电力物联网应用

电力行业物联网应用

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1.1修改记录 (1)

1.2文档审核 (1)

2行业背景介绍 (1)

2.1行业发展背景 (1)

2.1.1行业概况 (1)

2.1.2行业价值链构成 (2)

2.2行业信息化发展情况 (4)

2.3行业发展遇到的问题 (4)

3电力行业应用模板——电力资产管理 (5)

3.1目标客户及客户需求 (5)

3.2基本功能介绍 (6)

3.3竞争分析 (6)

3.4应用场景 (6)

3.4.1技术方案 (7)

3.5资费模式 (7)

3.6商务合作模式 (8)

3.7对客户价值 (9)

3.8实施方案 ........................................................................................... 错误！未定义书签。

1文档信息

1.1 修改记录

对本文档所有修改都应按修改时间顺序记录在此。

1.2 文档审核

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2行业背景介绍

2.1 行业发展背景

2.1.1行业概况

山西省电力充足，是全国拥有装机百万千瓦以上电厂最多的省份。目前山西全省发电总装机容量为3176.4万千瓦，年发电量417.8亿千瓦时。1993年，山西能源工业开始实施由单一输煤向输煤输电并举的战略转变，原煤的转化和深加工得到明显加强，重点新建、扩建一批以30万、60万千瓦机组为主的大型坑口电站。在大力发展坑口电站的同时，电网建设相应加快，近年来，全省新建500千伏超高压输电线路6条，变电容量100万千伏安；229千伏输电线路69条，变电容量603.6万千伏安。山西在华北电网中居于举足轻重的地位。

据统计，山西全省近2000个乡镇全部通电，农户高峰用电保证率达95%以上，均高于全国平均水平。山西省是全国向省外输电量最多的省份，如今北京的1/4电力来自山西。

电力行业是关系到国计民生的基础性行业，属于国有垄断行业。从组织上可划分为发电、供电两大系统，从生产流程分为发电、输电、变电、配电、用电和调度六大生产环节。

山西省主要的发电企业有：山西漳泽电力股份有限公司、山西阳光发电有限公司、太原第一热电厂、山西神头第一发电厂、山西柳林电力有限责任公司、太原第二热电厂、阳城国际发电有限责任公司、神头第二发电厂、山西鲁能河曲发电有限公司、山西省晋能新能源发电投资有限公司。

输电、供电系统分为国家电网公司、网局/独立省局、地区和县电力公司四级，总体架构为金字塔形，上层对下层进行严密的控制。

2.1.2行业价值链构成

电力行业专业性要求高，价值链体系较为封闭，如下图所示。

图2.1 电力行业价值链示意图

核心生产部分：

1.发电环节

山西省主要发电企业有山西漳泽电力股份有限公司、山西阳光发电有限公司、太原第一热电厂、山西神头第一发电厂、山西柳林电力有限责任公司、太原第二热电厂、阳城国际发电有限责任公司、神头第二发电厂、山西鲁能河曲发电有限公司、山西省晋能新能源发电投资有限公司等。

2.输电环节

我省主要由国家电网公司控制。

3.供电企业

是指在一个特定的区域内从事配电和售电业务的企业。我省主要是国家电网公司下属的供电企业。

专业集成公司部分：

1.全网基础通信运营商

国网信通公司是国家电网公司的全资子公司，承担国家电网公司专用基础通信网络建设维护，开展相关基础通信业务和公众通信运营服务。

目前信通公司重点关注的物联网应用是智能电网用户服务系统，如下图所示。智能电网用户服务系统采用双向互动智能电表、用户智能交互终端，基于广域光纤通信和本地电力线载波技术，实现水、电、气三表集抄，提供家庭安全防范、家电控制及“三网合一”视频点播等多种综合业务服务能力，目前已在北京市某小区进行了功能测试。

图2.2 智能电网用户服务系统架构图

2.专业集成公司

包括电力科学研究院、南京南瑞、ABB等国内外公司。

3.硬件供应商

按专业领域分为几大类较为固定的供应商，如：许继电气、南京南瑞（配网自动化设备）、西安西电、西门子（变压器）等。

4.软件供应商

通常由通用软件供应商按电力要求定制开发电力行业软件。

2.2 行业信息化发展情况

电力行业在国内很早就进行了企业信息化建设，其中国家电网公司于2006年提出了在全系统实施“SG186工程”，建成数字化电网、信息化企业的规划。

国家对电力系统的信息安全非常重视，曾多次发文指导电力系统的信息安全，如：《电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护的规定》和《电力二次系统安全防护总体方案》等，这些制度和方案对电力系统的安全体系建设具有指导意义。

