一种电力物联网管理及服务平台的制作方法

本发明涉及电网管理技术领域，具体涉及一种电力物联网管理及服务平台。

背景技术：

电力是以电能作为动力的能源。发明于19世纪70年代，电力的发明和应用掀起了第二次工业化高潮。成为人类历史18世纪以来，世界发生的三次科技革命之一，从此科技改变了人们的生活。既是当今的互联网时代我们仍然对电力有着持续增长的需求，因为我们发明了电脑、家电等更多使用电力的产品。不可否认新技术的不断出现使得电力成为人们的必需品。

随着能源生产与消费革命推进，传统能源服务商正逐步向以客户为中心的综合能源服务商转型，构建有机融合的多能互补综合能源系统，实现多种能源形式优化互补，响应国家“互联网+”智慧能源倡议，是当下能源发展热点趋势。电力物联网通过广泛布置末端感知节点，将物联网数据来源由电网侧扩展至发电侧与用电侧，并将温度、湿度等外部环境数据与市场报价、结算价格等交易数据纳入所采集的数据类型中，通过获取及共享电力生产、传输与利用全环节、多类型数据，实现对整个智慧电力生态圈内外的全面感知，达到物物、人物、人人相连的效果。

因此，亟需提供一种基于信息技术和先进通信技术的电力物联网管理及服务平台。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电力物联网管理及服务平台，在线连接能源电力生产与消费各环节的人、机、物，承载贯通电网生产运行、企业经营管理和对外客户服务的数据流与业务流，实现电力系统状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种电力物联网管理及服务平台，该平台体系架构包括四层架构：感知延伸层、边缘计算层、网络传输层和云平台应用层；

感知延伸层利用其末端感知节点采集电力系统数据，电力系统数据传输至边缘计算层，边缘计算层处理后的系统数据传输经网络传输层传输至平台应用层。

作为本发明的进一步改进，所述感知延伸层是泛在电力物联网的基础，由状态感知和执行控制主体终端构成，其利用传感技术、芯片化技术，实现对电力系统运行、用户用能、市场交易及外界环境基础数据的监测、采集与感知；感知延伸层在向电力物联网管理及服务平台上传监测数据的同时，作为设备调度运行指令的末端执行单元，亦接收云平台及智能网关下发的操作指令信息，实现终端设备的自动响应。

作为本发明的进一步改进，所述边缘计算层是靠近末端感知节点处于网络边缘的分布式智能代理，感知层的传感器、智能设备、智能终端设备通过短距离通信手段接入边缘计算层，感知数据就近处理与分析，关键数据经提取后上传至云平台集中处理；

边缘计算由电力物联网中所配置的智能物联网网关执行，或具由有分布式计算能力的智能终端作为感知延伸层和边缘计算层的融合体，完成边缘计算任务。

作为本发明的进一步改进，所述短距离通信手段包括无线自组织传感网、红外通信和现场总线通讯传输方式。

作为本发明的进一步改进，所述网络传输层是感知延伸层与云平台应用层之间的数据传输通道；

网络传输层由本地通信网和远程通信网部分组成，其中本地通信网是通过局域短距离通信技术，实现海量感知节点与边缘计算节点之间的低能耗就地通信；远程通信网是依托移动网络、卫星通信、lte电力无线专网广域通信技术，支持边缘计算节点与物联网云平台之间的高可靠、低时延、差异化通信。

作为本发明的进一步改进，所述云平台应用层，即泛在电力物联网云平台，是泛在电力物联网的算力支撑平台、数据融合平台与应用开发平台，其在采用云计算、大数据、人工智能先进技术对海量感知数据进行融合、分析与管理的基础上，根据业务需要搭建相关业务应用平台。

作为本发明的进一步改进，所述相关业务应用平台包括系统运行控制云平台、综合能源服务云平台、企业经营管理子平台，支撑智能用电管理、分布式能源交易能源互联网业务的实现；

