物联网平台

在南方电网数字化转型和智能电网建设大背景下，本报告分析了智能技术应用需求，按照“简单，经济、安全、有效”的原则，提出了基于南网云架构的配电房智能化建设思路和具体解决方案。最后，结合实际案例，介绍了配电房智能化监测数据应用方面的做法。

他介绍道，友讯达公司跟踪世界先进技术进行了技术研究，研发了基于IPv6协议开放架构三模通信物联网平台，并介绍了MuCoFAN是为满足泛在电力物联网通信需求，而研制的新型本地通信网，即多模式广覆盖场域网。

10月8日，国家电网有限公司电力物联网平台技术联合实验室通过中国合格评定国家认可委员会（CNAS）资质评审及合格评定，获得国家认可实验室CNAS资质证书，成为国内首个通过CNAS资质认可的电力物联网终端固件安全检测领域实验室。

本项目旨在研制配电房智能网关，应采用标准模块化设计，开发融合路由+交换+计算能力的智能网关，研究智能网关和统一电力物联网平台端云协同技术，实现配电网智能测控、电压质量监测、配电变压器监测、设备在线监测、人、站内视频及环境监控、门禁控制等功能。采用标准化接口，实现数据共享，智能决策，提高配电网安全、可靠、智能化运行管理能力。配电智能网关已在南方五省区推广应用，先后取得了挂网试运行报告、成果效益证明报告、以及近10000台合同订单。

针对现存大量传感设备未充分发挥作用，各专业系统自成体系，传感设备重复部署，难以满足终端统一接入的管理要求；无法充分挖掘数据在提高电网安全运行水平、效率效益和工作质量等方面的价值，传统的在线监测仍主要依赖于值班人员的专业素养和主观能动性；网建设认识不深，标准接入方式普及有限，接入设备缺乏统一标准，错误接入等问题，基于电力物联网架构体系的安全接入、设备管理及边缘计算、嵌入式系统的软硬件架构的要求，秉承“边端分离”的思路，开发出智慧变电站物联感知边缘物联代理（接入节点）应用解决方案。该装置是一套统一的应用于输、变、配电的边缘物联代理装置（接入节点），用于解决边端一体造成的单一现场配置多个边缘代理或感知终端重复配置的问题，是电力物联网感知层的核心设备，是实现“数据一个源”和“统一接入、边缘智能、共享共用”的关键设备。通过在输、变、配电系统中配置边缘物联代理，实现各种微功率、低功耗无线传感器以及有线传感器的自由组网，南向可实现不同厂家、不同类型、不同协议、不同通信方式的传感器数据接入配置，实现汇聚单元统一接口协议和统一通信协议接入，北向可通过安全加密芯片或安全加密程序实现与汇聚单元及物联网平台的安全通信。凭借EdgeX Foundry（国际物联网边缘计算软件框架），实现边缘算法App在边缘物联代理（接入节点）本地搭载，也可以通过云端对本节点内的边缘算法App进行远程更新，实现高级应用算法远程部署，充分发挥传感设备数据的价值。

积极响应国网公司机械化施工，以机器视觉、人工智能及物联网技术为技术手段，融合深度学习、模式识别、环境感知、定位导航、同时定位与建图、优化控制、障碍物感知、实时路径规划算法，结合视觉及激光雷达传感器、5G网络、边缘计算等技术手段的应用，打造室内电气系统安装智能终端与物联网平台，实现终端机器人智能感知、无人作业、数据远程处理，云端决策，大幅提高安装效率，减少安全事故的发生，全面提升室内电力安装智能化、信息化、无人化水平。 1.基于机器视觉与物联网的室内电气系统无人智能化安装解决方案； 2.实现人工智能终端自主定位导航，环境感知以及后台大数据处理，云端在线监测，故障预判与远程解决等技术在室内电气设备系统安装中的应用；

