吕非 宗伟康 王立旭
南瑞集团有限公司,江苏 南京 211106
摘要：从当前物联网的发展来看，其已经从概念时期实际过渡到了实践应用阶段。相关行业对于物联网的认知比较一致，均认为在其发展过程中，平台化是非常关键的。随着电力物联网技术规模的不断扩大，以及搜集的数据量的累增，构建相应的平台是非常有必要的，这对于融合跨专业数据、强化信息共享认知都具有积极意义，此外还能为用户提供精准的服务。本文围绕开放式电力物联网平台的设计进行了深入探讨，重点阐述了平台的结构、关键功能以及重点技术等，同时也深入分析了电力物联网平台的典型应用场景。对于电力物联网平台而言，向下延伸可以实现终端统一接入，向上能够作为支撑力支持平台共享，对于实现多方有机融合具有重要意义。
关键词：物联网；电力；平台设计
1电力物联网平台建设需求
互联网信息技术正在以成倍的速度不断发展，因而其相关的技术设施如通信技术、智能设备等在电力行业也得到了优化实践，这在一定程度上扩大了物联网的应用范围，使得物联网从服务于特定环节扩充至应用于更大规模的市场之中。接下来我们将重点关注电力物联网的构建，并将其目光聚焦在开放式物联网平台之上，建设目的是为了实现海量设备泛在介入、业务融通等目标。同时将这一平台作为基础，构建产业联盟，从而使得电力汗液生态体系得以形成。
1.1电力物联网
物联网技术中主要涉及智能采集技术、5G通信技术、窄带物联网、云计算等相关技术，物联网技术是对上述技术的综合整合以及全面应用，以设备、信息通信等为依托而实现设备识别、定位、跟踪等功能的新型互联网。物联网技术在电力行业的实践，能够将消费过程中的人、机、物与电力生产进行在线连接，同时还承担了电网输电、变电等业务。
通过对电力物联网的分析，我们重点结合其预计规模水平以及平台设计的目标，特将这一物联网分成四个不同的层次结构，分别为端、边、管以及云。具体架构详见图1，对于“端”来说，这一层次架构以传感器等手段为支撑，极大满足了电力输送要求，并且能够圆满实现设备信息识别等工作任务。“边”与“端”邻近，它是网络边缘的分布式智能代理，主要作用是提供智能决策以及相关服务。“管”连接着“端”与“云”，它作为数据通道而存在，能够借助多种通信方式如电力无线专网等进行二者之间的信息传输。“云”以云计算、大数据等技术为依托实现业务云上运行的目标，能够为电力生产等多个环节提供微服务。在云端，云基础设施具有计算资源虚拟化以及负载均衡的能力，全业务数据中心可以实现海量数据的处理工作，企业中台能够提供可共享、可复用的共性业务及数据微服务。
1.2电力物联网平台需求分析
在构建平台之前，我们需要明确平台构建的目的，通过分析可知，其主要是为了实现电力设备的安全连接、对网络的资源管理、对智能设备的周期维护监控及电力运营服务等相关能力，同时也是为了更好地支撑着电力行业整体的业态建设，提高电网业务的状态感知，在只能以及信息的交融中实现大数据的决策。
1.2.1海量异构设备接入
为了保证电力物联网在覆盖系统的过程中，对电力的监控工作能够正常运行，我们必须要针对一张网络进行多种类的终端接入。随着各种移动技术等的不断进步，平台在建设过程中也需要得到进一步扩张，这样便于连接更多的设备，更好地实现网络网端的连接工作。如果平台能够提供一致化的设备、管理以及连接，构架端的建立才能够更好地开展。
1.2.2网络稳定服务
伴随着物联网应用的不断深入，“互联网+”以及能源互联网之间的联系变得更为紧密，这时我们需要将外部网络以及内部网络进行相应的整合，因而这种整合能力是不可或缺的，同时还要在当下的电力通信网络设施的基础上，对通信业务进行进一步拓展，这样才能帮助能源互联网获取泛在互联服务。
1.2.3统一技术服务
要想使得碎片化等问题得到有效解决，电力物联网在发展的过程中需要重点关注平台的构建，在设计平台时需要注意不要忽略其共性特点。除此之外，构建好的平台应该保持一致的技术路线，同时还要具备通用功能以及接口。
2电力物联网平台设计方案
2.1总体设计
电力物联网平台的水平化是电力物联网的重要支撑力，为了保证各阶段的连接能够达到一次水平化，我们需要对平台强化连接管理、网络管理等的重要性。要想实现资源整合的目的，在行使功能时需要打通用户、业务以及终端之间的协同关系，如此一来我们才能实现业务上的二次水平化。在此我们重点对连接、网络以及设备等方面的管理展开了深入探讨。
2.2连接管理
如果想要保证设备连接的通信功能具有安全性以及可靠性，连接管理是必不可少的，它的主要工作是线上采集电力生产等相关数据。在设备连接过程中，可选择的方式有多种，这样才能保证各种类别的终端设备都能以较快的速度顺利接入。
2.3网络管理
网络管理主要指的是能够对网络进行一系列的管理操作，由于网络具有差异性，网络管理的功能的出现可以极大程度保证网络差异性的降低，对于网络配置也要进行软件化处理；网络管理还需要具备网络隔离、业务编排的能力，能够快速适应5G网络；支持业务流量，能够识别以及重定向，同时还可以根据不同的业务要求对其供应合理的资源。
