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基于泛在物联的智慧管理平台体系建设

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  摘要:本文通过系统地介绍配电运维管理平台的建设情况,从需求调研、手段现状、建设原则、设计需求出发,深入剖析物联管理平台的功能模块,阐述了该平台的作用、取得的效果,以期为今后物联管理提供可参考的实践经验。
  关键词:配电网;物联管理平台;功能介绍;效益分析
  中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2020)03-0128-02
  为支持变电站智慧巡检场景、无人机输电线路巡检场景、电缆隧道在线监测场景、智能配电台区场景建设,实现多领域终端标准化接入和采集监测数据共享共用,满足重庆公司设备管理需求,对输电、变电、配电、用电、供应链和新兴业务各类边缘物联代理和终端设备进行统一管理,实现支持设备信息管理、设备注册及接入、拓扑关系管理、設备控制、设备影子和设备通信管理等功,解决采集终端通信协议和接口模式不一致、数据等问题。为此,需构建统一智慧物联体系,完成泛在电力物联网建设。
  1 建设背景
  国网重庆市电力公司(以下简称重庆公司)积极贯彻落实《建设方案》关于物联管理平台的建设任务要求,充分发挥在国网公司系统内的示范引领作用,以业务需求为导向,积极推进物联管理平台建设工作,全面开展终端设备接入和管理,对各类型边缘物联代理和智能终端进行在线管理和远程运维;统一物联信息模型,汇聚各类型采集感知数据,进行模型转换和数据预处理;构建业务应用体系,推动各类业务场景终端设备的安全接入,打破各业务系统之间数据采集和共享壁垒,支撑各类业务数据统一管理。
  2 重庆市电力公司配电系统建设现状及物联管理建设需求
  2.1 建设现状
  重庆电力公司通过多年的信息化建设,现有信息化系统全面覆盖企业运营、电网运行和客户服务等业务领域及各层级应用,接入了大量智能终端以及传感器,为公司泛在电力物联网的建设奠定基础。
  2.2 物联管理建设需求
  通过智慧物联体系建设,在业务上实现对电网和客户状态的深度感知,推动各专业感知层资源共享,实现源端数据融通和业务实时在线,提升电网和企业精益化管理水平:具体体现几个方面:一是感知层资源共享,二是源端数据融合,三是业务即时性提升,四是在线管控能力提升。
  3 总体架构
  3.1 业务架构
  重庆公司智慧物联体系建设遵照国网公司泛在电力物联网总体架构,主要包括物联管理平台建设、边缘物联代理和各类型终端标准化接入。其中,物联管理平台的定位为:南向实现设备接入、联接和管理,北向与企业中台和业务系统对接,推动重庆公司各类终端统一接入、边缘智能和数据共享共用。如图1所示。
  3.2 功能架构
  物联管理平台包含南向接入(设备接入)、北向能力开放、平台功能、运维管理四大类,包含设备管理、连接管理、应用管理、模型管理、边缘节点管理、规则引擎、安全管理等业务功能。如图2所示。
  4 功能介绍
  物联管理平台经过前期的需求调研与设计研发,经系统测试后正式上线运行,已构建设备管理、模型管理、边缘计算管理、运维管理等功能。
  4.1 设备管理
  设备管理:主要包括设备注册、设备接入、设备影子、命令控制、状态管理等设备生命周期管理功能。(1)设备注册。在设备接入物联管理平台前,需要在物联管理平台上进行设备注册,定义相关的设备参数信息,平台为设备分配唯一标识和密钥等信息。(2)设备鉴权。设备接入鉴权提供身份验证功能,防止非法设备接入物联管理平台,保证设备合法性和安全性。(3)设备影子。设备影子用于存储设备的在线状态、设备最近一次上报的设备属性值、应用服务器期望下发的配置。用户可以基于设备影子实现设备与应用之间配置数据、状态数据的双向同步。(4)命令控制。设备的物模型中定义了物联管理平台可向设备下发的命令,应用可以调用物联管理平台开放的API接口向单个设备或批量设备下发命令,设备执行命令并返回响应,从而实现对设备远程控制。(5)状态管理。在控制台上可以实时监控设备的当前状态,如在线、离线、未激活。上层应用可以通过订阅方式获取设备的状态信息。
  4.2 模型管理
  模型管理模块提供可视化的模型定义和管理(新增、修改、删除、导入导出)。支持导入边缘物联代理以及边缘物联代理下连的物联终端的物模型;支持根据物模型对采集的。数据进行校验;支持单个或批量下发物模型到边缘物联代理;支持对物模型内容进行存储、检索、查看。
  4.3 边缘计算管理
  物联管理平台和边缘计算节点之间有两条通道:一条是业务通道,另一条是管理通道,两个通道之间为逻辑隔离。业务通道主要承载业务数据,管理通道主要承载设备升级,设备管理,容器管理,App管理,设备告警信息等。
  4.4 运维管理
  物联管理平台的运维管理在用户权限管理上遵循最小授权原则,提供基于角色的权限管理模型,不同用户有不同访问权限。支撑日志管理,提供查看平台的异常日志、运行日志、最新消息以及掉线告警等运维功能,方便实时监控设备运行状态及定位问题。
  5 物联管理平台效益分析
  5.1 管理效益
  通过物联管理平台建设,提升对电网和客户状态的智能感知和预判能力;提升在同一现场,不同专业的传感设备、采集数据、计算和通信资源等的共享共用;提升采集终端从采集数据传送至后台的时间延迟,实现跨专业、跨系统的数据共享应用的实时性;提升对故障实时研判等故障发现的即时性。有效促进智能设备运行维护管理水平提升,支撑未来物联通道的合理规划和建设。充分实现配用电侧采集装置、通信资源、边缘计算、数据资源跨专业复用并推进各专业共建共享。
  5.2 经济效益
  通过建设统一的物联管理平台,在统一的平台构建统一的数据决策管理,避免数据处理、智能决策系统的重复建设,节约各部门独立建设成本;高效落实协同决策、协同处置,优化运行管理模式,提升维护效率,降低企业运行成本,降低一线运维管理人员投入,支持公司参与市场化售电和增量配网运营,培育企业新的利润增长点。
  5.3 社会效益
  通过公司物联管理平台建设,提升智能设备业务支撑能力,提高客户服务水平,推动业务转型升级,形成对外辐射的动力引擎,提高能源利用效率,扩大面向社会的影响力。
  6 结语
  物联管理平台项目在国网重庆市电力公司实施工作顺利开展,实现了边缘物联代理接入,支持变电站智慧巡检场景、无人机输电线路巡检场景、电缆隧道在线监测场景、智能配电台区场景建设,实现物联管理平台与ISC、I6000、S6000系统的集成,对各类型终端进行统一管理,实现采集终端和智能终端统一接入、远程运维、在线升级和数据共享,降低一线运维投入,提升终端智能可扩展水平与在线管控能力,初步形成跨专业、内外部共建共享、开放合作、安全可控的智慧物联生态体系。
  Abstract:This article systematically introduces the construction of the power distribution operation and maintenance management platform, and analyzes the functional modules of the Internet of Things management platform from the needs investigation, the status quo of means, construction principles, and design requirements. With a view to providing reference and practical experience for future IoT management.
  Key words:distribution network; IoT management platform; function introduction; benefit analysis
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