電網+互聯網

如今，互聯網思維和技術不斷推動社會進入網絡經濟時代，社會多要素共享已經成為新一輪科技競爭和產業革命的新業態、新模式。網絡經濟通過平臺對接匹配供需雙方，打造雙邊市場，顛覆了很多傳統產業，同時也有不少行業依托互聯網思維形成新業態。網絡經濟給傳統電力工業帶來巨大的挑戰。

電網全面覆蓋社會各環節，延伸到千家萬戶。電網雖然存在能量流、數據流和業務流，但存在傳感、通信、計算和分析不夠等技術問題，在商業模式上，電網與社會網絡的交互不夠。通過建設能源互聯網，構建泛在電力物聯網，利用互聯網思維變革經營模式，是解決電網當前面臨問題的正確途徑。

泛在物聯是指任何時間、任何地點、任何人、任何物之間的信息連接和交互。泛在電力物聯網是泛在物聯網在電力行業的具體表現形式和應用落地。

泛在電力物聯網將電力用戶及其設備、電網企業及其設備、發電企業及其設備、供應商及其設備，以及人和物連接起來，產生共享數據，為用戶、電網、發電、供應商和政府社會服務；以電網為樞紐，發揮平臺和共享作用，為全行業和更多市場主體發展創造更大機遇，提供價值服務。

能源互聯網產業生態

在能源互聯網產業生態架構中，電網將不僅作為能源傳輸、轉換的樞紐，更是承載各種服務，連接各方利益，實現信息交互、共享，支撐各種交易的平臺。以互聯網模式匹配能源要素，對整個生態內外進行全面感知，實現雙向互動，開展創新應用，變革經營模式。

能源流+業務流+數據流

能源互聯網以特高壓電網為網絡樞紐，連接能源生產和能源消費，是源、網、荷、儲、人等各能源參與方互聯的基礎平臺。能源參與者可能同時具備能源生產與消費的雙重身份，實現多種能源的相互轉化和優化配置，通過能源流、業務流和數據流的三流合一，實現“互聯網”式的雙向交互、平等共享及服務增值。

能源互聯網通過能源電力基礎設施與先進的信息和通信技術（ICT）、互聯網技術實現融合，利用傳感技術，對各接入成分進行實時監測，借助大數據、人工智能、物聯網技術，將分布自治和廣域協調的調度和控制方式相結合，增強系統靈活性，提高新能源消納水平。其中，人工智能是核心技術。

02泛在電力物聯網：深度融合 智能響應

什么是物聯網？

泛在電力物聯網將電力用戶及其設備、電網企業及其設備、發電企業及其設備、供應商及其設備，以及人和物連接起來，產生共享數據，為用戶、電網、發電、供應商和政府社會服務；以電網為樞紐，發揮平臺和共享作用，為全行業和更多市場主體發展創造更大機遇，提供價值服務。

物聯網(IoT，Internet of Things)即“物物相連的互聯網”，是互聯網向物理世界的滲透、拓展和延伸。物聯網通過傳感器、射頻識別、紅外感應器、定位系統、量測裝置等信息感知設備，按約定協議將物理對象與互聯網相連接，進行信息交換，實現對物品的識別、跟蹤、監控、管理和高級應用。

相比10年前，物聯網部署成本大幅下降。物聯網處理器價格下降98%，傳感器價格下降54%，流量價格下降97%。隨著人工智能、邊緣計算、大數據、云計算、區塊鏈等新技術與物聯網結合并交叉創新，物聯網技術融合不斷深化。物聯網產業滲透趨勢明顯，逐漸向制造、農業、交通、服務領域拓展，成為推動傳統行業數字化轉型的關鍵基礎設施。

什么是泛在電力物聯網？

泛在電力物聯網通過先進信息、通信、大數據、人工智能、互聯網技術的深度融合，實現發、輸、配、用、儲等環節互聯互通、全息感知、高效分析、智能控制、靈活共享，能夠實現能源供需的實時匹配、安全經濟、智能響應、高效服務。

泛在電力物聯網是應用于電網的工業物聯網。泛在電力物聯網與堅強智能電網相輔相成、融合發展，在線連接能源生產與消費各環節的人、機、物，狀態全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活，承載貫通電網生產運行、企業經營管理和對外客戶服務的數據流和業務流，與能源流共同構成“三流合一”的能源互聯網。

