电力物联网体系架构规范.docx

1、 DL/T XXXX2015电力物联网体系架构规范General framework specification for power internet of things（征求意见稿)20XX-XX-XX 发布 20XX-XX-XX 实施国 家 能 源 局 发 布ICS K40备案号：-20中 华 人 民 共 和 国 电 力 行 业 标 准DLDL/T XXXX2016 i 目 录前 言 I1. 范围 .12. 规范性引用文件 .13. 术语和定义 .13.1. 电力物联网 POWER INTERNET OF THINGS (PIOT) .13.2. 电力物联网体系架构 GENERAL FRA

2、MEWORK FOR POWER INTERNET OF THINGS (GF PIOT) .23.3. 全景信息 PANORAMIC INFORMATION (PI) .23.4. 泛在感知 UBIQUITOUS PERCEPTION（UP ） .23.5. EPC 电子标签 EPC ELECTRONIC LABEL （EPCEL ） .23.6. 物联感知装置 OBJECT CONNECTING AND PERCEPTION DEVICE（OCPD） .23.7. 人机交互终端 HUMAN MACHINE INTERACTION TERMINAL（HMIT） .23.8. 感知网络 PER

3、CEPTION NETWORK（PN） .23.9. 电力物联网接入网关 ACCESS GATEWAY FOR PIOT（AC PIOT） .23.10. 传感器节点 SENSOR NODE（SN） 23.11. 执行器节点 ACTUATOR NODE（AN） 33.12. 电力物联网支撑管理平台 INTEGRATION PLATFORM OF PANORAMIC INFORMATION（IPPI ） 33.13. 电力专网 POWER PRIVATE NETWORK（PPN） .33.14. 公共网络 PUBLIC NETWORK（PN） .34. 电力物联网的内涵 .35. 电力物联网总体

4、架构 .35.1. 感知层 .45.2. 网络层 .45.3. 应用层 .56. 电力物联网总体及层级能力要求 .56.1. 感知层能力要求 .56.2. 网络层能力要求 .56.3. 应用层能力要求 .57. 电力物联网主要部件能力要求 .67.1. 物联感知装置能力要求 .67.2. 人机交互终端能力要求 .67.3. 传感器节点能力要求 .67.4. 执行器节点能力要求 .67.5. 感知网络能力要求 .67.6. 电力物联网接入网关能力要求 .67.7. 电力物联网支撑管理平台能力要求 .7DL/T XXXX2016 ii 7.8. 电力专网能力要求 .77.9. 公共网络能力要求 .

5、78. 电力物联网的共性能力要求 .78.1. 安全要求 .78.1.1. 设备安全要求 88.1.2. 数据安全要求 88.1.3. 系统安全 8DL/T XXXX2016 i 前 言为规范电力物联网体系架构的规划、设计、建设和运行管理，促进物联网技术在电力行业中的应用，参照 GB/T1.1-2009 给出的规则以及中华人民共和国通信行业标准物联网总体框架与技术要求 （YD/T 2437-2012） ，起草了本标准。本方案由云南电网公司提出。本方案主要起草单位：本方案参加起草单位：本方案主要起草人：本方案为首次制定。本方案由 负责解释。DL/T XXXX2016第 1 页 1. 范围本标准规

6、定了电力物联网通用分层模型、电力物联网总体框架、主要部件及其能力要求、参考点要求以及电力物联网共性能力要求。本标准适用于电力物联网体系架构的规划、设计和开发。2. 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件。IEC 61850 变电站通信网络和系统GB 4943-2011 信息技术设备的安全DL/T 478-2010 继电保护和安全自动装置通用技术条件DL/T 860-2004 变电站通信网络和系统YD 2437-2012 物联网总体框架与技术要求YDB 100-20

7、12 物联网需求YDB 101-2012 物联网安全需求3. 术语和定义YDB 100-2012物联网需求 、YD 2437-2012物联网总体框架与技术要求界定的术语和定义适用于本规范。下列术语和定义适用于本标准。3.1.电力物联网 Power Internet of Things (PIoT)通过在电力生产、输送、消费、管理各环节，广泛部署具有一定感知、计算、执行和通信等能力的装置，通过电力信息通信网络，实现信息可靠采集、安全传输、协同处理、统一服务及应用集成，促进电网生产运行及企业管理全过程的全景全息感知、信息融合及智能管理与决策的行业物联网。3.2.电力物联网体系架构 General

