摘要:针对泛在电力物联网客户侧设备类型多，采用的通信协议不统一导致系统互联难度大，在短时间内无法通过技术手段进行统一的问题，以电力需求响应业务为例，分析了目前客户侧泛在电力物联网的业务应用场景和信息通信技术(ICT)在该领域的深度融合方式，需要从信息互操作模式、客户侧信息模型、控制方式等方面进行有效统一，以解决客户侧能源设备之间的交互问题，并提出未来泛在电力物联网安全方面的建议。
关键词:泛在电力物联网下；安全管理
引言
近年来，随着社会经济的迅猛发展及能源需求的日益增长，能源供应的压力不断增大。同时，大量煤炭、石油等非清洁能源的使用所带来的环境污染问题也日益严重。因此，未来的电力系统必然将为可持续的全球经济增长提供高渗透率的清洁分布式能源。大量分布式能源的不断接入给电力系统的经济运行和安全管理提出了前所未有的挑战。物联网技术正处于应对这一挑战的最前沿，它可以通过泛在的感知技术赋予电力系统动态的灵活感知、实时通信、智能控制和可靠的信息安全等能力，不断提升电网运行控制和调度的智能化水平，持续深入提高各种类型能源之间的互动能力，从而使电网从单纯的电力传输网络向智能能源信息一体化基础设施扩展，将现有的电力系统转变为更高效、更安全、更可靠、更具弹性和可持续性的智能网络化电力能源系统[1]。
1.泛在电力物联网的特点
物联网融合了传感、通信、自动化等多项技术，其基本特征为全面感知、可靠传递与智能处理。基于这些特征并结合电力行业这一特定的应用环境，下面对泛在电力物联网的一些显著特点进行总结。
1.1信息感知全面、组网快速灵活泛
在电力物联网中的传感器可以十分方便地根据电力行业的具体应用需求部署在电力系统的各个角落或直接封装于电力设备内部，实现无处不在的全面感知。随着无线通信技术的不断进步与发展，无线传感设备甚至无须架设固定的网络基础设施即可进行灵活部署，并通过自组织协作的方式迅速建立通信连接、快速组网，从而实现对电力系统中各个关键环节、部件及周围环境状态信息的实时感知、采集和处理。这对于涉及范围广泛、结构错综复杂的电力系统来说尤为重要。例如:将传感器部署于处于恶劣环境、可进入性差的海上风电场中对风电机组进行状态监控，可以大幅度降低风电机组的故障率，提高风电场的经济效益[2]。
1.2拓扑变化频繁、具有自愈能力泛
在电力物联网网络拓扑变化频繁主要有3个方面的原因:一是为了满足实际需要，追加部署新的传感设备或调整传感器的位置;二是为了节约传感设备的能量，各个传感设备在工作状态和休眠状态之间切换;三是有些传感设备因环境影响或硬件损坏等原因失效而退出网络拓扑连接。泛在电力物联网网络拓扑结构的频繁变化要求所部署的传感设备具有较强的自愈能力，即能够实时获得周围传感设备状态变化的信息(如新的传感设备加入、转为休眠状态或失效等信息)，以便及时调整自身的信息感知范围消除覆盖盲区或调整通信距离重新建立通信链路。电力系统结构复杂，有些应用环境甚至十分恶劣，因此必须考虑增强传感设备的自组织能力，以减少失效传感设备的修复或更换对电网运行监控带来的不利影响。有些情况下还需要通过部署冗余传感设备来提高调度监控的可靠性。
1.3访问权力受限、安全性要求高泛
电力物联网是应用于电力行业的网络，具有特定的应用范围。由于电力系统的运行关系到国计民生，泛在电力物联网必须具有极高的安全性和可靠性，确保隐私非常重要。因此，泛在电力物联网的绝大多数信息流原则上应只能在电力系统内部流动，其依赖的通信网络一般是电力行业的通信专用网络，在应急情况下也可以临时采用部分公共通信网络。所以，电力物联网的应用针对性与承载平台的通用性之间需要有应用中间件来适配，进行数据过滤、数据挖掘与决策支撑等智能信息处理。同时，泛在电力物联网应具有严格的用户身份识别、验证和访问权限制度，不同级别的工作人员应具有不同级别的管理权限，同时不同级别的用户也应享有不同等级的服务权限[3]。
