边缘物联代理

文章结合变电站移动化业务应用实际情况，通过搭建电力无线Wi-Fi专网，采取认证、加密、隔离等技术措施，以及边缘物联代理等模式，实现变电站多类型业务移动化应用，业务通过Wi-Fi专网传送数据流，解决变电站终端信号弱或无法连接网络等问题，有效提升了电力企业移动应用能力与安全防御成效。结果证明，该技术成果对于推动电网业务移动应用的实用化具有促进作用，网络安全性得到有效保障，工作效率也得到了显著提升。

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。

配电房作为连接电网和用户的关键节点，是电网运行维护的重要环节，在能源互联网技术高速发展的背景下，传统配电房运维管理模式已无法满足用户需求和电网精益化管理要求，配电房内部环境相对复杂，易发生设备状态异常，对人工专业性要求较高。同时生产环境未有效监控，对异常数据的发现不够及时。此外，专业数据分散在不同的系统当中，导致设备联动受限，这给配电房运行维护带来极大不便。 管控系统的建成与成功应用，助力构建完成泛在感知与辅助决策共存的新型全感知配电房。该系统充分利用数字孪生、人工智能、边缘计算等现代信息通信新技术和设备，深度契合能源互联网建设需求，重点解决电力基础设施之间的泛在物联、数据感知、通信传输、运维管理问题，统筹感知层、网络层、平台层和应用层关键技术，建设赋能平台、边缘物联代理、数字孪生模型、环境物联感知体系、保电安防架构等内容。 基于电力物联网技术的多维感知与智能管控系统融合运维管理赋能平台、边缘物联代理、各类感知元件等设备于2019年6月在国网浙江省桐乡供电公司正式投入使用并安全运行至今。该智能系统的建立有效实现了感知层数据的泛在接入、不同专业数据的同源协同以及设备工况和环境状态的自主研判，利用大数据、数字孪生等工业互联网先进技术主动预警出对可靠、稳定和安全运行具有影响的高风险异常因素，得出在线设备的潜在关联性，丰富数据训练样本，为后续配电房智能监管决策提供参考依据。 项目授权专利10项，发表论文9篇，开发定制边缘物联代理1套，开发运维管理赋能平台1套，开发数字孪生模型1套。经专家评审，项目创新成果达到国际领先水平。

运检人员通过输电线路在线监测平台，利用边缘物联代理、摄像头和微气象、导线温度传感器、舞动传感器等物联网传感器，实现对输电线路缺陷和外部破坏的智能识别、告警和输电线路整体运行情况的全面感知。输电线路在线监测平台，集成业务系统、协同服务、数据中心、平台技术等支撑技术，利用人工智能及大数据、云计算等先进技术，实现对输电线路的智慧化巡检和多源数据融合与多维综合分析。平台代替人工巡线，提升巡检频率和巡检精细度，不仅提高巡检效率和巡检精度，同时大大降低巡检成本，平台结合实际应用和需求，主要实现远程巡线、智能分析、智能联动和辅助决策等功能，打造新型可视化巡检模式，代替人工巡检。

随着泛在电力物联网的建设，厂站侧部署了越来越多的传感器终端。这些传感器的数据可以通过边缘物联代理接入相应的应用服务器。为了保障电力信息系统安全，需要在边缘侧对传感器终端进行身份认证。传统PKI身份认证机制的数字证书颁发机制和管理系统均较为复杂，难以在计算能力较低的嵌入式处理器上实现。本文提出了一种轻量级的身份认证策略，基于电力通信协议一致性校验和单向哈希链，在无需数字证书的情况下实现厂站侧传感器终端接入边缘物联代理的身份认证。

近日，由山东济南供电公司和中国电力科学研究院联合研发的高压电缆及管廊综合监测套件在济南玉龙山隧道220千伏长庄Ⅰ线试点应用。这款套件是国家电网有限公司科技项目——“基于感传一体化技术的电力电缆和管廊综合监测系统的研发及应用”的成果，包括自适应载波通信单元、边缘物联代理装置等部分，构建了高压电缆线路状态监测边缘物联代理架构体系，提升了电缆线路及管廊的安全运行水平。