加快推进泛在电力物联网建设

彭恋涵

摘要：随着互联网的深入推进，我国电网也要逐步与互联网深度融合，不断推进电力建设发展，打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的泛在电力物联网，共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。

关键词：加快推进；泛在电力物联网；建设

建设泛在电力物联网，是国家电网有限公司推进“三型两网”建设的重要内容和关键环节。而其中，如何构建一个强大的数据平台，是加快推进泛在电力物联网建设的前提和基础。

1.泛在电力物联网的概念

什么是泛在电力物联网？简而言之，就是将传统电力生产、传输、消费的所有环节信息化。泛在电力物联网包含感知层、网络层、平台层、应用层四层结构，充分应用“大、云、物、移、智、链”等现代信息技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，实现状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的智慧服务系统。泛在电力物联网广泛应用大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、区块链、边缘计算等信息技术和智能技术，是数字革命在能源电力领域迅猛发展的必然产物。

2.国家泛在电力物联网的现状

作为世界五百强排名第二的旗帜性央企，国家电网已经有了相当的技术积累。目前国网系统接入的终端设备超过5亿只，规划到2030年，接入SG-eIoT系统的设备数量将达到20亿，整个泛在电力物联网将是接入设备最大的物联网生态圈。根据战略安排，国家电网到2021年初步建成泛在电力物联网，基本实现业务协同和数据贯通，初步实现统一物联管理，各级智慧能源综合服务平台具备基本功能，支撑电网业务与新兴业务发展；到2024年建成泛在电力物联网，全面实现业务协同、数据贯通和统一物联管理，公司级智慧能源综合服务平台具备强大功能，全面形成共建共治共享的能源互联网生态圈。

3.泛在电力物联网的数据量将大幅增加

电力行业历来重视数据和信息技术，从上世纪80年代起，就采用实时数据库处理发电以及电网采集的各种数据。但随着电网规模的扩大，数据采集量的大幅增加，传统的实时数据库和IT架构已经无法满足海量数据的处理需求。最近几年，电力行业开始采用互联网行业的大数据平台技术，最典型的就是将Kafka、Hadoop、HBase、Spark、Redis等技术集成在一起处理海量数据。比如智能电表的用电信息采集系统、电费的计算等，都采用这类方案。

推进泛在电力物联网建设，需要全方位对电网运行状态、客户用电等进行实时监测、预警、分析，数据采集点和采集频次会大幅增加，数据量将在原来的基础上增加上百倍。以智能电表为例，现在客户的智能电表是一天发送一条记录。如果改为与商业智能电表一样，15分钟发送一条记录到云端，数据量将至少增加96倍，数据插入请求数也相应增加96倍以上。以全网智能电表5亿台来统计，一天产生的数据条数多达480亿条，现有的大数据解决方案和架构将面临巨大的挑战，即使通过水平扩展增加服务器数量来处理，其运营成本也将数量级地增加。从配网的情况来看，即使采集点和采集频率不显著增加，但以D5000、CC2000为代表的主流产品，受限于历史数据处理能力，依然只能围绕实时采集数据、历史断面数据构建应用，拓扑分析技术无法在时间维度纵向扩展。

4.构建相适应的大数据平台

随着泛在电力物联网的加快建设，现有的互联网大数据技术平台将遇到巨大的挑战，因为电力数据规模将增加几个数量级，数据分析的量也更多，实时性要求也更高。因此，需要进一步加大信息技术的创新力度，构建和完善适应泛在电力物联网建设需求的大数据平台。这个新一代的大数据平台，要有以下几个特点：充分利用泛在电力物联网的数据特点，在技术上做各种优化，大幅度提高数据插入、查询的性能，降低电网运营成本；必须能实时处理各种数据插入、查询请求，提升电网运行效率；必须是水平扩展的，随着数据量的增加，只需要增加服务器扩容即可；支持边缘计算与云计算的边缘协同；必须是易于维护的，降低对运维人员的要求；必须是开放的，有业界流行的标准SQL接口，便于各种应用集成；必须通过Python、R或其他接口来方便集成各种机器学习、人工智能算法。

当前，国内外诸多互联网企业已经注意到物联网兴起后，传统的大数据技术正面临新的考验和挑战，并开始着手研发新一代大数据平台。相信随着泛在电力物联网建设不断加快，必将构建新一代的能源电力大数据平台，从而进一步挖掘和利用好电网的数据资源，提升电网运营的效率和效益，保障电网安全稳定运行，为社会提供新的应用和服务。

5.对泛在电力物联网网络安全防护的思考

泛在电力物联网是对现有电网业务的提升、完善和创新拓展，相应的网络安全防护也应基于现有防护体系进一步优化、加强和发展，以满足泛在电力物联网新的防护需求。

5.1优化提升，适应泛在电力物联网建设

网络安全管理体系方面，应逐步优化完善管理机制、制度、机构、队伍，适应泛在电力物联网网络安全管理需求。对业务、数据、运行等方面的安全管理责任进行重新梳理，明确责任的范围、岗位、人员等内容，探索专业化机构进行网络安全运营与保障的模式，实现网络安全管理的创新发展。基础网络防护架构方面，要对信息内外网及互联网侧的边界、区域划分、部署要求进行调整，优化相关的安全防护策略，以适应泛在电力物联网业务防护要求。要推动电力专用装备升级完善，提高设备的性能，加强设备集群化部署应用能力，实现专用装备资源池化、云化能力，满足泛在电力物联网防护需求。

5.2创新发展，满足泛在电力物联网安全需求

从末端加强泛在电力物联网的网络安全，在终端、边缘计算等领域，加强安全芯片、安全OS和中间件等技术措施的应用，研究采用可信计算、区块链等技术，实现终端与边缘设备的数据安全、本体安全。加强安全可控技术应用，在智能终端、感知设备方面，加强安全可控软硬件产品应用，在基础软件方面采用安全可靠的操作系统、数据库系统，在信息基础资源方面采用北斗授时、定位产品及安全可控的地理信息系统，同时加强在业务应用方面的自主创新，在网络通信设施方面，为基础、关键性业务构建专用、可控的通信网络，确保核心业务、关键业务的链路安全可靠，采用IPv6协议进行终端接入网的组网，加强设备的网络准入控制。

5.3强基固本，加强基础支撑性设施建设应用

认证与授权基础设施是物联网防护的基础，泛在电力物联网也是物联网，加强密码与认证基础设施的建设，满足终端、网络等各层面轻、重量级的认证需求，是保障泛在电力物联网网络安全的关键措施。在此基础上，加强仿真测试、上线测试、出厂测试、方案审核等“三同步”有关过程管控，对智能终端、软硬件组件供应链加强管理，从全生命周期对泛在电力物联网网络安全提出要求；做好数据安全的基础工作，明确数据安全的责任主体、识别数据安全等级，对业务数据访问、后台数据运维、网络数据访问加强安全管控，打好数据安全防护的基础；加快泛在电力物联网网络安全有关规范、标准的制定，为泛在电力物联网长期的发展建设提供指导。

结语

泛在电力物联网建设正在快速推进，各种创新型业务也在不断迭代发展，全场景网络安全防护需要紧跟发展节奏，在技术与管理方面不断丰富完善、创新发展，只有这样，才能实现对泛在电力物联网的有效防护。

参考文献

[1]陶建辉.打造泛在电力物联网大数据平台[J].国家电力，2019.04.

[2]吴文.推动泛在电力物联网落地生根[J].工业电器网，2019.4.12.