松山湖能源互联共享平台（以下简称：平台）作为广东电网有限责任公司承接国家《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》（发改能源〔2016〕392号）相关要求，开展的第一批“互联网”+智慧能源项目，其建设内容在国内处于试点探索阶段，因此对于项目组来讲极具挑战。 平台以信息化和智能化为基础，推动能源互联网新技术、新模式和新业态发展，推动能源领域供给侧改革，支撑和推进能源革命。平台“大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能”等技术，结合电网电力供应，分布式能源电源布局、企业用户的供用能需求以及电动汽车运营要求，建立一个集网络化、信息化、智能化一体的能源信息共享平台。 平台建立了全国首个全景数字电网模型，基于时空GIS构建主配用、源网荷储和物联监控一体的实现电网“站线变户”模型全贯通和新能源“源网荷储”模型全衔接，并通过物联网平台将物模型与电网模型挂接，实现了从500kV电压等级到380/220V电压等级的全域能量网络中的全面实时感知，并基于大数据平台实现对全域能量网的调度和优化； 平台基于物联网技术和移动技术实现了设备的纵向物联，服务的横向互联，利用5G、Lora等通信技术实现通信“最后一公里”的搭建，利用云计算、大数据和移动应用为能源生产、运营、监管、服务、消费各方提供“五位一体”的能源应用服务。实现了全域能量网络的全面状态感知和优化调控。平台注册用户可以通过手机APP快速查询被授权的相关能源设施运行信息，使能源消费上下游实现信息即时贯通。 平台还以松山湖区局大楼三联供燃气机组为试点，分层研究了楼宇级、园区级和区域级多能互补综合能源系统能效评估模型和方法，并在平台进行了固化，实现了综合能源与电力网络的优化互补和电能的削峰填谷的需求响应，为区域能源的优化、节能提供了基础支撑。 在平台建设和研究期间，除完成平台建设外，还申请了发明专利20项、已发表和录用论文共14篇（其中SCI检索论文1篇、中文核心期刊4篇、EI检索论文9篇）。 通过平台与物理层的协同，预计到2025年，松山湖高新产业园区清洁能源发电量将占园区总用电量的15%以上，园区单位GDP能耗将降至0.142吨标准煤/万元以内。不仅能为区域节约能源，降低能源使用成本，还能优化区域商业环境，实现区域环境的绿色低碳，支撑粤港澳大湾区的建设和发展。

该成果建立了配网设备状态数据、模型数据和运行数据的配网数据全链条技术支撑体系。成果以数据为第一驱动力，具备打通配电网各专业边界、打造配电数字化全景视图、实现数据秒级同步和边缘侧超强计算等核心能力。同时，拥有研究配网前端智能作业的中台可视化服务组件，馈线、配电管控等全过程数字化管控应用，低压侧“变 - 分支 -箱 - 户”全层级拓扑自动成图等技术能力，全面支撑配网业务跨专业、全场景高效协同管理。

配电网是电力传输的重要环节，其运维管理水平的高低直接影响电网安全运行、影响供电能力与供电质量。配网终端设备分布面广、设备资产量大、运行环境复杂、运维管理困难；传统的配网领域专业系统呈烟囱式数据架构且数据模型不统一，难以支撑电力数据融合分析与智能运维。亟须通过物联网、云计算、大数据等人工智能技术解决电力终端接入管理困难、电力数据融合困难、电力数据资产利用低等问题。 通过在云端建设全域物联网平台研究建设，实现海量异构设备信息统一接入管理，基于平台实现自动化和信息数据融合，为生产监控指挥中心、设备状态评价、安全生产管理等系统提供统一的数据服务；应用大数据分析技术深入挖掘电力数据资产价值，实现电网数据资产高效开发利用。在配电房部署具备边缘计算能力的配电智能网关、系列传感终端，构建支撑配网生产运维、用电计量、监控感知、辅助决策的智能配电网综合应用，打通配用电域的生产、营销、计量等业务数据，实现配网数据集约化、状态透明化、风险可视化，实现配网监控、运维及管理的智能化、数字化，提升配网生产运营效率、供电可靠性及客户服务水平。本方案提供了配电网的数字化、智能化建设模式，具有良好的示范意义和广阔的推广前景。

本项目成果针对电力数据感知深度广度、融合共享不足，海量终端管理能力不足，以及各类监测终端统一管理等难题，本研究旨在打通生产运行与企业经营管理各环节，推动企业内外部资源共享，创新业务模式，推动企业转型。本成果获得国家发明专利授权6项，实用新型专利1项，软件著作权2项，发表SCI期刊论文5篇，研发出电力物联网综合管控平台1套，完成4类新一代物联网通信终端的研制，完成220kV重基站等4处5G基站共建共享，完成变电站巡检机器人等14个业务的5G通信连通性测试，同步形成南网企业标准。研究成果已在南网公司全面应用，显著项目成果将5G、人工智能、大数据等前沿技术与传统物联网技术相结合，打造了电网全域物联网平台，实现感知层、网络层和平台层的数据与能力的开放、共享，助力电力行业大数据分析；本项目平台关键指标国际领先，提高了自主可控创新能力，助力塑造世界级品牌；项目的实现填补了我国电力行业物联网平台与人工智能技术深度融合的空白，提升公司在国内外科技界的话语权和影响力。间接经济效益方面，物联网平台全网统一建设、数据“一方采集，多方应用”，南网系统内各单位应用系统通过全域物联网和数据中心实现互用。一套物联平台解决过去60余套的采集前置机，为南网公司每套节约50%的投资与运维成本，累计节约6000万的投资与运维成本。另一方面，从能源生产到运输转换以及最终消费的全产业链分析，在能源行业的生产和传输环节，本成果主要价值在于提升工作效率、降低运作成本和提高安全管控水平等，而在能源消费环节则主要是降低能耗和改善用户体验，减少公司经营成本。提升了物联网系统建设和运行效率，有力支撑南网公司数字化转型工作，成果可进一步推广至相关行业。