泛在电力物联网建设大纲解读
泛在电力物联网建设大纲解读及落地建议
许小刚
成都雅鲁科技有限公司
发表于物联网智库 https://mp.weixin.qq.com/s/57NxnVNrWlauJpYO6cSCaA
1. 国网泛在电力物联网建设大纲发布
在2019年3月份，国网发布了泛在电力物联网的建设大纲，大纲的发布无论在国网内部还是在行业外部都引起了极大的轰动，面对如此巨大的市场规模，从技术、产业到资本，都对泛在电力物联网有强烈的参与欲望。在2019年10月份，国网泛在电力物联网白皮书发布，更加具体的对大纲规划、任务、以及泛在电力物联网的建设目标进行深入的阐述，也给行业带来新的认识。
本文将以此为目的，对大纲进行详细解读，同时配合国网内部不同省、机构的规划，给出落地建议。
本文参考文章：
《泛在电力物联网建设大纲》
《泛在电力物联网白皮书2019》
《毕士威南方电网物联网在电网企业中的应用研究》
《纵深推进泛在电力物联网建设》公众号：中联电力
《国家电网有限公司：客户侧泛在电力物联网建设》公众号：泛在电力物联网建设
《电力系统介绍，发输配全覆盖》公众号：电气销售
《国家电网|配电智能运维的物联网解决方案》公众号：北极星分布式储能
《南方电网的透明网络VS国家电网的泛在电力物联网，到底有什么区别》公众号：泛在电力物联网建设
2. 国网泛在电力物联网建设大纲
详细的泛在电力物联网建设大纲在很多公众号都有发布，本文首先采用思维导图方式将建设大纲展示出来，为读者从高维度的理解建设大纲的思路，然后针对重要的项或者页进行详细阐述。
2.1 建设大纲思维导图
需要着重提出的几个总结：
2.1.1 大纲建设路径
建设路径为：全息感知、泛在互联、开放共享、融合创新。
2.1.2 大纲建设内容
建设内容：6个大块、11个重点方向以及参考的典型场景。
2.1.3 大纲任务与计划
任务与计划：23个重点任务，22个试点，12个研究任务是不同单位根据实际情况制定具体计划的依据。
2.2 建设大纲框架及重点
实际上，上图描述的是能源互联网的组成部分即包括泛在电力物联网与坚强智能电网。如果这个误解澄清就会回答当前很多认识的误区。下面我们介绍框架中几个重要方面进行阐述：
第一、能源互联网才是国家电网的建设最终目标
第二、框架左边是基础建设部分，框架右边是未来电网业务组成
源、网、荷、储是涵盖了坚强智能电网电网从发电到用电的整个过程。对于泛在电力物联网中，国网也给出了泛在电力物联网的基础部分：感知、网络、平台、应用。具体建设步骤上，第一步更多的是全息感知即大纲后面重点支持芯片领域；第二步是泛在互联与开放共享平台结合，即不同级别的国网云平台的建设；第三步即能源互联网各类应用的创新，在国网建设大纲最后给出了参考方向和任务。
需要注意的是，能源互联网对业务系统的影响来自三个方面的驱动即能源流、业务流、数据流。
从技术的角度来说，将能源流、业务流、数据流并行放在一起作为同一类别进行对比并不是非常严谨，能源流是电能指向，并无法直接供业务系统使用，业务流通常的理解是业务流程的设计，数据流叫法过于通用。我们将这几类流进行转换容易理解的方式即分别称为能源数据流、业务系统数据流、物联网数据流。
能源数据流即电网能源路径所产生的能源相关数据，可以分电能类和电网拓扑类数据；业务系统数据流为电网企业运营，电网运行，客户服务等现有业务系统所产生的业务系统数据；物联网数据即泛在电力物联网引入的新型传感产生的数据，以及新型电网采集设备采集的数据。
第三、信息物理系统
信息物理系统是连接坚强智能电网与泛在电力物联网的桥梁，在泛在电力物联网初具规模之后，信息物理系统是数字双生子的两面，一面连接实体，一面数字虚拟化。
3. 如何定义泛在电力物联网以及建设步骤
国网建设大纲中对泛在电力物联网的定义如下：
泛在物联是指任何时间、任何地点、任何人、任何物之间的信息连接和交互。泛在电力物联网是泛在物联在电力行业的具体表现形式和应用落地；不仅是技术的变革，更是管理思维的提升和管理理念的创新，对内重点是质效提升，对外重点是融通发展。
泛在电力物联网将电力用户及其设备，电网企业及其设备，发电企业及其，供应商及其设备，以及人和吴连接起来，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基于，提供价值服务。
这两段定义是从泛在电力物联网最终的远景、在国网的定位和使命来定义，对于顶层设计来说非常有价值。我们从可操作，可落地的角度来定义泛在电力物联网。
本文泛在电力物联网定义如下：
①利用物联网技术组网、采集技术，新型传感器技术对电网各个环节的设备进行数据采集，并通过高效通信网络汇聚到云端大数据中心，②以物联网大数据增强现有业务系统能力，并且③触发新型业务系统，智能化升级电力网络，创建能源互联网生态体系。
