泛在电力物联网建设总体方案v2.7-solarbe文库

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泛在电力物联网建设总体方案国网互联网部二〇一九年三月前言为贯彻落实 2019年公司 “ 两会 ” 工作部署，围绕 “ 三型两网 ” 世界一流能源互联网企业建设要求，加快泛在电力物联网建设，国网互联网部在原信通部工作基础上，经内外部调研，会同相关部门和省（市）公司、科研产业单位，研究形成总体方案，现汇报如下。 2 目录 2 目标与内容 3 任务与计划 4 1 形势与需求组织与保障面临形势 4 Add Your Text 能源互联网坚强智能电网泛在电力物联网新能源高比例接入、系统电力电子化、交直流连锁故障风险和潮流多向等电网形态发生变化，将影响电网安全运行。企业经营遇到瓶颈公司面临的三大挑战社会经济形态发展变化受电力市场开放、降低输配电价、电量增长减速等因素驱动，电网业务面临日趋激烈市场竞争，企业经营遇到瓶颈。互联网经济、数字经济等社会经济形态发生变化，通过平台对接匹配供需双方，打造双边市场，对传统电力带来巨大挑战。 2019年公司 “ 两会 ” 做出全面推进 “ 三型两网 ” 建设，加快打造具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业的战略部署，是网络强国战略在公司的具体实践，是新时代主动适应能源革命和数字革命融合发展的必由之路，是主动适应电力改革和国企改革纵深推进的根本要求。建设泛在电力物联网为提高电力系统运行水平、电网资产运营效率开辟了一条新路，同时也可以充分发挥电网独特优势，开拓数字经济这一巨大蓝海市场，从而始终保持战略主动。建设泛在电力物联网是落实 “ 三型两网、世界一流 ” 战略目标的核心任务。基本概念 5 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；不仅是技术的创新，更是管理理念和管理思维的创新 ,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，发电企业及其设备，供应商及其设备，电力客户及其设备，以及人和物连接起来，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机遇，提供价值服务。 6 业务现状经过十余年发展，公司已建成两级部署十大应用系统，全面覆盖企业运营、电网运行和客户服务等业务领域及各层级应用，成为日常生产、经营、管理不可或缺的重要手段。公司物联网应用已具有一定规模，接入智能电表等各类终端 5.4亿余台（套），采集数据日增量超过 60TB级，支撑了当前管理和运营需求。客户服务覆盖全国约 4.61亿客户的用电信息实现在线采集；通过门户网站、掌上电力、 95598等渠道实现办电、购电业务线上管理； “ 网上国网 ” 试点运行，线上缴费率超过 50。企业运营建成 ERP系统，支撑公司 “ 人财物 ” 集约化管理；所有省公司完成实物 ID建设推广，覆盖规划、设计、采购、建设、运行、检修等资产全寿命周期管理全过程。电网运行建设配电自动化和设备精益管理系统，实现主配网设备动态感知与智能处置； 336 家地市供电服务指挥中心全部建成，开展低压网格化综合服务试点。新兴业务车联网接入充电桩超过 28 万个，提供电动汽车销售、充电、支付等一站式服务 ;电商平台注册用户 2.25亿，交易额超 5000亿元。综合能源服务实现收入 49 亿元。 7 存在不足企业运营专业壁垒凸显，数据未有效贯通，人工录入问题普遍存在，数据质量不高；跨专业流程不贯通，目标不协同，操作不规范；客户友好用电与供需互动过程中的参与度和满意度有待提升。