1、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)分為終端、網(wǎng)絡(luò)、平臺、運營、安全五大體系
2018年國家電網(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“SG-eIoT(electricInternetofThings)”系統(tǒng)在技術(shù)上將分為終端、網(wǎng)絡(luò)、平臺、運維、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)營管理等五大業(yè)務(wù)場景,通過統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)平臺來接入各業(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,以實現(xiàn)各類終端設(shè)備的即插即用。
電科院副院長王繼業(yè)提出ACNET信息通信系統(tǒng),進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)以億計的傳感器,進行物理量、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,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;存儲和運算設(shè)備將基于大數(shù)據(jù)平臺/人工智能平臺,采用先進芯片技術(shù)、協(xié)同計算技術(shù)等,極大提升計算力,形成以人工智能為核心的“超級計算機”。
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)——電力通信ACNET
整個架構(gòu)中具體可以分為終端信息收集器(傳感器、RFID等)、邊緣計算、通信網(wǎng)、云平臺、人工智能五個層次,同時衛(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)實現(xiàn)的關(guān)鍵力量。
1)邊緣計算
邊緣計算的核心是一個開放分布式平臺,即在網(wǎng)絡(luò)邊緣靠近數(shù)據(jù)源就近提供網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲及應(yīng)用服務(wù),滿足了行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型在聯(lián)接、智能、實時、數(shù)據(jù)優(yōu)化和安全的訴求。邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟實驗平臺組副主席胡曉晶指出,“邊緣計算是物理世界與數(shù)字世界的橋梁,云與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的關(guān)口!钡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、處理與儲存。
邊緣計算架構(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,無法滿足長距離輸電、大范圍消納、遠(yuǎn)距離互動等業(yè)務(wù)大帶寬、高可靠、超低時延、高精度同步的承載需求;贛-POTN構(gòu)建極簡架構(gòu)(1種技術(shù)1張網(wǎng))、長距離大容量(1000km、單波100G)、低時延高可靠、帶寬按需調(diào)整、業(yè)務(wù)極速開通、全網(wǎng)同步(ns級)的新一代認(rèn)知承載網(wǎng),實現(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)實時雙向互動,海量通信節(jié)點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。
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)架構(gòu)
3)云平臺
云平臺是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算平臺,共享的軟硬件資源和信息可以按需求提供給計算機各種終端和其他設(shè)備,主要提供算力支撐、應(yīng)用開發(fā)和數(shù)據(jù)融合!皣W(wǎng)云”是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的計算平臺和算法平臺,包括企業(yè)管理云、公共服務(wù)云和生產(chǎn)控制云(簡稱三朵云),分別覆蓋不同區(qū)域的資源及服務(wù),由一體化“國網(wǎng)云”平臺(簡稱云平臺)及其支撐的各類業(yè)務(wù)應(yīng)用組成。
國網(wǎng)云由三部分組成
4)人工智能
人工智能通過模擬、延伸、擴展人類智能,通過機器感知、機器學(xué)習(xí)、機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,通過智能計算,應(yīng)對隨機和不確定。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)主要依賴于社會通用衛(wèi)星,存在(1)實時性低,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,可廣泛應(yīng)用于低功耗廣覆蓋(LPWA)物聯(lián)網(wǎng)市場。
NB-IoT架構(gòu)
5G相當(dāng)于藍(lán)牙或紅外信號,不過它的一個基站可以帶動20多萬個終端,傳輸距離達(dá)10km。比如一個社區(qū)可以通過NB-IoT管理所有的水表氣表電表,一個工廠可以通過NB-IoT管理所有的設(shè)備運行監(jiān)控空調(diào)消防等。工信部2017年發(fā)布《關(guān)于全面推進移動物聯(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,NB-IoT連接數(shù)將達(dá)6億。
NB-IoT具有突出優(yōu)勢
NB-IoT能應(yīng)用于多種場景
5G技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用豐富多樣,基于其性能特點可實現(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化、毫秒級精準(zhǔn)負(fù)荷控制、主動配電網(wǎng)差動保護等工業(yè)控制類下行業(yè)務(wù)所需的超高可靠超低時延需求;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、無人機遠(yuǎn)程巡檢、變電站機器人巡檢、AR遠(yuǎn)程監(jiān)護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、終端面對的市場潛力能有多大?
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。目前國網(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、采集、控制設(shè)備幾千萬臺),國網(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)
配電自動化和智能電表覆蓋率明確規(guī)劃將大幅提升。中國國家發(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、高效經(jīng)濟、清潔環(huán)保的智能電網(wǎng)體系,在《國家能源局關(guān)于印發(fā)配電網(wǎng)建設(shè)改造行動計劃(2015-2020)年的通知》中,要求全國配電自動化覆蓋率從2014年的20%,在2020年需要提升至90%。
配電自動化覆蓋率顯著翻倍
智能電表覆蓋率繼續(xù)上升
終端應(yīng)用市場新能源裝機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)
本公司出品的研究報告首先介紹了中國泛在電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)市場發(fā)展環(huán)境、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)整體運行態(tài)勢等,接著分析了中國泛在電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)市場運行的現(xiàn)狀,然后介紹了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)市場競爭格局。隨后,報告對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)做了重點企業(yè)經(jīng)營狀況分析,最后分析了中國泛在電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展趨勢與投資預(yù)測。您若想對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)有個系統(tǒng)的了解或者想投資中國泛在電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè),本報告是您不可或缺的重要工具。
本研究報告數(shù)據(jù)主要采用國家統(tǒng)計數(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。其中宏觀經(jīng)濟數(shù)據(jù)主要來自國家統(tǒng)計局,部分行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)主要來自國家統(tǒng)計局及市場調(diào)研數(shù)據(jù),企業(yè)數(shù)據(jù)主要來自于國統(tǒng)計局規(guī)模企業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫及證券交易所等,價格數(shù)據(jù)主要來自于各類市場監(jiān)測數(shù)據(jù)庫。