中国移动物联网智能电网应用方案

1、物联网及其在智能电网中的应用物联网及其在智能电网中的应用 中国移动通信集团公司中国移动通信集团公司 20102010年年5 5月月 目目 录录 世界进入物联网时代世界进入物联网时代 智能电网与物联网智能电网与物联网 国家战略，利国利民国家战略，利国利民 物联网的概念物联网的概念 itu2005年的年度报告：信息与通信技术的目标已经从任何时间、 任何地点连接任何人，发展到连接任何物体的阶段，而万物的连接 就形成了物联网。 我们对物联网认识：对物体具有全面感知能力，对信息具有可靠 传送和智能处理能力的连接物体与物体的信息网络。 1999年美国麻省理工学院（mit）首次提出物联网的概念 全面感知、可

2、靠传送、智能处理是物联网的特征。 3 ict技术不断发展，物联网时代已经成为可能技术不断发展，物联网时代已经成为可能 4 1g2g(200kbps)3g(2.26.6mbps)4g(50100mbps) tacsgsmtd-scdmalte-tdd ictict的融合和的融合和 智能设备的智能设备的 感知，实现感知，实现 无处不在无处不在 （ ubiquitousubiquitous） 的信息服务的信息服务 计算机网络 个人电脑 第一代计算 机 通讯 功能 通讯功能补 充和扩展 媒体化和多 用途化能力 通信网络和信息技术的发展通信网络和信息技术的发展 需需 求求 满满 足足 截止截止2009年

3、底，移动通信用户数近年底，移动通信用户数近7.8亿亿 户，互联网用户数近户，互联网用户数近3.8亿户。亿户。 各国对于未来信息化战略，都以不同的概念各国对于未来信息化战略，都以不同的概念 向物联网发展向物联网发展 共同点: 融合各种信息技术，突破 互联网的限制，将物体接入 信息网络，实现“物联网” 在网络泛在的基础上，将 信息技术应用到各个领域， 从而影响到国民经济和社会 生活的方方面面 未来信息产业的发展在由 信息网络向全面感知和智能 应用两个方向拓展、延伸和 突破。 日本： 2009年8月 i-japan战略 中国：2009年8月 感知中国 欧盟：2009年6月 物联网行动计划 美国： 2

4、008年底 ibm向美国政府提出的”智 慧的地球”战略 强调传感等感知技术的应用，提出建设智慧型基础设施 具体而务实，强调rfid的广泛应用，注重信息安全 在u-japan的基础上，强调电子政务和社会信息服务应用 对我国启示 依靠技术革命，调整产业结构，转变经济增长方式，应对世界新技术革命的挑战 学习和借鉴发达国家的各种泛在网络战略，进一步推进信息化战略，在下一轮信息化革命中占据 制高点 保障国家 信息安全 国土安全 促进工业化 与信息化融 合 感知中国，赢得未来感知中国，赢得未来 抢占信息产 业第三次浪 潮的制高点 物联网 6 td成功的 重大契机 物联网的体系架构物联网的体系架构 7 物联

5、网感知层物联网感知层 8 感知层是实现物联网全面的感知的基础 包括二维码标签和识读器、rfid标签和读写器、摄像头、gps、传 感器和m2m终端、传感器网络和传感器网关等 要解决的重点问题是感知和识别物体，采集和捕获信息 要突破的方向是具备更敏感、更全面的感知能力，解决低功耗、小 型化和低成本的问题 物联网网络层物联网网络层 9 各种通信网络与互联网形成的融合网络，被普遍认为是最成熟的部 分 除网络传输之外，还包括网络的管理中心和信息中心，以提升对信 息的传输和运营能力 是物联网成为普遍服务的基础设施，有待突破的方向是向下与感知 层的结合，向上与应用层的结合 网络层网络层 移动通信网是最有效、

