1、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)分為終端、網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、運(yùn)營(yíng)、安全五大體系
2018年國(guó)家電網(wǎng)提出泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念,著手打造SG-eIoT。根據(jù)規(guī)劃來看,整個(gè)“SG-eIoT(electricInternetofThings)”系統(tǒng)在技術(shù)上將分為終端、網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、運(yùn)維、安全等五大體系,打通輸電業(yè)務(wù)、變電業(yè)務(wù)、配電業(yè)務(wù)、用電業(yè)務(wù)、經(jīng)營(yíng)管理等五大業(yè)務(wù)場(chǎng)景,通過統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)來接入各業(yè)務(wù)板塊的智能物聯(lián)設(shè)備,制訂各類電力終端接入系統(tǒng)的統(tǒng)一信道、數(shù)據(jù)模型、接入方式,以實(shí)現(xiàn)各類終端設(shè)備的即插即用。
電科院副院長(zhǎng)王繼業(yè)提出ACNET信息通信系統(tǒng),進(jìn)一步明確泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在未來電網(wǎng)中所起的作用。構(gòu)建ACNET支撐技術(shù)體系,通過數(shù)以億計(jì)的傳感器,進(jìn)行物理量、電氣量、狀態(tài)量、環(huán)境量、行為量等信息物理全感知;信息傳輸系統(tǒng)將以5G通信技術(shù)為起點(diǎn),結(jié)合高密度的衛(wèi)星系統(tǒng),形成空天地一體化通信平臺(tái);存儲(chǔ)和運(yùn)算設(shè)備將基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)/人工智能平臺(tái),采用先進(jìn)芯片技術(shù)、協(xié)同計(jì)算技術(shù)等,極大提升計(jì)算力,形成以人工智能為核心的“超級(jí)計(jì)算機(jī)”。
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)——電力通信ACNET
整個(gè)架構(gòu)中具體可以分為終端信息收集器(傳感器、RFID等)、邊緣計(jì)算、通信網(wǎng)、云平臺(tái)、人工智能五個(gè)層次,同時(shí)衛(wèi)星和5G技術(shù)形成的信息傳輸系統(tǒng)將成為泛在網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵力量。
1)邊緣計(jì)算
邊緣計(jì)算的核心是一個(gè)開放分布式平臺(tái),即在網(wǎng)絡(luò)邊緣靠近數(shù)據(jù)源就近提供網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)及應(yīng)用服務(wù),滿足了行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型在聯(lián)接、智能、實(shí)時(shí)、數(shù)據(jù)優(yōu)化和安全的訴求。邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組副主席胡曉晶指出,“邊緣計(jì)算是物理世界與數(shù)字世界的橋梁,云與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的關(guān)口。”到2022年將有超過500億的終端與設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。未來超過75%的數(shù)據(jù)需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)分析、處理與儲(chǔ)存。
邊緣計(jì)算架構(gòu)
2)通信網(wǎng)
通信網(wǎng)具體可以劃分為三大網(wǎng)絡(luò)——骨干通信網(wǎng)、配電通信網(wǎng)和終端接入網(wǎng)骨干通信網(wǎng):跨域光纜路由匱乏、SDH帶寬受限、通道定制化和服務(wù)差異化能力不足,無法滿足長(zhǎng)距離輸電、大范圍消納、遠(yuǎn)距離互動(dòng)等業(yè)務(wù)大帶寬、高可靠、超低時(shí)延、高精度同步的承載需求。基于M-POTN構(gòu)建極簡(jiǎn)架構(gòu)(1種技術(shù)1張網(wǎng))、長(zhǎng)距離大容量(1000km、單波100G)、低時(shí)延高可靠、帶寬按需調(diào)整、業(yè)務(wù)極速開通、全網(wǎng)同步(ns級(jí))的新一代認(rèn)知承載網(wǎng),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)(NaaS)。
配電通信網(wǎng):傳統(tǒng)光纖通信(EPON)覆蓋范圍受限,新型配電網(wǎng)業(yè)務(wù)要求網(wǎng)絡(luò)靈活接入并滿足不同QoS需求,配電通信網(wǎng)還需在覆蓋范圍、傳輸容量、網(wǎng)絡(luò)靈活性等方面進(jìn)一步提升。
