什么是“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”？

在國(guó)家電網(wǎng)有限公司（下稱：國(guó)網(wǎng)公司）2019年初發(fā)布的1號(hào)文件中，著力于構(gòu)建“三型兩網(wǎng)、世界一流”的能源互聯(lián)網(wǎng)被排在年度重點(diǎn)工作首位，即由承載電力流的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)與承載數(shù)據(jù)流的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)共同構(gòu)成能源流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流“三流合一”的能源互聯(lián)網(wǎng)。

國(guó)網(wǎng)公司提出，要在未來幾年繼續(xù)建設(shè)運(yùn)營(yíng)好以特高壓為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，不斷提升能源資源配臵能力和智能化水平;同時(shí)，充分應(yīng)用“大、云、物、移、智” （大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能）等現(xiàn)代通信技術(shù)，打造狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。

從對(duì)這份文件的解讀中，我們可以發(fā)現(xiàn)：堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)側(cè)重于發(fā)輸電側(cè)，如特高壓建設(shè)、新能源（風(fēng)，光等）建設(shè)等，而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)則側(cè)重于電力需求供給側(cè)，旨在利用先進(jìn)的信息通信技術(shù)，更好地滿足用戶對(duì)能源的多種需求。

基于這個(gè)背景，“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”的概念被首次提出，而建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)則成為落實(shí)國(guó)網(wǎng)公司“三型兩網(wǎng)、世界一流”戰(zhàn)略目標(biāo)的核心任務(wù)。

什么是“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”？

（圍繞“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”的相關(guān)詞熱度）

通過對(duì)“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”一詞進(jìn)行拆解和解讀，可以加深我們的理解：

電力：通俗講，是以電能作為動(dòng)力的能源，而眾多運(yùn)輸它的通道就組成了電網(wǎng)。

物聯(lián)網(wǎng)：從宏觀角度，是指將各類終端設(shè)備、物品與互聯(lián)網(wǎng)連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)形式。在“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”中，專指電網(wǎng)內(nèi)部的“網(wǎng)絡(luò)”連接，融合了電網(wǎng)公司各部門的日常工作，如數(shù)據(jù)采集、設(shè)備檢修、值守巡檢等。

泛在：與“物聯(lián)網(wǎng)”的概念相通，不僅僅指電網(wǎng)內(nèi)部的“網(wǎng)絡(luò)”連接，凡是涉及到電力系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)都要涵蓋，各種業(yè)務(wù)都要接納。

因此，對(duì)“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”最好的詮釋為：圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)、各部門，在移動(dòng)互聯(lián)、人工智能等通訊技術(shù)的加持下，構(gòu)建的具備全面感知、高效應(yīng)變、靈活處理的智慧服務(wù)系統(tǒng)。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)

從架構(gòu)上講，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)包括：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層四層結(jié)構(gòu)。

（圖片來自于網(wǎng)絡(luò)）

這四層結(jié)構(gòu)分別指向的就是四類問題或需求：

感知層

感知層利用包括傳感器、信號(hào)采集設(shè)備等在內(nèi)的各種手段，采集物體的狀態(tài)，如溫度、濕度、電流、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等，同時(shí)還可以將上層發(fā)來的指令傳遞給設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)，做出指定的動(dòng)作。感知層主要解決數(shù)據(jù)采集問題，負(fù)責(zé)感知外界信息和響應(yīng)上層指令，是這四層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，通過各類終端完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化接入。

（感知層基本架構(gòu)）

基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)，終端廠商可統(tǒng)一信息采集硬件的規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)化感知設(shè)備的接入，將通用功能通過軟件完成（如通信數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)計(jì)算、對(duì)接信息采集接口等），以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)傳遞信息，打通此前因信息采集設(shè)備的不同，而造成的兼容性問題，實(shí)現(xiàn)自源端的通信、計(jì)算等資源共享，遵循“硬件平臺(tái)化，軟件APP化”的發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)全連接覆蓋。

可以看出，沒有感知層作為基礎(chǔ)，所有的工作都無法開展。

國(guó)網(wǎng)公司對(duì)于感知層建設(shè)的幾個(gè)要求，首先便是“實(shí)現(xiàn)終端標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一接入”。物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)和一般的操作系統(tǒng)的不同之處在于需要滿足輕量級(jí)、低功耗、快速啟動(dòng)等特性，并同時(shí)具備多傳感協(xié)同、多處理器架構(gòu)、統(tǒng)一的應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)、支持長(zhǎng)短距連接等特點(diǎn)。

目前為止，感知層仍面臨現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備終端種類眾多、新舊數(shù)據(jù)模板遷移難度巨大、終端的操作系統(tǒng)不統(tǒng)一等問題，無法在到達(dá)平臺(tái)層之前，將終端提供的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行區(qū)域化整合和邊緣計(jì)算處理。

因此，感知層的信息化系統(tǒng)建設(shè)仍有很大的發(fā)展空間和前景，尤其是將舊系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)（如Excel模板、ERP系統(tǒng)中）遷移至新系統(tǒng)，完成感知層、平臺(tái)層之間的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，需要將數(shù)據(jù)文件編碼成結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如JSON、XML等），編碼和解碼的規(guī)范將會(huì)成為通信、計(jì)算等資源能否共享的關(guān)鍵。