发电企业、电网企业、用户主体通过开放共享的泛在电力物联网云平台实现数据共享与业务互动。

作为本发明的进一步改进，所述泛在电力物联网云平台划分为系统运行控制、综合能源服务、电力市场交易与企业经营管理四个子平台进行建设。

作为本发明的进一步改进，所述系统运行控制子平台实现电力系统状态监测、优化调度与智能运维，支撑发、输、变、配四大业务场景；

所述综合能源服务子平台通过用电信息采集与分析，实现智能用电管理，与提供交易辅助决策服务的电力市场交易平台共同支撑用电业务场景；

所述电力市场交易子平台在云端在线实现灵活资源交易和碳交易；

企业经营管理子平台则基于设备信息采集，支撑企业物资管理、财务管理、工程管理等经营管理业务场景。

作为本发明的进一步改进，泛在电力物联网的建设以电网侧的万物互联为切入点，部署电网信息采集终端，实现对整个电网运行信息、故障信息、设备信息的全面感知，其后打通发电侧电厂和需求侧用户的数据壁垒，部署发电信息、用户信息数据采集终端，实现万物互联。

与现有技术相比，本发明所取得的有益效果如下：

本发明从平台功能层面设计泛在电力物联网实施方案，提出一种电力物联网管理及服务平台；本发明将发电侧与用户侧数据资源纳入现有以电网数据为主的电力物联网中，提出了具有终端泛在接入、平台开放共享、计算云雾协同、数据驱动业务、应用随需定制等特征的泛在电力物联网概念，构建了涵盖感知延伸层、边缘计算层、网络传输层与平台应用层在内的泛在电力物联网基本架构，并结合电力系统常规业务与能源互联网新业态的发展需求，从功能设计与建设时序两方面，提出了泛在电力物联网实施方案建议。本发明所提架构与实施方案为能源互联网新一代信息通信系统的建设提供一种可行的技术选择。

附图说明

附图1是本发明的总图架构原理框图；

附图2是本发明四层架构的数据传输原理图；

附图3是本发明泛在电力物联网云平台的架构原理图；

附图4是本发明四个子平台对应业务场景的示意图；

附图5是本发明泛在电力物联网总体实施方案框架图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

如图1所示，

一种电力物联网管理及服务平台，该平台体系架构包括四层架构：感知延伸层、边缘计算层、网络传输层和云平台应用层；

感知延伸层利用其末端感知节点采集电力系统数据，电力系统数据传输至边缘计算层，边缘计算层处理后的系统数据传输经网络传输层传输至平台应用层。

如图2所示，

作为本发明的进一步改进，所述感知延伸层是泛在电力物联网的基础，由状态感知和执行控制主体终端构成，其利用传感技术、芯片化技术，实现对电力系统运行、用户用能、市场交易及外界环境基础数据的监测、采集与感知；

感知延伸层在向电力物联网管理及服务平台上传监测数据的同时，作为设备调度运行指令的末端执行单元，亦接收云平台及智能网关下发的操作指令信息，实现终端设备的自动响应。

作为本发明的进一步改进，所述边缘计算层是靠近末端感知节点处于网络边缘的分布式智能代理，感知层的传感器、智能设备、智能终端设备通过短距离通信手段接入边缘计算层，感知数据就近处理与分析，关键数据经提取后上传至云平台集中处理；

边缘计算由电力物联网中所配置的智能物联网网关执行，或具由有分布式计算能力的智能终端作为感知延伸层和边缘计算层的融合体，完成边缘计算任务。

作为本发明的进一步改进，所述短距离通信手段包括无线自组织传感网、红外通信和现场总线通讯传输方式。

作为本发明的进一步改进，所述网络传输层是感知延伸层与云平台应用层之间的数据传输通道；

网络传输层由本地通信网和远程通信网部分组成，其中本地通信网是通过局域短距离通信技术，实现海量感知节点与边缘计算节点之间的低能耗就地通信；远程通信网是依托移动网络、卫星通信、lte电力无线专网广域通信技术，支持边缘计算节点与物联网云平台之间的高可靠、低时延、差异化通信。