2.加强精益运维管控互联，构建预防为主的安全管控体系
电力系统在构建预防为主的安全管控体系，要开展变电站、城市电缆等薄弱环节消防隐患治理，开展电网重过载、老旧设备升级改造；要加强应急指挥中心运维管理和功能提升，严格落实消防安全责任制，消防验收不合格工程不得投运，必须抓好“四个强化”工作。第一，强化设备广泛互联精益运维。应用一系列自动化、物联网、智能传感技术的变电站将成为自主感知的有机体，推进变电智能巡检、输电立体巡视和配电自动化管控；安装输电线路分布式状态监测设备，多维应用智能识别标签；探索研究小电流接地选线装置精准性，减少接地试拉引起非计划停电。突出市县一体、区域协作，进一步提升不停电作业能力。
2.1强化网络与信息安全
建设调度第二接入网，加强网络安全队伍建设，定期组织网络安全渗透检查和应急演练，排查治理重要系统、网站、APP漏洞隐患，严防失泄密事件发生。互联互通的泛在电力物联网将为政府部门提供大量的电力数据，不仅可以对企业生产能力、生产情况等经济运行进行分析研判，还可以为社会治理和民生服务提供支撑[4]。
2.2机密性
在客户侧泛在电力物联网中，客户的隐私数据必须存储在服务器。数据可能包括:智能电能表采集的实时电力使用信息、计费账单和个人信息数据等，用于执行准确的需求峰值预测，负瓦特发电设备预测以及最优投资组合选择。类似数据在网络传输及存储过程中必须加密，以防止未经授权的访问。
2.3认证
相对于完整性而言，一方面对能够发送DR事件信号的特定实体，必须进行认证(如与参与者签订协议的电力公司或者DR聚合商)，可以通过发送身份验证进行保障。另一方面，DR客户端需要鉴权以确保只有参与的客户设备才会收到DR信号，而且负荷削减报告确实是由DR客户端发送并与报告中声明的载荷响应量相对应。
2.4不可抵赖性
客户侧泛在电力物联网的服务提供商(电力公司或者DR聚合商)与用户签订服务合同，需约定付给用户激励结算的规则。为了让每个参与实体获得凭证，所有可以验证的交互证据应当被保留[5]。
结束语
在国家电网有限公司大力提倡发展泛在电力物联网的背景下，本文对泛在电力物联网的基本概念、主要特点、关键技术和典型应用进行了分析与说明，为泛在电力物联网的进一步深入研究提出有益的参考。由于打造泛在电力物联网是一个长期的过程，因此本文提出的一些观点需要随着泛在电力物联网发展进行完善和修正。总之，“坚强”与“智能”并重是我国能源互联网发展的内在要求和方向，而“坚强”和“智能”这两者本身就是相互促进的。因此，可以预见，承载数据流的泛在电力物联网与承载电力流的坚强智能电网必将相辅相成、融合发展，形成强大的价值创造平台，共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。
参考文献
[1]尹弘亮,程紫运,周秋雁.客户侧泛在电力物联网的信息通信技术及安全管理[J].内蒙古电力技术,2020,38(01):22-26.
[2]李振杰.基于泛在电力物联网下的安全管理[J].班组天地,2019(11):72-73.
[3]聂江龙,夏天,王安民,曾贤功,胡强棚,陆洲.泛在电力物联网与企业消防安全管理的融合建设研究[J].企业改革与管理,2019(21):34+36.
[4]齐四清.加快安全管理机制创新支撑泛在电力物联网建设[N].国家电网报,2019-09-05(003).
[5]傅质馨,李潇逸,袁越.泛在电力物联网关键技术探讨[J].电力建设,2019,40(05):1-12.