6、最具优势的物联网传输载体移动通信网是最有效、最具优势的物联网传输载体 移动通信具有有线通信无法比拟的特性移动通信具有有线通信无法比拟的特性 广域广域 覆盖覆盖 部署快部署快 速灵活速灵活 移动性移动性 有效满足一些特定行业随时随地传递 和处理信息的需求 解决我国广大偏远农村地区的有效覆 盖 满足工作人士随时随地收发邮件，签 发文件，处理公务的需求； 满足随时随地了解库存，查询市场行 情，完成商业交易； 10 物联网应用层物联网应用层 11 将物联网技术与行业专业技术相结合，实现广泛智能化应用的解决 方案集，提供物物互联的丰富应用 物联网通过应用层最终实现信息技术与行业的深度融合，对国民经 济和

7、社会发展具有广泛影响 关键问题在于信息的社会化共享和开发利用、以及信息安全的保障 应用层应用层 智能电网是未来物联网的典型应用智能电网是未来物联网的典型应用 12 电力 + 信息基础设施 处理感知传输 来源：elster 感知、传输、处理在智能电网中无处不在 目目 录录 世界进入物联网时代世界进入物联网时代 智能电网与物联网智能电网与物联网 国家战略，利国利民国家战略，利国利民 智能电网是物联网应用的具体实现 智能电网信息化应用简介 我国智能电网的建设总体情况我国智能电网的建设总体情况 14 中国智能电网总体目标 “中国国家电网公司正在全面建设以特高压电网为骨 干网架、各级电网协调发展的坚强电

8、网为基础，以信 息化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先 的坚强智能电网。” 国家电网将分三个阶段推进坚强智能电网 的建设，总投资预计将超过4万亿 第一阶段(2009-2010年)规划试点阶段 预计投资5500亿元；重点开展坚强智能电 网发展规划，制定技术和管理标准，开展 关键技术研发和设备研制，开展各环节的 试点。 第二阶段(2011年-2015年)全面建设阶段 预计投资2万亿，其中特高压电网投资 3000亿元；将加快特高压电网和城乡配电 网建设，初步形成智能电网运行控制和互 动服务体系，关键技术和设备实现重大突 破和广泛应用。 第三阶段(2016年-2020年)引领提升阶段 预计投资

9、1.7万亿元，其中特高压投资2500 亿元。 将全面建成同意的坚强智能电网， 技术和设备达到国际先进水平。届时，国 家电网公司优化配置资源能力将大幅提升， 清洁能源装机比例将达到35，分布式电 源实现即插即用, 智能电表普及应用。 国外智能电网的发展历程国外智能电网的发展历程 1998199920002001200220032004200520062007200820092010 epri提出“复杂 交互式网络/系统” （cin/si） epri提出“iecsa” 及后续智能电网 （intelligrid) doe发布 grid2030 doe启动 grid2030 doe与ntl发起 “现代

10、电网”(mgi) 奥巴马将“智能电 网”提升为美国国 家战略 联盟第五次框架 计划（fp5） 成立“智能电网 （smartgrid）欧 洲技术论坛 制定欧洲未来电网的愿景和战略 战略研究议程（sra) 欧洲未来电网发展策略 此间，不少项目开始实施并达 到预期效果 此后，研究机构、制 造商、it服务商等， 纷纷与电力运营商合 作，退出自己的智能 电网解决方案并开始 试点。 美 国 欧 洲 1998 1998年1月1日 2002 20032004 2005 2009 2005年1月17日 2006年5月18日 目目 录录 世界进入物联网时代世界进入物联网时代 智能电网与物联网智能电网与物联网 国家

11、战略，利国利民国家战略，利国利民 智能电网是物联网应用的具体实现 智能电网信息化应用简介 物联网在智能电网各个环节的应用物联网在智能电网各个环节的应用 输电环节: 线路监控、视频监控 发电 移动通信网络 供电企业 portal crm 变电站 配电环节: 配网自动化、设备监控 变电环节: 设备巡检、视频监控 用电环节: 远程抄表、客户关怀 输电 变电 配电 用电 调度 物联网助力电厂生产设备的全程监控物联网助力电厂生产设备的全程监控 电厂的生产设备采用并联结构，每条生产线路上都进行了相应的 编号，当某一路设备出现故障时，如线路电压的不稳定，炉膛压 力异常情况，希望通过采集器采集到的各种数据，如