終端接入網(wǎng):隨業(yè)務(wù)系統(tǒng)分別建設(shè),技術(shù)體制、數(shù)據(jù)模型、接口協(xié)議不統(tǒng)一,采集頻次趨于準(zhǔn)實(shí)時(shí)雙向互動(dòng),海量通信節(jié)點(diǎn)IP地址受限,亟需構(gòu)建異構(gòu)融合、廣泛覆蓋、直接互聯(lián)的終端接入網(wǎng)。以230MHz專網(wǎng)和LoRa無線專網(wǎng)為主,寬帶PLC等有線為輔,統(tǒng)一接口協(xié)議和數(shù)據(jù)模型,即插即用,開放互聯(lián),并最終向5G演進(jìn)。
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)架構(gòu)
3)云平臺(tái)
云平臺(tái)是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算平臺(tái),共享的軟硬件資源和信息可以按需求提供給計(jì)算機(jī)各種終端和其他設(shè)備,主要提供算力支撐、應(yīng)用開發(fā)和數(shù)據(jù)融合!皣(guó)網(wǎng)云”是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算平臺(tái)和算法平臺(tái),包括企業(yè)管理云、公共服務(wù)云和生產(chǎn)控制云(簡(jiǎn)稱三朵云),分別覆蓋不同區(qū)域的資源及服務(wù),由一體化“國(guó)網(wǎng)云”平臺(tái)(簡(jiǎn)稱云平臺(tái))及其支撐的各類業(yè)務(wù)應(yīng)用組成。
國(guó)網(wǎng)云由三部分組成
4)人工智能
人工智能通過模擬、延伸、擴(kuò)展人類智能,通過機(jī)器感知、機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器思維和智能行為等技術(shù),代替人類做出分析、判斷、優(yōu)化和決策,通過智能計(jì)算,應(yīng)對(duì)隨機(jī)和不確定。電力人工智能是人工智能的相關(guān)理論、技術(shù)和方法與電力系統(tǒng)的物理規(guī)律、技術(shù)與知識(shí)融合創(chuàng)新形成的“專用人工智能”。
人工智能技術(shù)架構(gòu)
5)電力衛(wèi)星
目前,衛(wèi)星通信及遙感數(shù)據(jù)主要依賴于社會(huì)通用衛(wèi)星,存在(1)實(shí)時(shí)性低,使用成本昂貴;(2)調(diào)度困難,資源有限;(3)電力需求契合度不足等關(guān)鍵制約。因此,結(jié)合能源互聯(lián)網(wǎng)時(shí)空分布特征,發(fā)射具有電網(wǎng)特色的電力多載荷一體化衛(wèi)星,是建設(shè)電力PNTRC的核心基礎(chǔ),為能源互聯(lián)網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)發(fā)展提供可靠的數(shù)據(jù)來源和系統(tǒng)支撐。
國(guó)網(wǎng)電力衛(wèi)星架構(gòu)
6)5G技術(shù)
5G技術(shù)即第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),其峰值理論傳輸速度可達(dá)每秒數(shù)十Gb,比4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快數(shù)百倍,具備廣覆蓋、低功耗、低成本、高效連接等特點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于低功耗廣覆蓋(LPWA)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。
NB-IoT架構(gòu)
5G相當(dāng)于藍(lán)牙或紅外信號(hào),不過它的一個(gè)基站可以帶動(dòng)20多萬個(gè)終端,傳輸距離達(dá)10km。比如一個(gè)社區(qū)可以通過NB-IoT管理所有的水表氣表電表,一個(gè)工廠可以通過NB-IoT管理所有的設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控空調(diào)消防等。工信部2017年發(fā)布《關(guān)于全面推進(jìn)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)建設(shè)發(fā)展的通知》,規(guī)劃2020NB-IoT基站將達(dá)150萬個(gè),NB-IoT連接數(shù)將達(dá)6億。
NB-IoT具有突出優(yōu)勢(shì)
NB-IoT能應(yīng)用于多種場(chǎng)景
5G技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用豐富多樣,基于其性能特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)以下四種最具典型代表意義的業(yè)務(wù)需求:滿足智能分布式配電自動(dòng)化、毫秒級(jí)精準(zhǔn)負(fù)荷控制、主動(dòng)配電網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)等工業(yè)控制類下行業(yè)務(wù)所需的超高可靠超低時(shí)延需求;低壓用電信息采集、智能汽車充電站/樁、分布式電源接入等信息采集類上行業(yè)務(wù)所需的海量物聯(lián)終端接入需求;輸變電線路狀態(tài)監(jiān)控、無人機(jī)遠(yuǎn)程巡檢、變電站機(jī)器人巡檢、AR遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)等所需的高清視頻回傳需求及調(diào)度電話、管理電話、遠(yuǎn)程巡檢、應(yīng)急通信等需要高安全、高可靠、高接通率和高清通話質(zhì)量保障的高清語音通信需求。