2.4设备管理
物联网终端对于设备的使用年限以及周期进行有效的管理，这里边包括终端产品的设备管理、接入、集中配置等管理工作。对设备进行统一的管理监控，同时对其生命周期进行科学管理。例如，充电桩的电力控制，初级阶段对充电桩进行系统录入对接网络连接。利用系统在线调试功能对设备的软固件进行升级。
2.5用户管理
用户管理主要包括注册、登录权限等管理内容，对于平台而言，需要将所有用户的相关信息进行保存入档。在物联网中，用户不仅指的是资源访问者，资源提供者以及应用的开发人员都属于其用户范围。在对资源进行相应的处理过程中，要切实结合用户的类别以及权限进行具体划分。对于用户访问等内容而言，要明确授权、身份认证等问题。受物联网用户访问特点的影响，用户管理需要持续不断地发挥作用，不停歇地提供相应的服务。
2.6应用使能
应用使能提供面向物联网开放接口，同时还和全业务数据中心配合，资源整合打通用户、业务与终端以实现协同。通过需求阐述，我们将应用使能分为5个层次，分别为：应用层、展示层、服务层、功能层以及终端层。
3电力物联网平台关键技术
要想顺利构建电力物联网平台，必须要有关键技术的支持，在这里关键技术主要指的是两种技术，一是一体化云平台，二是全业务数据中心，两者各自发挥着不同的作用，前者主要为平台供应计算机方面的资源，对应用的构建给予较大的帮助支持；后者实现物联数据的整合处理，保证“一次入库、处处应用”。
3.1数据交换体系
数据交换体系主要组成包括：即时消息总线、分布式服务总线等。物联代理以即时消息总线为辅助对获取的数据进行传输处理，使其发送至平台上。
3.2分布式流处理引擎
该引擎具备发布、订阅消息流的功能，在对信息流进行存储的过程中主要会用到容错方式。在发生消息时处理流3个关键特性。现阶段，选择业界普遍应用的流处理引擎（Kafka），在系统或应用程序之间建立可靠获取数据的实施流数据管道，具备更好的吞吐量。
3.3微服务框架
这是一种新型的软件架构，能够使得不同的模块单独开来，每个模块之间具有高度独立性，这样可以保证扩展维护工作更为灵活自由。这种微服务框架可以使得应用等划分成更小的单元组件，这样各个组件之间在升级以及扩展过程中就会变得更为顺利。在整个架构中，服务注册以及发现是最为关键的。服务消费者能够借助服务的名称信息，从大量的服务中心中寻找出想要的地址列表，这又被称为服务路由。
4应用方向
4.1综合能源服务
综合能源服务其核心为电，将电力系统与供热网络、工业系统等众多系统进行紧密结合，以此来实现电、热等多能源之间的互补，同时也有利于满足“源-网-荷-储”各个环节之间的高度协调优化，对于生产消费二者之间的互动也有积极影响。以物联网为基础的总行和能源服务系统主要分为六大模块：数据、监控、运营、消费、客服以及管理。这一体系的服务对象比较广泛，能够为政府、消费者以及运营商在内的多种对象提供安全、高效、可靠的服务内容。
4.2资产全寿命管理
这一管理要义在于基于企业整体战略目标，统筹兼顾资产全寿命周期管理中的所有环节，一次来满足企业管理的目标。根据对资产密集型企业资产管理的特点分析，对于资产全寿命周期而言可以分为5大阶段，第一阶段是规划设计；第二阶段是招标采购，第三阶段是工程建设，第四阶段是运行检修，第五阶段是退役处置。对于每个环节来说，其不仅工作内容大不相同，且都兼具阶段特点。在电网企业管理工作中，资产管理可谓之重中之重，通过大力构建资产全寿命周期管理信息系统，有利于实现业务的系统处理，对于促进管理信息化以及生产自动化的融合具有积极意义。特别是对物联网技术等合理运用能够实现人、设备、数据的广泛互联，这样一来我们就能迅速在庞大的生产工作中发现不足，有利于制定针对性战略对策，对于维护设备的运行效率较为有利。
4.3智慧充电站
从现如今节能环保意识的倡导中可以看到，未来电动汽车的发展是非常有前景的，其潜在价值非常大。如果电动汽车得到了迅速发展普及，充/换电站是不可缺少的基础配备设施，它对社会效益、经济效益的影响巨大。随着充电桩大规模的部署安置，为了保证充电服务的安全性、可靠性以及高效性，我们首先需要解决当前充电桩中存在的问题，如分布不集中，独立部署管理难度大、覆盖范围不均匀等。为了使得上述问题得到良好的解决，因而智慧充电站概念应运而生。
总结
随着物联网等新兴业务的崛起，电力行业对构建相关平台愈加重视，从整体上来看，电力物联网正在朝着碎片化的方向不断改变。在接下来的工作部署中，电力物联网需要进行三方合作，用以保证开放式云平台的运营服务能够顺利进展，这样也能使得电力行业的产业链得到良好的整合，对于促进电网核心生态系统的构建也具有积极意义。
参考文献
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