作为本发明的进一步改进，所述云平台应用层，即泛在电力物联网云平台，是泛在电力物联网的算力支撑平台、数据融合平台与应用开发平台，其在采用云计算、大数据、人工智能先进技术对海量感知数据进行融合、分析与管理的基础上，根据业务需要搭建相关业务应用平台。

作为本发明的进一步改进，所述相关业务应用平台包括系统运行控制云平台、综合能源服务云平台、企业经营管理子平台，支撑智能用电管理、分布式能源交易能源互联网业务的实现；

发电企业、电网企业、用户主体通过开放共享的泛在电力物联网云平台实现数据共享与业务互动。

如图3所示，

作为本发明的进一步改进，所述泛在电力物联网云平台划分为系统运行控制、综合能源服务、电力市场交易与企业经营管理四个子平台进行建设。

如图4所示，

进一步的，所述系统运行控制子平台对应服务业务场景包括发电、输电、变电和配电；

所述综合能源服务子平台和电力市场交易子平台对应服务业务场景为用电；

所述企业经营管理子平台对应服务业务场景为经营。

如图5所示，

作为本发明的进一步改进，所述系统运行控制子平台实现电力系统状态监测、优化调度与智能运维，支撑发、输、变、配四大业务场景；

所述综合能源服务子平台通过用电信息采集与分析，实现智能用电管理，与提供交易辅助决策服务的电力市场交易平台共同支撑用电业务场景；

所述电力市场交易子平台在云端在线实现灵活资源交易和碳交易；

企业经营管理子平台则基于设备信息采集，支撑企业物资管理、财务管理、工程管理等经营管理业务场景。

作为本发明的进一步改进，泛在电力物联网的建设以电网侧的万物互联为切入点，部署电网信息采集终端，实现对整个电网运行信息、故障信息、设备信息的全面感知，其后打通发电侧电厂和需求侧用户的数据壁垒，部署发电信息、用户信息数据采集终端，实现万物互联。

本发明电力物联网管理及服务平台与新一代电力系统相互渗透和深度融合，其优势特征主要有五个方面。

终端泛在接入

泛在电力物联网中，充分兼容的感知装置广泛布置于电力系统各个环节，电力生产、传输及利用各类数据可实时灵活接入，同时覆盖地面、无线、卫星等多层次的电力泛在通信网将支撑各类网络资源交互需求，实现连接的泛在化。

平台开放共享

泛在电力物联网在业务层面与技术层面都具有高度的开放特性，数据模型的标准化将打破各类业务壁垒，促进多种业务数据的融合及其在电网公司、用户等主体间的共享、共用，同时标准化的接入端口能够实现分布式电源、储能等各类终端在平台中的即插即用。

计算云雾协同

泛在电力物联网通过部署智能网关和云平台，以边缘智能与中枢智能两级架构实现数据的分层处理，雾计算（边缘计算）将云端的计算、网络、存储能力向边缘延伸和扩展，在边缘侧开展实时数据处理与关键数据提取，在减少数据传输量、缓解上层云中心计算压力的同时，大幅提高设备响应速度，有效促进电力系统的分布式区域自治与广域协同运行。

数据驱动业务

泛在电力物联网通过对电力系统各环节信息的广泛收集和精准匹配，在有力支撑现有业务的同时，一方面将拓展产业链，驱动综合能源服务、电动汽车等市场化业务模式创新，另一方面可应用大数据分析技术从客户资源庞大的数据流中提取价值，衍生出可盈利的数据服务业务。

应用随需定制

泛在电力物联网将海量的能源运行、能源使用、能源控制参量等数据汇聚于云平台，通过对能源流、数据流与业务流的实时处理，可根据用户特点与需求，实现用能监测、设备监控、调度优化、远程数据采集、远程诊断等各类业务应用的灵活定制。

以上所述实例表达了本发明的优选实施例，描述内容较为详细和具体，但并不仅仅局限于本发明；特别指出的是，对于本领域的研究人员或技术人员来讲，在不脱离本发明的结构之内，系统内部的局部改进和子系统之间的改动、变换等，均属于本发明的保护范围之内。