泛在電力物聯網有哪些特點？

主要特征

連接的泛在化

◆ 微功率無線自組網

◆ 高速寬帶載波通信

◆ 大容量電力光纖網

◆ 電力無線專網

◆ 低功耗廣域窄帶物聯網

◆ 第五代移動通信網絡

◆ 北斗短報文通信

◆ 高通量衛星通信

終端的智能化

◆ 電力業務終端和用能終端向IP化及IT化進化

◆ 芯片處理能力促使終端向智能化方向迭代

◆ 軟件定義促進終端軟硬件不斷解耦

◆ 滿足精控、調度等實時業務敏捷處理、數據優化

服務的平臺化

◆ 天空地一體化網絡成為“即插即用”網絡平臺

◆ 接口與規約標準化促進接入和連接的統一

◆ 通用水平化平臺和垂直專業化平臺相結合

◆ 平臺的開放性和基于平臺的智能化服務水平提升

數據的共享化

◆ 海量感知層數據匯聚于應用層，成為重要數據資源

◆ 數據的開放、共享、共用成為迫切需求和必然趨勢

◆ 數據模型的標準化打通各個業務“煙囪式”壁壘

◆ 實現不同業務邏輯的橫向貫通

本版圖、文來源于中國電力科學研究院有限公司

03大數據：浩瀚紛繁 融合世界

與黑洞相關的大數據

泛在電力物聯網廣泛應用大數據、云計算、物聯網等信息技術和智能技術，是數字革命在能源電力領域迅速發展的必然產物。人們的生活、工作、學習中到處都是海量數據，無處不在的數據正發揮著巨大的能量，成為社會進步的重要驅動力。更多的數據應用和價值等待我們去探索。

北京時間4月10日晚，由全世界200多位科學家合作完成的重大天文學成果——人類首張黑洞照片，在全球多地同步發布。你知道嗎？這張黑洞照片是由天文望遠鏡獲得的大數據合成而來。

分布在全球各地的許多天文望遠鏡在同一時間“按下快門”，記錄無線電數據。天文望遠鏡獲取的數據量非常大，一晚上就能收集到2PB（PB為十億兆級）。如此龐大的數據難以用網絡傳輸，必須裝到硬盤里，而這些儲存數據的硬盤足足有半噸重。之后，依靠機器學習算法，科學家們把數據拼到一起，構建出黑洞圖像。

大數據時代

隨著移動互聯網和物聯網技術的發展，數據正在以超出人們想象的速度快速增長。根據國際數據公司（IDC）統計，2014年全球數據總量為8ZB（1ZB=1021B），預計2020年將達到44ZB。同期，我國數據總量為909EB（1EB=1018B，萬億兆級），占全球數據總量的13%；預計到2020年，我國數據量將達到8060EB，占全球數據總量的18%。毫無疑問，我們已身處大數據時代。

在小數據時代，受限于信息獲取和處理能力，只能隨機抽樣。而在大數據時代，信息獲取成本大大降低，信息獲取效率成倍提高，信息處理能力得到增強，原先被忽略的細節更容易被察覺到，不必考慮抽樣的科學性，分析結果將更加準確。大數據時代改變了認識世界的方式，即尋找相關關系，而不是因果關系。大數據的相關關系分析法更準確更迅速，而且不易受偏見影響。

大數據技術體系

廣義大數據技術體系包括：存儲層、整合層、計算層、應用層，其中存儲層包括列數據庫、鍵值數據庫、內存數據庫、分布式文件系統，整合層包括流數據總線、大數據連接器、PIG、HIVE，計算層包括并行數據處理、流式計算，應用層包括自然語言處理、圖像識別、數據挖掘等。

電力大數據

隨著智能電網和信息化建設，電力行業已積累了海量數據，在數據量、多樣性、速度和價值方面具有大數據的特征。電力行業已進入大數據時代。電力大數據是通過傳感器、智能設備、視頻監控設備、音頻通信設備、移動終端等各種數據采集渠道收集到的海量結構化、半結構化、非結構化的業務數據集合。

電力大數據是電力公司的新型資產，將為電力行業帶來顯著的價值和電力公司的核心競爭力；促進業務管理向著更精細、更高效的方向發展。大數據技術將推動電力公司信息技術平臺的升級與改造，包括提升數據存儲和及時處理的能力；補充在非結構化數據分析與利用的能力；增強對海量數據資源的價值挖掘能力。