12、有功功率， 主蒸汽等数据，经判断后将必要的预警和报告信息准确发送至相 关负责人。通过电厂生产监控系统，协助电厂从定时的人工监控 转变为全时的自动监控。 v 电厂生产监控场景 实时预警，安全生实时预警，安全生 产产 为某大型火电企业提 供生产实时监测方案， 能够对即将出现的故 障进行自动报警，加 快电厂对事故灾难的 反应速度，减低了可 能造成的损失的机率。 v 方案应用实景方案应用实景 监控系统的实景数据 生产系统监控界面 监测电厂设备运 行状态，采集有 功功率，主蒸汽 等重要生产数据 对生产数据进行 判断分析，诊断 是否出现设备异 常，将必要的预 警和故障信息发 至相关负责人 监控平台监控平台

13、 电厂设备监控电厂设备监控 状态告警状态告警 物联网让输电线路可视可控物联网让输电线路可视可控 太阳能供电 场景一： 视频监控：采用定时图片压缩传输。 工作原理：监控数据定时传输。发送现 场截图的条件是根据探测图像现场信息 异常或者收到远程指令控制触发，激活 视频图片采集和传输。 场景二： 视频监控：终端侧进行数字化视频 压缩。 工作原理：可定时传输数据，实时 传输视频信号。在监控中心对视频 数据进行分析和告警 配电网络实时监控：可以对变压器的各相电表 电度量、大用户用电情况等信息进行监视 故障区段快速定位：可以通过分析配电终端监 控器上传的信息，来判断故障区域 隔离故障与非故障区段：可以及时

14、发现存在故 障的设备点，并基于配变控制终端实施远程控 制操作，进行故障区段与非故障区段配电网的 隔离 快速恢复供电的功能：对于监测到的跳闸等异 常状态，可以快速实施远程合闸动作。 配变终端监视控制 后台管理平台 无线网络 v配电网自动化场景 监控装置 物联网让配电网络更智能物联网让配电网络更智能 方案详解： 1.配网自动化终端由配网设备和移动数据终端构成，采用 rs485/232接口和配网设备连接，将相应监控数据通过gprs网络 传输到m2m终端监控管理系统。 2.应用中心系统采用专线或隧道的方式，与m2m终端监控管理系 统联接。 m2m终端监控管理系统负责接收配网设备上传的业务 数据和网络管

15、理数据。业务数据也可通过移动数据终端接收后， 直接上传到应用中心系统。 物联网让变电设备巡检更便捷物联网让变电设备巡检更便捷 射频识别（radio frequency identification， rfid）技术是一种利用射频通信实现的非接触 式自动识别技术（以下通称rfid技术）。rfid 标签具有体积小、容积大、寿命长、可重复使 用等特点，可支持快速读写、非可视识别、移 动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。 卫星定位巡检终端 电力设备、杆塔上安装rfid标签，rfid标签就像身份证一样，记录其一切信息，包括编 号，建成时间、日常维护、修理过程及次数，此外还可以记录杆塔相关地理位置和经

16、纬 坐标，以便构建基于gis的电力网分布图。根据基于gis的电力网分布图来查看设备、杆 塔分布，以便快速确定问题杆塔的地理位置。为巡检人员提供有效的标示信息。 基于物联网的用电信息采集互动服务基于物联网的用电信息采集互动服务 电力用户集中 抄表平台 m2m平台 wmmp协议 实时采集电表运行指标给抄表平台，实现对电表的实时计费管理，真正实现对最终用户用 电量调度管理。 协议分析 消息识别 基于运营商的独特性，平台得以经由 wmmp在终端接入时就实现终端接入管理， 确保终端在线的安全性及可靠性。 平台对于终端的基本信息、实时状态及历 史记录进行实时管理，并且提供在线信息 维护功能。 消息识别 终