泛在电力物联网建设步骤应该有三个发展阶段：第一个阶段：泛在互联，数据汇聚，平台先行；第二个阶段：以数据赋能电网业务；第三个阶段：融合创新，新业务驱动电网产业智能化升级。
3.1 步骤一：泛在互联、数据汇聚、平台先行
所有行业的物联网都是以设备连接为基础，将传统本地监控为主、远程为辅的方式，升级为设备数字双生，远程监控为主，本地并行或者本地为辅的设备管理方式，①利用物联网技术组网、采集技术，新型传感器技术对电网各个环节的设备进行数据采集，并通过高效通信网络汇聚到云端大数据中心。
第一阶段用的技术有：数据采集相关的物联网组网技术，采集技术，新型传感器技术；通信技术；以及云端大数据技术。
数据采集相关的物联网组网技术包括局域物联网组网技术与远程物联网组网技术； 5G通讯涵盖了从低功耗广域网到移动型超高速网络提供了整体方案。
数据采集相关技术采集技术还包括通过机器人、无人机采集技术，由于视频图像AI技术的发展，机器人、无人机在代替人在危险环境、难以到达位置、以及需要大量工作量的采集上起了非常大的作用，因此机器人、无人机在电网的广泛运用也是泛在电力物联网第一阶段建设的内容之一。
数据采集相关的新型传感器技术，是指将更多传感器应用到电网设备采集中，比如断路器加入温度，电缆加入温度和震动等等。
数据采集、高效通讯网络只是过程，只有形成云端大数据平台，才可以将泛在电力物联网转化为产业升级的价值，因此泛在电力物联网第一阶段是：泛在互联、数据汇聚、平台先行。下图为一个典型的物联网大数据平台的框架与相关技术，供参考：
3.2 步骤二：以数据赋能电网业务
泛在电力物联网第二阶段：以数据赋能电网业务。当泛在电力物联网大数据平台建立起来后，平台能够提供的数据可以是实时数据、统计数据、历史数据、以及大数据计算处理后的数据。大数据平台的形成将促使传统电网业务系统由流程型系统向数据驱动型系统。我们这里列出物联网可能发挥价值的业务系统供参考。
相关系统智能化作用解释如下，所有的业务系统将以实时的海量数据为触发，电网各个节点以数字双生形式存在：
3.3 步骤三：融合创新、新业务驱动电网产业智能化升级
第三步：融合创新、新业务驱动电网产业智能化升级，需要电网在平台型角色之上以共享的心态创建对外融合的新型业务系统，这些新型业务系统在大纲中包括：打造综合能源服务平台、培育发展新型业务和构建能源生态体系，更具体包括综合能源服务、大数据运营、资源商业化运营、三站合一、能源金融、虚拟电厂。
我们很难清晰描述新型业务的具体形态，但是我们可以定义能源综合服务平台的能力，并以此作为能源生态体系的基础。
4. 建设大概建设内容与建设任务解读
国网建设大纲给出了建设任务分类：重点任务、试点任务、研究任务，从集团层面给出了清晰的顶层框架。本节将以此为基础分析如何从顶层到实施，国网各级担当的角色以及如何选择、细化任务，最终实施。
上面是国网建设大纲6个方面11个重点。从建设的顺序来看应该是：首先基础支撑，数据共享，其次对内业务方面，再次为对外业务方面。
4.1 基础支撑
基础支撑建设包括：
物联网方面：物联网接入设备标准，物联网接入协议标准，物联网通信（或专网）技术标准；物联网接入设备标准是物联网推进过程的关键。
大数据中心建设方面：数据中心硬件建设标准，数据中心平台框架标准。
4.2 数据共享
这一部分更具体的叫法可以叫做企业数据中台。数据中台包括数据资产管理、数据治理、数据存储、数据计算、数据访问等几个部分，在国网10月份发布的泛在电力物联网白皮书中将数据共享细分了如下几个部分：即业务相关中台，纯数据中台。业务中台将业务数据进行重新整理分类并为一类业务提供数据服务。
4.3 对内业务与对外业务
在建设大纲中对6个方面有对应的场景介绍，但是并没有阐述任务内容，因此国网10月份的白皮书也直接分为了对内业务与对外业务和基础建设三个部分。
23项重点任务中如下，其主要为集团层面的任务，以建设顶层系统，平台基础建设，同时电网现有业务系统升级
（1）营配贯通优化提升， 注解：营销、运检、调度传统业务互联互通与系统升级
（2）实物ID全面推广应用 注解：泛在电力物联网静态感知建设
（3）多维精益管理体系变革 注解：传统业务系统升级
（4）线上供应链金融运营 注解：大数据技术，区块链技术在电网供应链领域的应用与生态建立
（5）“网上”国电建设 注解： 国电对外业务互联网化
（6）泛在电力物联网营销服务系统建设 注解：泛在电力物联网对外营销业务系统
（7）“网上国网”推广应用 注解：“网上国网”为国网供电服务官网
（8）基建全过程综合数字化管理平台建设 注解：电网工程数字化管理平台