青海新能源

大數據創新平臺

國網青海省電力公司以新能源為切入點，2018年1月，建成國內首個數據匯集、存儲、服務、運營一體的新能源大數據創新平臺。平臺的核心架構包括3個層面。

核心平臺層是開展創新服務的基礎支撐；在網絡資源、計算資源等基礎設施服務的基礎上，提供以物聯網技術為核心的數據采集服務。在物聯接入部分，平臺的數據接入速率可以達到每秒3600條左右，累積接入數據已經超過53億條，每日接入的數據量超過80GB。

服務層面，是創新平臺的基本業務形態，基于開放的平臺支撐，提供平臺服務4個，應用服務21個。

生態層面，以海量數據和平臺開放能力吸引更多的服務提供方。目前該平臺已經聚集了來自全國不同地區的服務提供團隊13個，接入新能源場站121座。

【專訪】

張玉天 博士，就職于中國電力科學研究院人工智能應用研究所大數據應用研究室，主要從事電力大數據相關研究，負責、參與多項國家電網有限公司科技項目、智慧能源小鎮示范工程等。

《亮報》：從現階段對大數據的挖掘和應用階段來看，您認為，電力大數據的利用處于什么階段？未來，電力大數據將會發揮哪些作用？

張玉天：國家電網有限公司于2014年開始加強大數據相關研究，目前已建成集中式和分布式混合架構的企業級電力大數據平臺，在應用方面重點推進大數據在輸變電智能化、智能配用電、源網荷協調優化、智能調度控制、企業經營管理和信息通信6大領域的支撐作用?？傮w來說，電力大數據的利用已經歷探索起步階段，擁有不錯的數據和應用基礎，正在伴隨泛在電力物聯網建設所帶來的信息全面感知與業務新需求而蓬勃發展。

未來，大數據將在電網規劃、投資建設、資產管理、公司運營等方面，對電網發展方式與經營模式的轉變起到重要支撐作用。實現數據支撐的公司經營管理水平提升，用電客戶服務能力提升，并為政府提供客觀高效的數據服務。積極打造數據共享服務商業模式，加強對外提供數據服務，開發數字產品，提供分析服務，推動數據運營。

本版內容來源于國家電網有限公司信息通信分公司、中國電力科學研究院、《電力大數據技術及其應用》等，林楠、陳予堯、張東岳對本文有貢獻。制圖：林賽、劉昊

04云計算: 高效經濟 靈活便捷

隨著電網發展由分散式、區域調度到智能電網階段，企業信息化歷程也由分散式、區域集中，發展到云計算。云計算是信息技術從產品化向服務化的重要轉變，也是社會經濟集約化發展的必然產物。云計算模式追求高效、經濟、安全的綜合效益，是企業信息化建設一體化、集約化的必然結果。作為互聯網主流技術趨勢，云計算已經在不斷改變我們的工作和生活。

什么是云計算？

云是一種容器，云能夠存放各類IT資源（如服務器、存儲、網絡、應用等），并對外提供統一入口，而且無需用戶關心具體細節（如存放模式、路徑等）。這樣既能保證資源大小可動態伸縮，又降低了使用資源的成本。

怎么理解云計算呢？

平常，只要打開水龍頭或者燈開關，我們就可以直接使用水和電。通俗地講，云計算相當于把水、電資源變成了數據、服務、軟件等資源。

泛在電力物聯網廣泛應用大數據、云計算、物聯網、移動互聯、人工智能、區塊鏈、邊緣計算等信息技術和智能技術。云計算是將廣義的計算資源（硬件設備、軟件平臺、應用系統）放入云中，使資源使用者在不關心這些資源具體形態（物理集中或邏輯集中）的情況下，可以按自己的需要使用，保障資源的利用率得到最大化體現，同時使整個IT架構更加柔性。

云計算的層次

云計算自下而上分為三層，分別是基礎設施即服務(Infrastructure as a Service，簡稱IaaS)、平臺即服務(Platform as a Service，簡稱PaaS)、軟件即服務(Software as a Service，簡稱SaaS)。實現其中一層或幾層都是云計算的體現。

云計算的層次類似于人類住宅的演變過程。以前，在農村房子都是自己建，耗費的人力成本高、時間精力多，隨著城鎮化發展，住宅先由開發商集中建設、管理，之后出售或出租給用戶。IaaS就像毛坯房，開發商建好后出售，業主根據自己的喜好裝修使用；PaaS就像房屋租賃，對房屋用途、屋內裝修等有所限制；SaaS就像酒店的直接拎包入住，不用費心房屋維護、管理，而且還有不同風格和價位，可供隨意選擇。