8、framework for power internet of things (GF PIoT)电力物联网的总体结构及要素组成，包括层级划分及其相互关系，主要部件及其相互关系，是电力物联网整体、抽象的表述模型。3.3.全景信息 Panoramic Information (PI)与被感知对象的本体属性、状态属性及环境属性相关的全部信息。3.4.泛在感知 Ubiquitous Perception（UP）泛在感知是指广泛存在的，无所不在的感知。也就是事物或人只要置身于物联网中，就可实现在任何时间、地点，与任意事物与人进行信息交换。DL/T XXXX2016第 2 页 3.5.EPC 电子标签 E

9、PC Electronic Label （EPCEL）电子标签是产品电子码（Electronic Product Code，EPC）的载体，是 EPC Global 用来标识目标的特定代码。3.6.物联感知装置 Object Connecting and Perception Device（OCPD）物联感知装置是一种安装在电力系统设备现场的，具有信号采集、处理、控制及通信能力的一体化装置。3.7.人机交互终端 Human Machine Interaction Terminal（HMIT）人机交互终端是实现人员与电力设备、系统间交流互动的主要工具，它通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提

10、示请示等，人通过输入设备给机器输入有关信息，回答问题及提示请示等。3.8.感知网络 Perception Network（PN）感知网络是对感知层人机交互终端、物联感知装置的接入和互联，在现场实现各类感知信息的交互。3.9.电力物联网接入网关 Access Gateway for PIoT（AC PIoT）电力物联网接入网关是实现不同子网的信息交换和通信的桥梁，是中继物联网终端节点到电力物联网网络层之间的连接。3.10.传感器节点 Sensor Node（SN）获取电力生产、输送、消费、管理各环节的设备、系统运行及环境信息的装置。3.11.执行器节点 Actuator Node（AN）在电力生

11、产、输送、消费、管理各环节中，接收控制信息并对受控对象施加控制作用的装置。3.12.电力物联网支撑管理平台 Integration Platform of Panoramic Information（IPPI）电力物联网支撑管理平台主要为电力系统的高级智能应用提供数据服务以及对网络通信节点进行优化管理或调度。3.13.电力专网 Power Private Network（PPN）专用于电力物联网的通信网，具有高度的安全性和可靠性。3.14.公共网络 Public Network（PN）基于 INTERNET 的基础网络，它是把全球不同位置、不同规模的 计算机网络（包括局域网、城域网、广域网）相

12、互连接在一起所形成的计算机网络的集合体。4. 电力物联网的内涵电力物联网延伸了现有电力系统信息通信网络的范畴和领域，它通过在电力系统各种DL/T XXXX2016第 3 页 可能的设备中嵌入了感知、思考和交互的能力，不仅获取了电力系统的全景信息，并基于这些信息的处理、分析、执行和通信来增强和提升现有电力系统的智能性、交互性和自动化程度。电力物联网实现了智能电网中电力流、信息流和业务流的深度融合，是智能电网网络属性的扩展和延伸。5. 电力物联网总体架构电力物联网在逻辑功能上可以划分为 3 层，即：感知层、网络层和应用层，总体架构如图 1 所示。电力物联网接入网关网 络 层感 知 层人机交互终端电

13、力物联网支撑管理平台物联感知装置感知网络传感器节点执行器节点发电 输电 变电 配电 用电 调度电力物联网业务 1电力物联网业务 2电力物联网业务 N电力专网 公共网应 用 层电力专线 电力光纤专网电力无线专网 电力载波通信互联网公共无线通信 卫星通信网图 1 电力物联网总体架构DL/T XXXX2016第 4 页 5.1. 感知层电力物联网感知层主要实现电力系统电力生产、输送、消费、管理等各环节信息的采集、处理、控制及交互。感知层的主要部件为：物联网感知装置、人机交互终端、传感器节点、执行器节点、感知网络、电力物联网接入网关。5.2. 网络层电力物联网网络层主要提供消息的路由寻址和传送功能，实

14、现物联网设备对电力系统中各类业务系统采集的信息在感知层与应用层（服务处理端）的传输。具体表现形式包括电力专线、电力光纤专网、电力无线专网、电力载波通信网等电力专网，以及公共无线通信网、卫星通信网、互联网等公共网络。网络层的主要部件包括：电力物联网支撑管理平台、电力专网、公共网络。5.3. 应用层应用层包含各种具体的电力物联网的智能应用，为电力系统的发电、输电、变电、配电、用电、调度等业务服务。6. 电力物联网总体及层级能力要求电力物联网总体能力要求包括：（1）能够实现电力系统的设备、运行、管理、环境、用户以及公共安全等全景信息的泛在感知和可靠传递；（2）能够实现电力设备、系统及人员之间物物互联