电网运行营配数据不贯通， “ 站线变户 ” 关系不准确，故障研判与处置实时性有待提升；输电业务存在被 “ 管道化 ” 风险，电网大范围、大规模优化配置资源能力不强；缺乏清洁能源跨区市场消纳机制，省间壁垒突出，灵活交易能力有待提升。新兴业务尚未形成规模化、体系化发展态势，缺乏市场化管理模式和互联网思维，客户感知能力不足，难以快速响应客户需求变化；社会资源整合能力不强，对外开放共享合作不充分，产业链带动作用不明显。与 “ 三型两网、世界一流 ” 战略目标相比，公司物联网整体建设与应用仍存在不足，主要体现在企业运营、电网运行和新兴业务三个方面。 8 提升方向提高全息感知能力提高泛在连接能力提高开放共享能力提高业务创新能力实现能源汇集、传输、转换、利用各环节设备、客户的状态全感知、业务全穿透。实现能源电力基础设施与政府行业机构、能源客户、供应商、内部用户的全时空泛在连接。实现内外部业务协同发展，更好发挥带动作用，为全行业和更多市场主体发展创造更大机遇。实现 “ 两网 ” 深度融合和数据融通，推动开放共享，实现价值共创。为此，需加快泛在电力物联网建设，在现有基础上，从全息感知、泛在连接、开放共享、业务创新四个方面进行提升，支撑 “ 三型两网、世界一流 ” 建设目标。 2 目标与内容 3 任务与计划 4 1 形势与需求目录组织与保障 10 建设目标对内业务数据一个源、电网一张图、业务一条线即消除数据重复录入问题，实现全电网拓扑实时准确，端到端业务流程在线闭环一网通办、全程透明即客户服务业务统一线上入口，全过程线上即时反映对外业务广泛连接内外部服务资源和服务需求，汇聚产业上下游、中小微企业共同发展，形成以公司为主导的能源互联网生态圈和产业集群在综合能源服务等领域处于引领位置，新兴业务成为公司主要利润增长点基础支撑推动实现电力系统各环节人和物，状态全面感知和业务终端随需接入推动实现应用在任何地点、任何时间，可以在线即时获取任意源头业务数据应用功能对业务需求变化的响应能力全面达到领军互联网企业的水平充分应用 “ 大云物移智链 ” 等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各个环节万物互联、人机交互，对内实现 “ 数据一个源、电网一张图、业务一条线 ” ，对外广泛连接内外部服务资源和服务需求，打造能源互联网生态和新的利润增长点，适应社会形态、打造行业生态、培育新兴业态，支撑 “ 三型 ” 能源互联网企业建设。泛在电力物联网建设要服务战略、聚焦重点、广泛探索、突出成效，聚焦价值作用发挥、聚焦政府社会关切、聚焦客户极致体验、聚焦公司核心业务，其关键是应用，要按照 “ 互联网部搭台，各部门、各单位唱戏 ” 的思路，要充分考虑实用性、经济性和基层应用的便捷性，在实用、实效上下功夫。 11 原则 2统筹推进，统分结合强化顶层设计和资源统筹，建立统一协调机制，合理制定计划、工作分工，统筹内部资源高效推进。坚持顶层设计和基层创新相结合（展开），基层创新要基于统一平台，坚持统一数据模型、数据标准和应用接口，确保符合统一技术路线。原则 1继承发展，精准投资在现有系统基础上，缺什么补什么，整合完善，打通数据，避免推倒重来，需要什么开发什么，哪里薄弱加强哪里。技术性和经济性均可行的，如营配贯通，大力推广；技术上可行但经济性待评估，试点储备；投入较大，短期内看不到效果的，绝不推广，不大范围示范。要把谁用、如何用、使用频度作为是否立项的原则，确保精准投资。原则 3集约建设，共建共享统筹公司内部建设成果，避免平台重复投资开发，推动成果共享复用，发挥集约效应。各业务终端应充分考虑其他专业需求，配用电侧采集装置、通信资源、边缘计算、数据资源跨专业复用，推动各专业共建共享。统一感知、网络、平台、应用、数据标准，确保业务协同、数据共享和互联互通。