2、終端面對(duì)的市場(chǎng)潛力能有多大?
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)擁有具有巨大應(yīng)用潛力,未來還將繼續(xù)升級(jí)。目前國(guó)網(wǎng)系統(tǒng)接入的終端設(shè)備超過5億只(其中4.5億只電表,各類保護(hù)、采集、控制設(shè)備幾千萬臺(tái)),國(guó)網(wǎng)規(guī)劃到2030年,接入SG-eIoT系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量將達(dá)到20億,整個(gè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將是接入設(shè)備最大的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。
接入國(guó)網(wǎng)電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的終端設(shè)備數(shù)量將大幅提升(單元:億)
配電自動(dòng)化和智能電表覆蓋率明確規(guī)劃將大幅提升。中國(guó)國(guó)家發(fā)改委、能源局提出到2020年,初步建成安全可靠、開放兼容、雙向互動(dòng)、高效經(jīng)濟(jì)、清潔環(huán)保的智能電網(wǎng)體系,在《國(guó)家能源局關(guān)于印發(fā)配電網(wǎng)建設(shè)改造行動(dòng)計(jì)劃(2015-2020)年的通知》中,要求全國(guó)配電自動(dòng)化覆蓋率從2014年的20%,在2020年需要提升至90%。
配電自動(dòng)化覆蓋率顯著翻倍
智能電表覆蓋率繼續(xù)上升
終端應(yīng)用市場(chǎng)新能源裝機(jī)量和新能源汽車銷量持續(xù)提升,帶來更廣闊的終端接入空間。
風(fēng)電、光伏裝機(jī)量持續(xù)提升(單元:十億瓦)
新能源汽車銷量逐年攀升(單位:萬臺(tái))
本公司出品的研究報(bào)告首先介紹了中國(guó)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展環(huán)境、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)整體運(yùn)行態(tài)勢(shì)等,接著分析了中國(guó)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)市場(chǎng)運(yùn)行的現(xiàn)狀,然后介紹了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局。隨后,報(bào)告對(duì)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)做了重點(diǎn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)狀況分析,最后分析了中國(guó)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與投資預(yù)測(cè)。您若想對(duì)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)有個(gè)系統(tǒng)的了解或者想投資中國(guó)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè),本報(bào)告是您不可或缺的重要工具。
本研究報(bào)告數(shù)據(jù)主要采用國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),海關(guān)總署,問卷調(diào)查數(shù)據(jù),商務(wù)部采集數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)庫(kù)。其中宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)主要來自國(guó)家統(tǒng)計(jì)局,部分行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)主要來自國(guó)家統(tǒng)計(jì)局及市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù),企業(yè)數(shù)據(jù)主要來自于國(guó)統(tǒng)計(jì)局規(guī)模企業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)及證券交易所等,價(jià)格數(shù)據(jù)主要來自于各類市場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。