由此可以看出，信息化建设和信息系统的安全对电力行业，甚至国计民生都有着重大的影响。

电力行业信息化发展经历了生产过程自动化、专项业务应用、管理信息系统三个阶段。到目前为止，电力系统的规划设计、基建、发电、输电、供电等各环节均有信息技术的应用。

目前电力行业重点信息化项目分别是“SG186工程”和“坚强智能电网”：

1.SG186工程

国家电网公司于2006 年启动SG186工程，目标是在全系统范围内建设一体化企业级信息系统，实现公司上下信息通畅及数据共享。目前已完成试点工作，开始进行全网推广。

2.坚强智能电网

2009年政府提出感知中国的物联网发展战略后，国家电网公司也明确提出建设统一坚强智能电网的发展战略。工作要求是“统一规划、统一标准、统一建设”，同时在国家电网总部成立智能电网部，负责全国智能电网相关工作的统一组织、协调、监督，目前已完成智能电表的全网集采，明确了20家左右的供货商名单，并发布了《智能电网技术标准体系规划》和《智能电网关键设备（系统）研制规划》等标准体系。

2.3 行业发展遇到的问题

电力行业目前存在的主要问题如下：

1.远距离输电能力不足

骨干输电能力不足，建设规模滞后。未来重点在加强大容量、超高压、交直流混合、长距离输电技术的研究和应用。

2.电网建设标准较低

以2008 年南方冰雪灾害为例，由于覆冰厚度超过国家规定的设计标准，导致电网设施损毁严重。

3.电网调配信息化能力不足

跨省、跨区同步互联电网联系薄弱，尚处于发展完善阶段，调控能力水平较低，尤其在最靠近电力用户的城乡配电网的信息化建设严重滞后。

针对以上问题，国家电网公司公布了“坚强智能电网”的发展战略，明确了“以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网为基础，将现代先进的传感器测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成的新型电网”的发展目标。

坚强智能电网可以看做是电力系统的“中枢神经控制系统”，将最新的信息化、通信、计算机控制技术和原有的输、配电基础设施高度结合，形成一个新型电网，实现电力系统的智能化。坚强智能电网与传统电网的不同之处在于互动性，通过终端传感器及各种通信网络将用户之间、用户和电网公司之间形成即时连接的网络互动，从而实现数据读取的实时、高速、双向的效果，整体提高了电网的综合效率。目前在国家电网公司的坚强智能电网项目计划中，有60-80%的投资将用于实现远程采集、远程控制、远程测试、智能交互等非传统项目，急需ICT技术支撑。

从目前电网公司公开的指导意见及规范分析，国网公司在发电、输电、变电、配电、用电、调度六个环节有明确的物联网应用需求，主要需求集中在设备监控管理、生产/管理信息采集处理、人员任务跟踪管理三大方面。同时，随着物联网终端的规模部署，会产生一些行业共性的需求，如固定资产管理、设备防盗、内部物资物流管理等。

3电力行业应用模板——电力资产管理

3.1 目标客户及客户需求

目标用户：电力营销、配网等有大量设备管理需求的部门

客户需求：

电力资产是指各级输电线、变电设备、配电开关、监控设备、电力管线井盖等。

1.针对电力设施的盗窃案件频发。一方面，给电力公司造成了大量的经济损失，另一

方面，由此造成停电投诉、人身伤害（例如由于井盖丢失造成的人身伤亡事故）等

社会问题，电力公司迫切希望实施设备本身的防盗管理。

2.电力公司存在大量放置在客户侧的固定资产，目前采用人工方式实现固定资产的盘

点、追踪、折旧等。人工方式无法实时、准确掌握设备的整体信息，存在设备闲置

及固定资产流失的风险。电力公司迫切希望获得信息化的固定资产管理手段。3.2 基本功能介绍

1.固定资产的防盗管理功能

通过物联网终端，例如井盖监控终端、固定资产位移及位置追踪器，实现固定资产物理、电气状态的感知和实时监控，出现异常情况实时告警。

2.固定资产的资产管理功能

通过RFID、二维码等物联网移动终端，对固定资产属性信息实时获取，实现固定资产的折旧、统计、查询、追踪、盘点等固定资产管理功能。

3.3 竞争分析

中国移动在物联网领域积累了大量的技术、市场资源，目前相对于竞争对手具有较大的领先优势。对于客户需求的理解和把握相对领先；同时，现网已部署的大量功能完善的应用平台，通过整合业务功能、业务逻辑和业务流程，相对于竞争对手可快速推出包含多种信息服务能力、满足行业用户复杂需求的综合业务。

目前传统的IT厂家尚不具备或具备部分向大型行业客户提供完整ICT业务服务的能力，由于厂家之间彼此竞争，较难通过合作提供整体服务，为运营商整合厂家资源创造了客观条件。