建设原则泛在电力物联网技术架构包括感知层、网络层、平台层、应用层 4个层次。平台层一体化“国网云”平台全业务统一数据中心物联管理中心企业中台应用层对内业务对外业务感知层现场采集部件智能业务终端本地通信接入边缘物联代理网络层接入网骨干网数据网 12 技术架构传输网泛在电力物联网建设内容包括对内业务、对外业务、数据共享、基础支撑、技术攻关和安全防护 6个方面， 11个重点方向。建设内容安全防护对内业务提升企业经营绩效数据共享基础支撑技术攻关电网安全经济运行提升客户服务水平对外业务构建能源生态体系培育发展新兴业务打造智慧能源服务平台 13 促进清洁能源消纳以客户为中心，开展电力物联网客户服务系统建设，把握服务客户主线，优化客户服务、计量计费等供电服务业务，丰富能源消费选择，提高用能效率。推广 “ 网上国网 ” 应用，统一服务入口，实现客户一次注册，全渠道应用，政企数据联动，认证客户身份，核实客户信息，业务全程在线，信息实时公开，融通业扩、光伏、电动汽车等业务，实现 “ 一网通办 ” 。 1.客户使用 “ 网上国网 ” APP，一次填写身份信息，即可一键办理买车、买桩、安桩、接电等多类业务，公开业务办理进度，实时提醒当前状态。 2.客户通过电子签名、签章功能，完成用电业务全过程线上办理，实现 “ 一次都不跑 ” ，提升客户体验。 3.分析客户用能行为和生活习惯，预测客户消费需求，为客户提供精准化营销服务，提升客户粘性。典型场景一网通办提升客户服务水平 14 下单采购 1 申请接电 3 申请安装 2 网上国网 APP 1 买桩装桩买车接电买车买桩装桩接电一网通办问题个人信息多次提交，业务办理多次申请，进度多渠道跟踪，服务响应效率低，客户体验差。优化客户一次申请，即可享受买车、买桩、安桩、接电一条龙服务。 15 围绕资产全寿命核心价值链，全面推广实物 ID，实现实物资产规划设计、采购、建设、运行、退役全环节、上下游信息贯通，重点开展多维精益管理体系变革，实现成本精准归集；建设现代（智慧）供应链，实现物资供需全过程物物互联和业务全程在线，设备资产检测、运行缺陷信息全环节集成共享，从源头提升设备质量和物资运营能力。提升企业经营绩效典型场景实物 ID提升移动作业 1.通过实物 “ ID” 关联现场设备与 PMS2.0系统，移动作业形成信息实时交互，改变常规运检模式下，现场获取各类信息数据困难的现状。 2.移动作业现场通过扫码方式快速调阅设备参数、缺陷记录、隐患记录、故障记录、巡检记录等信息数据。 3.运检、财务、建设盘点人员分别手持移动巡检终端，扫描设备实物 “ ID” 编码，记录盘点结果，系统自动比对三方盘点结果，完成设备盘点。移动巡检现场实物 ID扫码生成实物 ID 安装实物 ID 扫码收货扫码出库扫码参数维护扫码清点扫码盘点建账一键转资预生成实物 ID 实物 ID跟踪 16 围绕营配调贯通业务主线，实现 “ 站 -线 -变 -户 ” 关系实时准确，提升电表数据共享即时性，构建电网一张图，重点实现输变电、配用电设备广泛互联、信息深度采集，在感知层应用统一信息模型，提升故障就地处理、精准主动抢修、三相不平衡治理和区域能源自治水平；打造 “ 运行、建设、规划 ” 三态联动的规划设计平台，实现电网规划全业务线上作业；开展电网工程项目全过程数字化移交，探索研究三维设计数字化移交，提升综合数字化管理水平。提升电网运行效率典型场景故障就地处置和有序充电 1.基于电能表及配变的停复电上报事件及运行信息，结合低压线路、配变、中压线路支线开关的状态信息，利用供电服务指挥系统智能研判分析功能，实现故障范围自动分析。 2.先于用户报修之前，生成主动抢修工单开展自动派发。 3.通过短信平台、微信平台将停电信息推送至用户手机，提高故障抢修效率，提升用户体验。 