17、端出现故障时，平台针对终端状态进行 确认以利故障排除；平台并且提供程序空 中下载更新，大幅提升终端维护的效率。 流量控制 协议分析 消息识别 平台于信息通道主动识别终端所发出的信 息，并且予以处理，不会影响业务数据正 常传输。 实现多通道(http、udp、短信、 wmmp)信息自适应；平台依据信息性 质确保各种信息以适切的形式(文件、短信、 语音)准确地被发送。 消息识别 平台得以依据数据、信息的优先级做流量 控制，并且提供非正常事件特殊数据应急 响应机制。 电力远程抄表终端 电网与用户实时交互体现人性化的互动服务电网与用户实时交互体现人性化的互动服务 电力服务部门承担着电力用电查询与咨询、

18、业务受理、故障报修、投诉举报、欠费催缴 、主动通报、客户回访、生产流程辅助管理等大量工作。中国移动提供了移动客服平台 ，可以基于短信、语音等方式，为客户提供高效、优质的互动沟通渠道。 目目 录录 世界进入物联网时代世界进入物联网时代 智能电网与物联网智能电网与物联网 国家战略，利国利民国家战略，利国利民 建设物联网，将影响人类社会生活的各个层面建设物联网，将影响人类社会生活的各个层面 v 家庭生活家庭生活 n 各种终端设备实现智能化的各种终端设备实现智能化的“交流交流”， 个人家居生活将变得更加舒适和方便个人家居生活将变得更加舒适和方便 v 学习学习 n 学校范围的扩大，使世界各地的人们都学校

19、范围的扩大，使世界各地的人们都 能享受到与在校生一样的教育服务能享受到与在校生一样的教育服务 v 工作工作 n 机器对机器通信的广泛应用将进一步将机器对机器通信的广泛应用将进一步将 人从工作环境与工作地点的束缚中解放人从工作环境与工作地点的束缚中解放 出来，极大程度上提升执行效率出来，极大程度上提升执行效率 v 社会活动社会活动 n 多媒体通信环境将大大方便人们的社会多媒体通信环境将大大方便人们的社会 交往交往 我国物联网发展战略路径的建议我国物联网发展战略路径的建议 26 普遍应用阶段 在全国城乡建立与经济和社会发展需求相 适应的普遍信息服务体系，建成完善的物 联网产业链和产业布局，确立中国

20、在全球 物联网产业发展中的核心地位。 关键应用阶段 以相关行业的领先企业为龙头，探索工业信 息化、农业信息化和社会信息化中的关键应 用，以应用创新拉动技术创新，初步形成合 理的产业格局和产业价值链。 规模应用阶段 随着技术的演进，进一步扩大物联网信息 化应用的深度、范围和规模，显著提升物 联网应用的信息化份额，形成物联网产业 与传统产业融合互动的发展格局。 领先企业引领关键应用的产业化突破是这个阶段的关键，这个阶段的成功与否对产 业发展的前途至关重要。 我国政府十分重视智能电网和物联网的建设我国政府十分重视智能电网和物联网的建设 v“大力开发低碳技术，推广高效节能技术，积极发展新能源和可再生能源，加强智能电 网建设。”这是智能电网建设问题首次在政府工作报告中出现，表明由我国电力企业率 先倡导和实施的智能电网建设规划得到了党中央、国务院的高度重视。 温家宝总理在十一届全国人大三次会议所做的报告 v“面向信息化建设和重大应用，进行业务和技术创新，带动核心技术与产品的研发，在 下一代网络、宽带无线移动通信、数字电视、家庭网络、智能终端、汽车计算平台、无 线射频识别（rfid）和