狀:
物聯(lián)網(wǎng)作為一項新興技術,其系統(tǒng)理論、框架、技術措施在逐步的研究與制訂中,也尚未見成熟的標準、方法和實踐經(jīng)驗見諸于公開的研究成果中。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展涉及很多關鍵共性技術,直接影響物聯(lián)網(wǎng)所面向的電網(wǎng)應用的開展,對于網(wǎng)絡服務質量、運行維護、安全保障都起著非常重要的作用。雖然現(xiàn)在雖然有大量無線傳輸標準和測試、檢測設備,但是針對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、關鍵技術、標準、設備、芯片的測試、檢測、評估的標準和設備仍是空白。隨著國際、國家標準制定、產(chǎn)業(yè)應用等工作的快速推進,亟需建立統(tǒng)一的系統(tǒng)、成熟的電力物聯(lián)網(wǎng)試驗、測試體系及其環(huán)境,難以保證傳感器網(wǎng)絡在電網(wǎng)運行的安全性、穩(wěn)定性、可靠性;缺少針對傳感器網(wǎng)絡的電力仿真試驗平臺,缺乏對傳感器網(wǎng)絡的傳感器、模塊、設備、系統(tǒng)等現(xiàn)有產(chǎn)品在在不同電壓等級的電網(wǎng)環(huán)境下運行的測試評估平臺與評估方法,無法完成研發(fā)試驗、型式試驗、驗收試驗、生產(chǎn)試驗等環(huán)節(jié)。擬搭建面向電網(wǎng)應用的傳感器網(wǎng)絡綜合測試平臺與評估驗證環(huán)境,開展面向電網(wǎng)的傳感器網(wǎng)絡的研究、測試、仿真工作,構建電力傳感器網(wǎng)絡的試驗環(huán)境,為面向電網(wǎng)的傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)提供測試手段與驗證依據(jù),為電力物聯(lián)網(wǎng)應用廠商提供解決方案和技術支撐,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,提高產(chǎn)品開發(fā)效率。對推動我國物聯(lián)網(wǎng)/傳感網(wǎng)絡技術開發(fā)與應用具有非常重要的現(xiàn)實意義。
(2)研究內容:
研究建立適合于輸電、變電環(huán)節(jié)的無線傳感器網(wǎng)絡測試仿真網(wǎng)絡,根據(jù)應用場景、無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點部署位置,動態(tài)調整仿真網(wǎng)絡環(huán)境,實現(xiàn)拓撲可變性、自適應性??梢酝ㄟ^對節(jié)點通/斷電,達到動態(tài)控制網(wǎng)絡拓撲的目的。通過控制終端設置標準網(wǎng)絡中的節(jié)點組成各類拓撲之后,受測節(jié)點加入網(wǎng)絡后可以進行連通性測試和網(wǎng)絡、電氣性能測試。
2)配電、用電測試實驗環(huán)境建設
建立典型配用電環(huán)境,評估驗證一整套由智能電表、智能家電、智能交互終端、用電信息采集系統(tǒng)、多種傳感器終端和通信裝置組成的配電和智能用電環(huán)境。各種裝置、系統(tǒng)的驗證評估建立在模擬典型配用電網(wǎng)絡基礎上.智能電網(wǎng)配用電測試環(huán)境搭建完畢后,可以模擬多種典型的電網(wǎng)拓撲結構,測試不同通信技術性能指標,評估包含多種通信方式的復合組網(wǎng)通信系統(tǒng),為選擇滿足多種業(yè)務需求的通信組網(wǎng)技術、制定典型的通信解決方案提供依據(jù)。
3)無線傳感器網(wǎng)絡組網(wǎng)性能測試
如無線傳感器網(wǎng)絡互聯(lián)互通測試、網(wǎng)絡穩(wěn)定性測試、路由協(xié)議開銷測試、網(wǎng)絡自愈能力測試、網(wǎng)絡拓撲對網(wǎng)絡性能的影響測試、路由協(xié)議功能測試、單向鏈路測試;端到端時延和時延抖動測試、吞吐量測試多優(yōu)先級業(yè)務混合測試等。
4)無線傳感器網(wǎng)絡對設備電氣性能的影響
研究及測試無線傳感器網(wǎng)絡對繼電保護、遠動終端RTU、智能電表、采集器、智能家居、智能插座等設備電氣性能的影響。
5)電力設備對無線傳感器網(wǎng)絡的影響