17 全面深度感知源网荷储设备运行、状态和环境信息，用市场办法引导用户参与调峰调频，重点通过虚拟电厂和多能互补提高分布式新能源的友好并网水平和电网可调控容量占比；采用优化调度实现跨区域送受端协调控制，基于电力市场交易实现集中式新能源跨区跨省交易，缓解弃风弃光，促进清洁能源消纳。促进清洁能源消纳风力发电储能站光伏发电城市工业园区火电厂虚拟电厂控制中心 1.通过聚合用户侧可控负荷，提高电网可调控容量占比，提升新能源并网承受能力。 2.将分布式新能源聚合成一个实体，通过协调控制、智能计量和源荷预测，解决分布式新能源接入成本高和无序并网的问题，提高分布式新能源的接纳能力。 3.通过聚集分布式电源、储能设备和可控负荷，实现冷、热、电整体能源供应效益最大化，促进清洁能源消纳和绿色能源转型。典型场景虚拟电厂 18 以优质电网服务为基石和入口，发挥公司海量用户资源优势，打造涵盖政府、终端客户、产业链上下游的智能能源服务平台，提供信息对接、供需匹配、交易撮合等服务，为新兴业务引流用户；加强设备监控、与电网互动、账户管理、客户服务等共性能力中心建设并面向新兴业务主体开放，实现新兴业务贯通互联，支撑构建 “ 公司、区域、园区 ” 三级服务体系。打造智慧能源服务平台 1.平台聚合智能能源服务上下游产业链资源，各类型服务提供商（咨询、建设、物资供应等）在平台统一注册，线上联动。 2.平台为智慧能源客户（典型如工业园区、楼宇）提供全过程一键式、一站式智能服务，实现资源优化、服务聚合、个性定制。 3.平台整合公司内部生产与经营数据资源，提供并网、监控、计量、计费、交易、运维等专业化服务。典型场景智慧能源服务一站办理 19 充分发挥公司既有客户、技术、产业等优势资源，大力培育和发展综合能源服务、大数据运营、大数据征信、光伏云网、三站合一、能源金融、虚拟电厂、智能制造、资源商业化运营、基于区块链的新能源交易等新兴业务，整合上下游产业链、重构外部生态，赋能合作伙伴，实现新兴业务 “ 百花齐放 ” 。培育发展新兴业务典型场景青海新能源大数据服务平台 1.以服务青海地区新能源产业发展为目标，发挥公司作为电网企业的中立性、专业性优势，构建新能源大数据服务平台，在青海地区开展新能源大数据运营服务新业务。 2.新能源大数据服务平台通过汇集发电侧、电网侧、用户侧相关的设备运行、环境资源、气象气候、负荷能耗等各类数据，面向发电企业、综合能源服务商等提供设备集中监控、设备健康管理、能效诊断等多样化服务。 20 结合智慧能源服务平台建立能力开放体系，组建产业联盟，开放合作，共建共享，打造能源互联网生态圈，带动上下游产业链共同发展。建设好国家双创示范基地，与国内外知名企业、高效、科研机构等建立常态合作机制，形成新兴产业孵化运营机制，积极培育新业务、新业态、新模式，同时服务中小微企业，拉动产业聚合成长，打造能源互联网产业集群。构建能源生态体系建立机制利用双创平台，发挥 “ 协作共需、资源共享、众筹众包 ” 的支撑服务作用，汇集创新成果，健全成果转化机制，搭建成果转化平台。促进转化建立成果孵化专项基金，遴选市场前景广阔、具有公司化运营潜力的优秀成果，加强技术合作与资本合作，推动创新成果的产业化，培育独角兽企业。典型场景新兴业务拓展 21 基于全业务统一数据中心，全面开展数据接入转换和整合贯通，打通专业壁垒，强化模型应用落地。打造数据中台，建设企业级主数据管理体系，支撑多维精益管理体系变革、资产实物 ID等重点信息化建设。统一数据调用和服务接口标准，提供设备状态评价、客户全景画像等数据共享应用服务。开发能源数字产品提供住房空置率分析等服务，开展数据运营。打造数据共享服务大数据运营服务面向政府实现宏观经济预测、住房空置率计算、居民消费水平评估等服务，支撑政府高效精准决策；面向企业实现企业信用评估、行业趋势研判、精准营销、商业选址规划等服务，帮助企业节支增效；面向用电客户实现优化用能建议、优质服务提升等服务，提升电力用户获得感；数据应用生态实现第三方数据公共服务产品标准开发生态环境，培育大数据运营 “ 独角兽 ” 企业。