云計算在各行業的應用

云包括私有云、公有云和混合云3種形態。Amazon S3、Google AppEngine、中國移動“大云”等均為公有云。公有云側重于創新的商業模式，私有云更側重于企業內部管理。

基本特征

云計算基本特征包括：基于虛擬化技術快速部署資源或獲得服務，實現動態、可伸縮的擴展，按需求提供資源，通過網絡提供、面向海量信息處理，形態靈活，聚散自如，降低了用戶對于IT專業知識的依賴。

云計算應用案例

國網四川省電力公司自2012年以來，與高校、科研單位、企業共同開展了云計算在國網四川電力的應用和研究，先后開展了服務器虛擬化技術、桌面虛擬化技術、容器虛擬化技術等。截至2018年，完成了國網四川電力90%應用生產系統的上云工作。至今，已實現上百套系統上云運行，系統各項運行指標正常。

通過開展云計算技術服務器虛擬化的研究和應用，可以隨時監控各服務器資源的整體運行和利用情況。應用國家電網有限公司自主研制的云計算資源調度控制服務軟件后，有效節省了軟件費用，提高了系統的可靠可控及技術支持能力。各類應用系統上云運行后，節省了大量的服務器硬件資源池。云計算降低了應用系統與物理服務器的緊耦合綁定關系，有效提高了硬件停機檢修等運維管理工作效率。

【專訪】

王松云 博士，就職于江蘇方天電力技術有限公司智能電網服務中心，主要從事云計算、信息安全方向的研究。

《亮報》：云安全是傳統信息安全技術在云計算環境下的繼承與發展，請問從現有技術手段看，云安全的情況如何？主要面臨哪些問題？

王松云：云安全的確是一個非常重要并且比較大的命題，涉及到方方面面。從現有的一體化國網云平臺框架的不同層次來看，涉及的安全問題包括：基礎設施資源層安全、容器云管理調度層安全、容器引擎和容器安全、應用層安全、基礎組件安全、中間件安全、鏡像安全以及DevOps流程安全。一體化國網云平臺現有的架構做到了盡可能考慮到這些層面，并針對這些層次采取了相應的措施以加強安全。

《亮報》：國網江蘇省電力有限公司PaaS平臺服務建立了一個標準化、開放式、易擴展、可聯動的統一云開發運維一體化管理平臺，您能否具體介紹一下PaaS平臺服務的具體應用情況？

王松云：國網江蘇電力PaaS平臺統一管理各類資源以及應用，通過整合全部計算資源并進行池化，簡化應用系統上線、版本更新，以及服務主動、被動下線檢修等服務過程。

PaaS平臺實現了應用資源的標準化，并以動態可調度的方式使運維人員隨時能夠操作各類計算應用，主要具備自動伸縮規則、物理系統管理、容器管理、組件管理、主機管理、主機監控、容器監控、物理系統監控等功能，還能夠支撐各類應用和系統的部署，即各類應用和系統遷移至云平臺后，能夠實現一鍵自動部署。

——內容來源于國家電網有限公司信息通信分公司、國網江蘇省電力有限公司、國網四川省電力公司，林楠、黃蕾、張曉閩、謝林楓、李軒儀、甘煒對本文有貢獻。

隨著信息技術的發展和能源轉型的深入，物聯網技術在電網建設、狀態環境全面感知、安全管控、人機交互和數據采集等方面將扮演越來越重要的角色，進一步加快泛在電力物聯網建設。泛在電力物聯網涉及終端信息收集器（傳感器、RFID等）、邊緣計算、通信網、云平臺、人工智能等多個層次，市場面向整個電力設備產業以及在電力系統有相關應用的軟件、設備等。電力信息化領域相關的電力二次設備企業和相關軟件企業，傳感監測類和無人機、巡檢機器人等相關應用類的企業以及專業從事于電氣設計、信息通信、數據安防、網絡架設、綜合布網、數據分析類的企業等都將參與到泛在電力物聯網的建設中來。

為推動泛在電力物聯網落地發展，明確其商業模式、關鍵技術及實施途徑等要點，北極星電力網組織召開“第一屆中國泛在電力物聯網研討會”與國家電網公司電子商務有限公司（國網雄安金融科技集團）、國家電網公司英大商務服務有限公司、上海佳嵐智能科技有限公司、中關村華電能源電力產業聯盟、上海電力大學、正泰集團股份有限公司、上海格蒂電力科技有限公司等社會各界人士共同探討電力泛在物聯網建設及發展機遇。