利用市面上成熟的開發(fā)工具，如純前端表格控件SpreadJS的“在線Excel”特性，便可以很好地解決數(shù)據(jù)共享和兼容性問題。

使用SpreadJS，可將原有系統(tǒng)數(shù)據(jù)（或Excel模板）轉(zhuǎn)換為JSON格式，直接導(dǎo)入新系統(tǒng)中，不僅解決了原模板不統(tǒng)一，用料數(shù)據(jù)不一致，文件難以管理的問題，還最大程度的保留了Excel公式、圖表，以及數(shù)據(jù)填報(bào)能力，同時(shí)所有報(bào)告的數(shù)據(jù)和模板都可以在后臺(tái)進(jìn)行有效的管理和存儲(chǔ)。

（SpreadJS 可有效解決感知層的數(shù)據(jù)共享和兼容性問題）

網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層的作用是通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，對(duì)來自感知層的信息進(jìn)行接入和傳輸。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)層接駁感知層和平臺(tái)層，具有強(qiáng)大的紐帶作用。

平臺(tái)層

簡(jiǎn)單來說，這是一個(gè)信息匯總和碰撞的地方，匯總就要彼此相通，做到數(shù)據(jù)打通、標(biāo)準(zhǔn)打通，此外還要解決數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢索、權(quán)限管理等問題。從國(guó)網(wǎng)公司對(duì)平臺(tái)層的建設(shè)要求看，未來泛在電力物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)將會(huì)和目前大型的互聯(lián)網(wǎng)公司一樣采用大中臺(tái)結(jié)構(gòu)。因此，數(shù)據(jù)中心（或數(shù)據(jù)中臺(tái)等），是平臺(tái)層的最大特點(diǎn)。

平臺(tái)層依托于超大規(guī)模的終端統(tǒng)一物聯(lián)管理，深化全業(yè)務(wù)統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心建設(shè)，挖掘海量數(shù)據(jù)采集價(jià)值，提升數(shù)據(jù)高效處理和云霧協(xié)同能力。平臺(tái)層的建設(shè)，將為后續(xù)工作提供強(qiáng)大的基礎(chǔ)支撐，會(huì)對(duì)產(chǎn)生豐富的應(yīng)用提供強(qiáng)大動(dòng)力。

目前，國(guó)內(nèi)從事平臺(tái)層建設(shè)的電力能源企業(yè)，以炬華科技、紅相股份和遠(yuǎn)光軟件等為代表。

應(yīng)用層

應(yīng)用層是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的用戶接口，位于架構(gòu)的最頂端，既面向公司內(nèi)的業(yè)務(wù)，也面向公司外的應(yīng)用，內(nèi)外兼修，提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

應(yīng)用層接收平臺(tái)層傳來的信息，并對(duì)信息進(jìn)行處理和決策，再通過平臺(tái)層和網(wǎng)絡(luò)層向下發(fā)送信息以控制感知層的設(shè)備終端。

根據(jù)《泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)大綱》要求，應(yīng)用層分為面向內(nèi)部對(duì)象的業(yè)務(wù)和外部對(duì)象的業(yè)務(wù)，對(duì)于外部對(duì)象的業(yè)務(wù)，又細(xì)分為很多產(chǎn)品，不同的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)不同的功能。因此，應(yīng)用層的特點(diǎn)為“依托企業(yè)中臺(tái)，共享平臺(tái)服務(wù)能力，支撐各類應(yīng)用快速構(gòu)建”。

對(duì)內(nèi)，可以提升客戶服務(wù)水平，提升企業(yè)經(jīng)營(yíng)績(jī)效，提升電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，促進(jìn)清潔能源消納。對(duì)外，可以打造智慧能源綜合服務(wù)平臺(tái)，構(gòu)建能源生態(tài)體系，培育發(fā)展新興業(yè)務(wù)。

以上，就是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的四層架構(gòu)體系，根據(jù)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)大綱，分析這四層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和要求可以發(fā)現(xiàn)，平臺(tái)層的建設(shè)速度直接關(guān)系著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)成果。

這是由于感知層包括操作系統(tǒng)、硬件和網(wǎng)關(guān)的統(tǒng)一可以和平臺(tái)層的建設(shè)同步進(jìn)行，而平臺(tái)層的建設(shè)即使采用分區(qū)域的并行建設(shè)方式也無法像感知層那樣細(xì)分，應(yīng)用層的業(yè)務(wù)產(chǎn)品和功能也完全取決于平臺(tái)層對(duì)于數(shù)據(jù)的整合能力，所以泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)過程中，需要特別關(guān)注平臺(tái)層的建設(shè)進(jìn)度。

以上就是 “泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”基本概念和架構(gòu)的介紹，下文中我們將詳細(xì)解讀泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)程、對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的戰(zhàn)略意義，以及其發(fā)展前景與機(jī)會(huì)。

“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”在國(guó)內(nèi)仍屬新興概念，因此本文主要是定性分析，如果有理解偏差，歡迎大家及時(shí)指正。