典型场景大数据应用 22 在感知层，重点是统一终端标准，推动跨专业数据同源采集，实现配电侧、用电侧采集监控深度覆盖并向客户侧和发电侧延伸，提升终端智能化和边缘计算水平；在网络层，重点是构建 “ 空天地 ” 协同一体化电力通信网，增强网络带宽，实现网络深度全覆盖，提升网络资源灵活调配能力；在平台层，重点是提升统一平台支撑能力，实现数据高效处理和云雾协同，全面提升精细化物联管控水平，实现超大规模终端的物联管理；在应用层，重点是全面提升核心业务智慧化运营能力，积极打造能源互联网生态，促进管理提升和业务转型。夯实基础支撑能力 1.在感知层，实现终端标准化统一接入，以及通信、计算等资源共享，在源端实现数据融通和边缘智能。 2.在平台层，依托物联管理中心构建统一主站，实现各类采集数据 “ 一次采集，处处使用 ” ，挖掘海量采集数据价值，实现能力开放。 3.在应用层，打造智慧能源服务平台，助力智慧电网建设。典型场景统一感知 23 打造泛在电力物联网系列 “ 国网芯 ” ，制定泛在电力物联网关键技术研究框架，完成关键技术攻关及物联网战略性新兴技术在泛在电力物联网的应用落地，形成泛在电力物联网协同创新体系，打造物联管理平台、企业中台、能源路由器、 “ 三站合一 ” 成套设备等核心产品，推动基于 “ 国网芯 ” 的新型智能终端研发应用。技术攻关与核心产品序号领域关键技术 /核心产品 1 智能芯片低功耗嵌入式 CPU内核，嵌入式 AI多级互联异构多核片上系统（ SoC）架构，电力高速无线本地通信芯片等。 2 智能传感及智能终端高精度、微型智能传感器技术，终端智能化技术，多模多制式现场通信技术等。 3 “空天地”一体化通信网络一体化通信网络架构，广覆盖、大连接通信接入技术，网络资源动态调配技术等。 4 物联网平台海量物联管理技术，开放共享及数据治理技术，高性能智能分析技术等。 5 网络信息安全端到端物联网安全体系，物联终端安全技术，移动互联安全技术，数据安全技术等。 6 人工智能电力人工智能算法与模型，多源大数据治理与跨领域智能分析，高性能计算技术等。 24 构建与公司 “ 三型两网 ” 相适应的全场景安全防护体系和服务体系，开展可信互联、安全互动、智能防御相关技术的研究及应用，为各类物联网业务做好全环节安全服务保障。全场景安全防护典型场景全场景安全防护网络安全可信互联终端安全管控安全策略管控物联代理安全安全身份认证基础密码服务身份标识认证安全互动数据安全数据分类授权数据防泄漏应用安全应用审计安全交互智能防御全景监测动态感知主动预警智能处置智能分析联动处置 1.在可信互联方面，规范泛在电力物联网的终端安全策略管控原则，构建基于密码基础设施的快速、灵活、互认的身份认证机制。 2.在安全互动方面，落实分类授权和数据防泄漏措施，强化 APP防护、应用审计和安全交互技术，实现 “ 物 -物 ” 、 “ 人 -物 ” 、 “ 人 -人 ” 安全互动。 3.在智能防御方面，实现对物联网安全态势的动态感知、预警信息的自动分发、安全威胁的智能分析、响应措施的联动处置。 2 目标与内容 3 任务与计划 4 1 形势与需求目录组织与保障紧紧抓住 2019年到 2021年这一战略突破期，通过三年攻坚，到 2021年初步建成泛在电力物联网；通过三年提升，到 2024年基本建成泛在电力物联网。 26 阶段任务第一阶段到 2021年  初步建成泛在电力物联网。  