（9）现代（智慧）供应链建设 注解：国网物资管理，供应链全程管理监控系统
（10）新一代电费结算应用建设 注解：电费结算运营系统升级
（11）新一代电力交易平台建设 注解：包括新建市场服务、市场出清、市场结算、信息发布、市场合规、系统管理
（12）人力资源2.0建设 注解：人力资源对现有架构体系的相应升级
（13）移动办公 注解：移动办公系统与场景设计
（14）智慧能源综合服务平台建设与应用 注解：能源互联网生态体系技术支撑平台
（15）光伏云网优化提升 注解：国网光伏云网2.0深化建设
（16）智慧车联网平台深化应用 注解：电动汽车有序充电，创新电动汽车能源服务
（17）融媒体云建设 注解：体系互联网特性的新型宣传平台
（18）全业务统一数据中心和企业级主数据深化建设 注解：数据中心平台建设
（19）”国网云“推广建设 注解：国网云软硬件建设
（20）物联网平台建设 注解：物联网设备及数据平台建设
（21）电力无线专网建设 注解：电网无线专网标准与规范减少
（22）”国网芯“研发应用 注解：国网自主芯片研发及应用
（23）全场景网络安全防护体系建设 注解：全网完全体系持续建设
22项试点应用，主要给各层级电网提供试点参考方向，并以此获取经验，为全国网推行树立标杆，
（1）新一代电力调度自动化系统建设 注解：二次系统智能化运行监控升级
（2）电力输变电设备物联网建设与应用 注解：输变电设备物联网数据采集与应用建设
（3）配电物联网示范区建设 注解：配网物联网应用示范
（4）企业能效服务共享平台 注解：企业（工业，楼宇等企业）用电能效采集与服务平台
（5）满足规模化充电需求的电动汽车有序充电 注解：有序充电站建设
（6）电表停电时间主动上报与分钟级召测 注解：电表检测能力提升
（7）智能配电终端+HPLC试点配电网拓扑自动识别和营配安全就地集成等应用 注解：HPLC高速载波模块应用在配电终端
（8）供电服务指挥下沉式计算与95598营配贯通数据融合应用 注解：供电服务与营配贯通数据互联互通
（9）泛在电力物联网新业务安全防护试点 注解：对内对外业务拓扑安全试点
（10）停电事件校验与精准抢修试点应用 注解：将物联网技术应用到两个系统中
（11）三相不平衡治理 注解：通过智能检测系统确认三相不平衡位置，并采用相应治理方法
（12）”四分“同期线损检测治理 注解：利用智能化手段提高运检效率，通过分区、分压、分线、分台区“四分”方式进行同期线损监测治理。
（13）营配稽查与反窃电预警应用 注解：利用营配贯通数据，对线损率异常线路或台区进行深度挖掘,识别出可能存在的窃电行为
（14）业扩报装与供电服务智慧业务集成试点 注解：业扩报装与供电服务能力与服务内容提升。
（15）电表质量检测、设备运行缺陷等全息多维评价应用 注解：智能电表能力升级
（16）线路走廊GIS和检测信息共享应用 注解：线路走廊GIS信息完善以及与检测信息共享
（17）”三站合一“建设与运营 注解：变电站、充换电站（储能站）和数据中心站三站合一建设
（18）源网荷储互动的市场化清洁能源消纳 注解：需求侧信息以及提供源网荷储相关的控制能力促进清洁能源在电网的消纳
（19）基于车联网的绿电交易 注解：车联网绿电交易系统，打通电力交易平台与车联网平台的信息共享融合通道
（20）虚拟电厂接入的电力交易 注解：虚拟电厂接入电力交易系统
（21）基于”国网芯”的新型智能终端研发应用 注解：基于“国网芯”开发新型物联网智能终端
（22）终端泛在接入与物联网管理能力提升 注解：更多电网终端接入，以及相应物联网系统管理能力
4.4 技术攻关与安全防护
这两部分之所以单独列出，一是需要标准的基础支撑技术，二是相关技术需要持续的投入研究并且结合发展状况不断修正。
4.5 任务落地建议
为了更好落实如何将任务落地，我们把任务分为三类：平台级、横向贯通和纵向任务类型。平台级任务以搭建基础服务能力以及业务的汇聚，对外以构建生态系统为主。横向贯通类型任务以打通不同部门，不同领域，不同业务之间的信息互联互通，对外可以构建产业链通路。纵向任务类型包括原有系统的升级，功能明确、目标明确，标准清晰的任务。平台级、横向贯通型、纵向任务类型从顶层视角看是面、线、点的关系，是从全局到局部逐步深入的过程，也是定义长期战略与近期目标的基础。
4.5.1 23项终端任务落地分类
23项重点任务的分类如下：
落地分工建议
4.5.2 22项试点任务
试点任务以省为主体比较合适，集团层面把控重要平台级的建设，并对其它任务进行统筹规划。
任务分类如下：
落地分工建议：
4.5.3 12项技术研究任务
技术研究型任务是以电科院为主体，各省、市、区以本地情况着重选择相应研究任务。
