全域物联网

电力物联网泛在通信是南方电网全域物联网主要组成部分，数字电网发展的基座。本报告，首先介绍南方电网数字电网、全域物联网的总体架构及通信需求，指出新型电力系统下通信发展方向是“建设全面贯通、高速宽带、开放泛在、高效互联的通信网，实现泛在、敏捷、安全接入”。在此基础上，分析数字电网各领域典型业务及通信解决方案，提出南方电网电力物联网泛在通信的发展思路和方向。

基于南方电网公司数字化转型“4321”的技术架构，打造“云 - 管 - 边 - 端”的“融合应用 + 系统平台 + 智能网关 + 传感终端”一体化数字配电网综合解决方案，建立网级统一、多级应用的现代化智能配电技术体系，从而有效解决现有配电网系统平台相互独立、数据模型互不兼容、数据资源无法共享等突出问题，实现中低压配电网各业务场景状态全面透明感知、数据快速准确接入和业务深度融合应用，有效支撑配电网智能规划建设、智能运维作业、智能营销服务，提升供电可靠性和客户服务水平，加快建设“安全、可靠、绿色、高效、智能”的现代化配电网。

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。