对内业务方面基本实现业务协同和数据贯通，电网安全经济运行水平、公司经营绩效和服务质量显著提升；  对外业务方面初步形成能源互联网产业集群和生态圈，新兴业务协同发展，初步建成公司统一的智慧能源服务平台，能源互联网生态初具规模；新兴能源互联网业务收入超过千亿；  基础支撑方面平台层初步实现统一物联管理；数据层基本具备数据共享及运营能力；业务层基本实现对各类能源服务与新兴业态的支撑。第二阶段到 2024年  基本建成泛在电力物联网。  对内业务方面电网安全经济运行水平、公司经营绩效和服务质量达到国际领先；  对外业务方面基本建成公司统一的智慧能源服务平台，形成共建共治共赢的能源互联网生态圈，引领能源生产、消费变革；新兴能源互联网业务利润贡献率达到 50。  基础支撑方面平台层具备统一的物联管理能力；数据层实现跨专业数据共享；业务层实现对能源服务与新兴业态的全面支撑。 2019年，重点完成泛在电力物联网分项建设方案，开展投资论证和效益分析，完成三年（ 2019-2021）行动计划编制，确定泛在电力物联网关键技术框架并完成部分关键技术装备研发研制，各单位遵循 “ 推广一批、试点一批、研究一批 ” 的原则，完成建设任务，完成专项课题研究，完成试点示范，形成可推广的方案。任务分类重点任务描述研究设计开展泛在电力物联网关键领域的分项设计，明确技术架构、梳理建设任务、制定保障措施，开展投资论证和效益分析。研究泛在电力物联网在公司的典型应用，形成一系列标准及可复制、可推广的典型设计成果。对内业务启动综合示范工程建设；在统一推广方面，开展五个方面 16项重点工程的推广工作；在专项试点方面，完成 18个专项试点建设任务，形成可推广方案；在创新研究方面，完成 6项技术研究工作，储备技术能力。对外业务基础支撑数据共享技术装备重点开展终端智能化、广覆盖大连接通信接入、海量物联管理、能源互联应用的企业中台、高速无线本地通信芯片等关键技术研究；研发边缘物联代理和物联管理中心等核心装备系统。安全防护完成全场景信息安全防护体系设计。 27 2019年重点任务序号分类任务名称责任部门配合部门 1 对内业务（ 9项）营配贯通优化提升营销部、设备部国调中心 2 多维精益管理体系变革财务部物资部、人资部、设备部 3 现代（智慧）供应链物资部 4 “ 网上电网 ” 平台建设发展部设备部、营销部 5 新一代电力交易平台建设北京电力交易中心 6 电力物联网客户服务系统建设（网上国网）营销部 7 电表停电事件主动上报与分钟级召测营销部设备部、发展部 8 移动办公办公厅互联网部 9 移动应用优化提升设备部、营销部互联网部 28 2019年统一组织建设重点任务在统一组织建设方面，重点开展五个方面、 16项重点工程。序号分类任务名称责任部门配合部门 10 对外业务（ 4 项）智慧能源服务平台建设与应用营销部相关单位 11 光伏云网优化提升营销部电商公司 12 智慧车联网平台深化应用营销部电动汽车公司 13 融媒体中心外联部互联网部 14 数据共享（ 1项）企业级主数据建设财务部、设备部、人资部、营销部等互联网部 15 安全防护（ 1项）全场景网络安全体系建设互联网部 16 基础支撑（ 1项）全业务统一数据中心互联网部 29 2019年统一组织建设重点任务序号任务名称承担部门配合部门三型试点单位 1 电表停电事件主动上报与分钟级召测发展部营销部枢纽型 2 智能配变终端 HPLC试点应用营销部设备部枢纽型 3 配电物联网示范区建设设备部营销部枢纽型 4 供电服务指挥与 95598营配贯通数据融合应用设备部营销部、互联网部枢纽型 5 供电服务指挥下沉式计算试点应用设备部互联网部枢纽型 6 泛在电力物联网新业务安全防护试点设备部互联网部枢纽型 7 停电事件校验与精准抢修试点应用设备部营销部枢纽型 8 三相不平衡治理设备部枢纽型 9 台区线损计算治理发展部设备部、营销部枢纽型 30 2019年专项试点建设重点任务公司各专业、各层级聚焦功能简洁、快速见效，开展 18个专项试点建设，形成可推广的建设方案。