Q/GDW/Z 11213-2014 电力物联网信息通信总体框架.pdf
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部署在主站系统侧的一种关口设备,下行与汇聚控制器通信,为前端感知网络提供统 接口,并实现对汇聚控制器的控制;上行与主站系统通信,接收主站系统的控制指令,并车 各类感知/监控信息。 3.11 主站系统masterstationsystem 能接入各类基于物联网的电力系统状态监测信息,并进行集中存储、统一处理和应用 系统。主站系统包括数据库、数据服务、数据加工及各类状态监测应用功能模块, 3.12 信息模型informationmodel 一种感知信息标准化的数据表达方式,对传感器统一标志,对感知信息统一数据表达 3.13 传输设备transmissionequipment 电力物联网中用以支撑数据传输的通用设备,如SDH、交换机、路由器、PTN等。 3.14 上行upstream 电力物联网中信息从感知层向应用层方向流动,或从传感器向系统主站流动。 3.15 下行downstream 电力物联网中信息从应用层向感知层方向流动,或从系统主站向传感器方向流动。 4符号、代号和缩略语 下列符号、代号和缩略语适用于本文件。 PMS:电力生产管理系统(PowerproductionManagementSystem) GIS:地理信息系统(GeographicInformationSystem)
部署在主站系统侧的一种关口设备,下行与汇聚控制器通信,为前端感知网络提供统一的信息汇聚 接口,并实现对汇聚控制器的控制;上行与主站系统通信,接收主站系统的控制指令,并转发接收到的 各类感知/监控信息。 3.11 主站系统masterstationsystem 能接入各类基于物联网的电力系统状态监测信息,并进行集中存储、统一处理和应用的一种计算机 系统。主站系统包括数据库、数据服务、数据加工及各类状态监测应用功能模块, 3.12 信息模型informationmodel 一种感知信息标准化的数据表达方式,对传感器统一标志,对感知信息统一数据表达格式, 3.13 传输设备transmissionequipment 电力物联网中用以支撑数据传输的通用设备,如SDH、交换机、路由器、PTN等。 3.14 上行upstream 电力物联网中信息从感知层向应用层方向流动,或从传感器向系统主站流动。 3.15 下行downstream 电力物联网中信息从应用层向感知层方向流动,或从系统主站向传感器方向流动。 4符号、代号和缩略语 下列符号、代号和缩略语适用于本文件。 PMS:电力生产管理系统(PowerproductionManagementSystem) GIS:地理信息系统(GeographicInformationSystem)
部署在主站系统侧的一种关口设备,下行与汇聚控制器通信,为前端感知网络提供统一的信息汇聚 接口,并实现对汇聚控制器的控制;上行与主站系统通信,接收主站系统的控制指令电网标准规范范本,并转发接收到的 各类感知/监控信息
下列符号、代号和缩略语适用于本文件。 PMS:电力生产管理系统(PowerproductionManagementSystem) GIS:地理信息系统(GeographicInformationSystem)
电力物联网是提供信息感知、传输、存储、处理的完整应用系统,构成设备包括传感器、基站 节点、汇聚节点、汇聚控制器、传输设备、接入网关、系统主站。
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按照功能和业务不同,电力物联网可以划分为三个层次:感知层、网络层和应用层。电力物联网信 息通信总体框架如图1所示。
序号表示设备间接口,详见
图1电力物联网信息通信总体框架
感知层应用传感器采集数据,使用信息模型描述数据,再通过感知层设备将数据传递到网络层 层基站、中继节点、汇聚节点是按照它们在无线自组织网络中的不同位置来进行区分的,其功能 结构相近:网络层主要实现了信息在感知层到应用层的传输,组网可以采用有线和无线方式,数 络层经接入网关传递到应用层;应用层抽取、存储、分析感知数据,提供电力物联网各种业务
感知层主要利用各种传感器实现信息的采集、识别和汇聚。主要包括传感器、基站、中继节点、汇 聚节点等设备。无线传感器采用基于IP的标准协议的唯一标识进行寻址。感知信息的存储和交换应遵循 电力物联网传感器信息模型规范。
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在电力系统中,传感器宜通过物理可测量来分类,可测量包括温度、湿度、形变、电流、电压、能 耗、微气象(风向、风速)、气压等,对应传感器也可分为温度传感器、湿度传感器、形变传感器、电 流传感器、电压传感器、能耗传感器、微气象传感器,气压传感器等。电力物联网中的传感器接收不同 种类的物理输入量,并把这种物理量转换为光信号或者电信号后发送出去。无线传感器发送的感知信息 由基站进行接收、处理及转发;有线传感器采集的信息可通过光纤、电缆等方式上行转发至汇聚控制器, 其接口应符合6.1.6章节中相关规定
5. 3. 2 基站
基站部署在传感器附近, 年汇聚无线传感器发出的感知信息,上行转发感知信 息到汇聚控制器。 基站的功能包括: a)感知信息的局部汇聚; b)感知信息的标准化转换:
中继节点主要功能是在一较大范围内实现信息的转发,它可以接收邻近的基站或者中继节点转发来 的信息,并按照一定路由规则转发。在电力物联网中,基站、中继节点、汇聚节点利用无线自组织网络 协议实现感知信息的路由。
5. 3.4 汇聚节点