開關操作引起的電磁輻射問題、SF6間隙擊穿放電以及真空間隙擊穿放電產(chǎn)生的高頻輻射分量、局部放電產(chǎn)生的電磁干擾對傳感器數(shù)據(jù)傳輸引起的影響。
6)無線傳感器網(wǎng)絡電磁電氣特性測試
電磁兼容性測量、無線電騷擾測量、抗干擾度測量、無線電騷擾限值測量、浪涌抗擾度測量、電氣性能測量、輻射騷擾測量、器件性能測量等。
7)信號屏蔽與穿透
研究高頻無線信號穿透性,可以得出在配用電環(huán)境下,無線傳感器網(wǎng)絡的信號在哪些場景下是無法穿透的,需要利用多跳節(jié)點進行中繼,繞過障礙區(qū)域。
?。?)預期目標:
建立適合于輸電、變電環(huán)節(jié)的無線傳感器網(wǎng)絡標準網(wǎng)絡平臺;建立適合于配電、用電測試實驗仿真平臺;對無線傳感器網(wǎng)絡組網(wǎng)性能進行測試;研究并測試無線傳感器網(wǎng)絡對設備電氣性能的影響;研究并測試電力設備對無線傳感器網(wǎng)絡的影響;研究并測試無線傳感器網(wǎng)絡電磁電氣特性;研究并測試無線傳感器網(wǎng)絡信號屏蔽與穿透。提出滿足智能電網(wǎng)各應用環(huán)節(jié)需求的物聯(lián)網(wǎng)測試、評估體系及其標準;形成電力物聯(lián)網(wǎng)安全性測評標準草案;。最終搭建面向電網(wǎng)應用的傳感器網(wǎng)絡綜合測試平臺,開展面向電網(wǎng)的無線傳感器網(wǎng)絡的研究、測試、仿真工作。
?。?)實施安排:
2010年6月-2010年12月:研究適合于輸電、變電、配電、用電環(huán)節(jié)的無線傳感器網(wǎng)絡標準網(wǎng)絡仿真平臺,完成相應報告;
2011年1月-2011年12月:完成適合于輸電、變電、配電、用電環(huán)節(jié)的無線傳感器網(wǎng)絡標準網(wǎng)絡仿真平臺搭建和調試;完成無線傳感器網(wǎng)絡組網(wǎng)性能測試方案和驗證;
2012年1月-2011年3月:研究并測試無線傳感器網(wǎng)絡對設備電氣性能的影響,完成相應研究報告、指定測試方法;
2012年4月-2012年7月:研究并測試電力設備對無線傳感器網(wǎng)絡的影響,完成相應研究報告、指定測試方法;
2012年8月-2012年10月:研究并測試無線傳感器網(wǎng)絡電磁電氣特性;研究并測試無線傳感器網(wǎng)絡信號屏蔽與穿透,完成相應研究報告、指定測試方法;
2012年11月-2012年12月研究電力物聯(lián)網(wǎng)的測試、檢測標準,并完成相應標準提案。
3 實施計劃
物聯(lián)網(wǎng)技術在智能電網(wǎng)中的應用目標是:將物聯(lián)網(wǎng)在傳感技術方面的優(yōu)勢應用到電力系統(tǒng)中,在用戶與電網(wǎng)公司之間形成實時、雙向、互動的信息通信網(wǎng)絡,從而提高電網(wǎng)系統(tǒng)輸、變、配、用等環(huán)節(jié)的管理效率、運行效率和安全性,響應國家節(jié)能減排的號召,為實現(xiàn)低碳綠色經(jīng)濟做出貢獻。
分階段目標:
第一階段(2010年-2011年):研究試點階段
研究物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)的應用模式,提出電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)總體架構模型,開展電力物聯(lián)網(wǎng)信息處理需求和中間件需求的調研,初步形成電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的架構及其應用需求。
第二階段(2012年-2015年):全面建設階段
研發(fā)多種多功能傳感器,在新能源并網(wǎng)、智能電表、輸電線路巡檢、輸配電自動化、用電雙向互動服務平臺等關鍵領域取得突破,初步實現(xiàn)智能電網(wǎng)的基本功能。
第三階段(2016年-2020年):引領提升階段
在國網(wǎng)公司范圍內全面建成智能電網(wǎng)的統(tǒng)一業(yè)務和管理平臺,在物聯(lián)網(wǎng)專用芯片、應用系統(tǒng)開發(fā)、標準體系、信息安全、無線寬帶、軟件平臺、測試技術、實驗技術等方面全力部署,全面解決發(fā)輸變配用電環(huán)節(jié)的信息交互和信息管理,主要業(yè)務應用達到國際先進水平,有效提升電網(wǎng)系統(tǒng)的運行和管理效率。