3.4 应用场景

1.设备防盗监控：

通过在电力井内部署监控设备，可实时监控井盖的开闭状态及井下浸水、温度、烟感、设备电池电量等信息，可为后台监控人员提供集中监控界面，实时解决问题；在设备上隐蔽放置小型设备追踪器，可实现电源通断感知、位移感知、GPS/LBS位置追踪，在设备非法断电、发生位移等情况下，实时告警并提供一段时间内的连续位置追踪。

2.固定资产管理：

在固定资产设备上贴附RFID标签，利用RFID标签非接触读写的特性，在机房或设备集中布放的区域放置RFID读写器，定期对区域内的固定资产进行盘点。同时，为维护人员配置RFID身份标签，在其进入区域进行维护操作时，记录操作行为；维护人员通过手持设备，在现场从管理平台下载工作任务，并通过RFID标签逐项对任务相关物体进行确认。

3.5 技术方案

小型监控模块

中国移动核心网

固定资产集中管理系统

丢失设备位置追踪

设备位置、运行情况的

定期上报

设备异常断电感

知报警

设备被盗、位移感知报警

①

设备日常监控

②

异常时间报警

③

设备位置追踪

RFID

条形码/二维码

固定资产盘点

固定资产防盗

图3.9 电力资产管理系统网络结构图

电力资产管理系统主要分为固定资产的防盗和固定资产的管理两部分内容： 1. 小型监控模块：

通过连接到各监控点的特种传感器，可实时监控井盖的开闭状态及井下浸水、温度、烟感、设备电池电量等信息，并将相关信息通过标准无线传输技术发送到小型监控模块，由小型监控模块把异常情况通过无线网络传输到监控中心平台。小型监控模块可内置追踪器，对被盗设备进行位置追踪。

2. 固定资产管理终端：

固定资产管理终端通过扫描固定资产设备上贴附的RFID 标签，并将相关设备信息通过无线网络传输到监控中心平台进行统一监管。

3. 传输网络：

电力终端监控管理业务平台与WMMP 标准通信终端之间的传输方式多种多样，可以采用2G 、2.5G 和3G 移动通信方式传输。

4. 电力资产管理平台：

电力资产管理平台将各传感器上传的数据进行汇总、统计、分析，并对异常情况进行告警处理，从而实现了对电力资产的统一监管。

3.6 资费模式

电力终端监控管理业务资费包括基础通信费、业务功能费、终端费用三部分费用：

1.基础通信费

GPRS流量费用，分为按终端计费和按APN总流量计费两种方式。

按终端计费

注：

●以上为每张SIM卡每月的通信费标准

●通信费用按月计收

●GPRS行业应用无优惠时段，全天统一价格

●使用GPRS省际漫游业务，不另行收取漫游费

2.电力终端监控管理业务的月功能费

按照客户接入的终端数量按月计收，整月收取，费用标准为10元/终端。

3.终端费用

(1)终端租用费

用户从移动公司租用设备按月交付的租金，客户需签署固定时间在网承诺，客户也可以选择一次性支付的方式，需根据终端类型及成本计算费用标准。

(2)终端维护费用

仅对从移动公司租用或采购设备的用户，在业务服务协议期间内，由移动公司按照客户需求提供上门终端维护服务，按次收取，需根据服务内容、终端型号和成本计算费用标准。

3.7 商务合作模式

1. 合作各方：移动公司、设备提供商、电网公司

2. 合作建议：

●设备提供商提供符合中国移动WMMP协议标准的通信设备；

●电网公司可直接向设备提供商购买，或从移动公司租赁或购买设备，再由移动公司

向设备提供商结算；

●移动公司向电网公司提供基础通信网络服务及终端监控管理服务，收取基础通信费

用及终端监控管理月功能费。

3. 资金流向：

(1)客户自行采购终端方式：

提供基础通信服务和

无线网管业务功能

图3.5 资金流向示意图

(2)中国移动提供终端租赁或采购方式：

与客户签署整体服务协议

提供基础通道、电力终端管理、

图3.6 资金流向示意图

3.8 对客户价值

1.整体解决方案，降低客户项目成本。

中国移动通过整合不同的业务平台，为客户提供统一业务入口、统一的服务流程、统一的资费体系，降低了客户侧方案搜寻、项目管理及项目实施的成本。

2.提高管理效率。

通过综合性的项目需求设计和方案实施，一定程度上打破电力公司部门之间的沟通壁垒，提高电力公司整体管理和运营的效率。

3.9 支撑流程

1.客户与移动公司签署电力资产管理业务合作协议，购买业务所用SIM卡；开通电力终端监控管理专用APN。

2.客户配合移动公司，调通客户应用系统至电力终端监控管理平台路由通道。

3.客户依据移动公司提供的符合WMMP协议终端厂家及设备型号目录，采购设备。

4.设备供应商配合客户完成电力资产管理设备的现场安装及业务调试工作。

5.用户可选择通过浏览器或专用客户端使用业务。