汇聚节点的主要功能是实现感知信息在感知层与网络层的边界汇聚,然后将感知信息发送到网络
网络层主要实现电力物联网中各类信息在感知层与应用层间广域范围内的传输。电力系统主要采用 光纤专网,无线专网、无线虚拟专网、电力线载波等作为补充通信方式。 网络层可以对感知信息进行初步处理,对信息合法性进行初步校验,对重复信息进行过滤。 网络层设备主要包括汇聚控制器和接入网关
5. 4. 1汇聚控制器
汇聚控制器主要功能包括: a)汇聚来自汇聚节点和基站的监测数据: 通过身份认证、信息加密等方式,集中实现感知数据安全接入主站,确保信息安全; 转发主站系统对电力物联网感知层设备的配置和控制命令,为主站系统提供一个统一的标准化 的远程交互控制节点; d)具有一定的本地数据处理能力,进行感知信息合法性校验,然后由汇聚控制器转发给接入网关
接入网关接收并汇聚来自汇聚控制器的所有电力物联网监测数据,对汇聚控制器下达各种参考 控制命令。接入网关的主要功能包括: a)接收各汇聚控制器发送的监测数据,并解析写入数据库:
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C 完成数据校验: d) 转发主站系统发出的对物联网汇聚控制器、感知层设备的配置和控制命令: e 具有完备的日志功能: 可采用集群方式部署接入网关
系统主站从接入网关接收传感器采集上传的监测数据,进行抽取、分析处理,监测数据可在国家电 网公司两级数据中心进行统一存储和管理,基于原始数据和数据分析处理结果,应用层可以提供两种形 式应用服务: a)基础数据服务 应用层存储的感知数据通过接口(API)提供给数据使用者,数据使用者根据自身业务需求订阅、 查询、检索、分析感知数据。 b)专题应用服务 电力物联网系统主站根据所服务的业务场景应用需求,依据基础数据服务,提取公共的业务逻辑功 能,并结合各专题应用个性化功能需求开发各类专题应用服务,为外部应用集成提供服务。
电力物联网设备间共有9类接口,电力物联网应用应根据组网结构的不同,实现全部或部分接
6.1.1传感器与基站接口
6.1.2基站与中继节点间无线数据接口
6.1.5中继节点与中继节点间无线数据接口
6.1.6汇聚节点与汇聚控制器间接口
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2006,或遵循DL/T634.5104—2002标准。 在非IP环境中,信息的传输格式宜遵循DL/T634.5101一2002标准
6. 1.7 基站与汇聚控制器间接口
工聚控制器和接入网关间
6.1.9接入网关与系统主站间接口
图1中的接口③是系统主站侧关口设备,在系统部署上,接入网关可和系统主站部署在同一厂 也可部署在同一局域网内,接口③可自行定义
外部系统主要指PMS、GIS、配电自动化等系统,电力物联网专题应用与外部应用系统集成时 接口应通过企业服务总线,并遵循PMS、GIS、配电自动化等系统接口规范。
7电力物联网信息通信安全机制
感知层信息 电力物联网主要以内网应用为主,通信网络设计须满足电力二次系统安全防护规定和电力二次 全防护总体方案相关要求
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电力物联网信息通信总体框架
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1编制背景 1 2编制主要原则. 10 3与其它标准文件的关系. 10 4主要工作过程 5结构和内容 10 6条文说明花纹板标准,
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2010年至今,国家电网公司积极开展了在线监测、智能感知、智能用电等信息化与公司运维检修、 用电营销等生产应用融合研究,通过构建输变电状态监测系统等信息化系统,为安全生产和节能减排工 作提供了有效的支撑。凭借智能电网目标明确,需求清晰,预期效果明显等优势,智能电网成为了物联 网的重要应用领域,并创新性提出“电力物联网"的概念、内涵和建设内容。为指导电力物联网系列装置 研发和设备选型,规范电力物联网的工程建设一致性和系统兼容性,受国家电网公司信息通信部的委托, 制定电力物联网信息通信总体框架企业指导性技术文件。 本指导性技术文件依据《国家电网公司关于下达2013年度公司技术标准制修订计划的通知》(国家 电网科(2013)50号)的要求编写,
本指导性技术文件的编制遵循以下原则
1)坚持先进性与实用性相结合、统一性与灵活性相结合、可靠性与经济性相结合的原则,以标准 化指导相关业务系统的建设。 2)采用分散与集中讨论的形式,分析电力物联网各业务需求、性能特征,研究提出具有必要性 实用性和可实施性的信息通信框架和实施措施。 3)认真研究、学习、借鉴现行相关的国际标准、国家标准、行业标准、企业标准,使标准具有科 学性和规范性。
本指导性技术文件的制定过程主要依据和参考如下文献: Q/GDW1807—2012终端通信接入网工程典型设计规范 Q/GDW1857一2013无线传感器网络设备电磁电气基本特性规范
安全阀标准Q/GDW/Z112132014
本技术指导性文件正文设七章:范围、规范性引用文件、术语和定义、符号、代号和缩略语、电力 物联网信息通信总体框架(规定电力物联网层次结构及各层主要功能)、接口(规定电力物联网各层设 备间及与外部系统的接口)、电力物联网信息通信安全机制(规定感知层信息安全机制和通信网络设计 所应遵循的安全机制)。
....- 电力标准 通信标准
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