15、和人机互动；（3）能够实现感知信息的分布式处理与集成融合；（4）能够为电力生产、输送、消费、管理各环节的智能应用提供技术支撑。6.1. 感知层能力要求（1） 能够利用各类网络和技术实现终端及节点的自身定位和发送位置信息；（2）能够利用传感器节点、各类网络和技术获取电力系统及设备的全景信息并进行互联互传；（3）能够实现现场级的分布式数据处理和设备协同控制；（4）能够具有扩展性，适应电力物联网终端及节点数量和种类的增加。6.2. 网络层能力要求（1）能够支撑电力物联网感知层信息的传递、路由和控制，支撑电力物联网人员、设备、系统之间的通信；（2）能够提供应用层业务所需的数据及平台服务；（3）能够具有

16、扩展性，适应电力物联网应用层业务数量和种类的增加。6.3. 应用层能力要求其能力要求需根据具体业务功能进行制定。7. 电力物联网主要部件能力要求7.1. 物联感知装置能力要求物联感知装置的主要类型包括安装在设备现场的一体化监测装置、分布式控制器等。它的主要功能包括：（1）能够采集和处理来自传感器节点的数据；（2）能够对采集或接收的信息进行计算和决策，控制执行器节点的动作；（3）数据传输。DL/T XXXX2016第 5 页 7.2. 人机交互终端能力要求人机交互终端主要类型包括监控计算机等固定终端和掌上电脑等移动终端。它的主要功能包括：（1）能够识别交互对象的本体或身份信息；（2）能够通过输出

17、或显示装置给人员推送电力系统及设备的相关运维信息或提示、请示等；（3）能够通过输入装置给电力系统及设备输入相关的应答及控制信息。7.3. 传感器节点能力要求传感器节点是电力物联网获取感知信息的主要部件，它的主要功能包括：（1）能够获取电力系统、设备的本体信息、运行信息及环境信息；（2）能够节省能耗。7.4. 执行器节点能力要求执行器节点是电力物联网执行能力的体现载体，它的主要功能包括：（1）能够驱动电力系统及设备生产、运行；（2）能够调节能源的产生、接入及消耗。7.5. 感知网络能力要求感知网络是感知层实现各类信息可靠交互的通信网络，它的主要功能包括：（1）能够具有内部地址管理、寻址和路由转发

18、机制；（2）能够保证数据转送的可靠性；（3）能够获取、保存和维护电力物联网端节点的信息。7.6. 电力物联网接入网关能力要求电力物联网接入网关是实现不同子网的信息交换和通信的桥梁，是中继物联网终端节点到电力物联网网络层之间的连接。它的主要功能包括：（1）能够保证感知层的端节点以多种方式灵活地接入网络层；（2）能够向电力物联网端节点提供认证鉴权等功能；（3）能够面向电力物联网端节点提供标识到通信地址的解析功能；（4）能够提供信息中继转发功能；（5）能够提供网络选择功能和安全机制。7.7. 电力物联网支撑管理平台能力要求电力物联网支撑管理平台主要为电力系统的高级智能应用提供数据服务以及对网络通信节

19、点进行优化管理或调度。典型应用包括全景信息集成平台、云计算、网络管理中心等。它的主要功能包括：（1）能够向不同的业务应用提供终端、网络和业务资源，减少或优化应用的开发和部署，屏蔽核心网络的复杂性和具体实现；（2）能够提供对电力物联网采信息的统一采集、处理、存储等，支持电力大数据的存储和处理。7.8. 电力专网能力要求电力专网是网络层的核心网络，具有高度的安全性和可靠性。它的主要功能包括：（1）能够提供多种接入方式多种信息传送通路；（2）能够对电力物联网终端、接入网关执行认证、鉴权等；（3）能够向电力物联网终端或接入网关提供必要的配置信息；（4）能够支持和电力物联网应用支撑平台以及应用之间交互，

20、支持电力物联网应用/电力物联网应用支撑平台和电力物联网感知层相关节点的交互。DL/T XXXX2016第 6 页 7.9. 公共网络能力要求公共网络的能力要求由公网本身的业务需求决定。8. 电力物联网的共性能力要求8.1. 安全要求安全要求包括设备安全、数据安全和系统安全。8.1.1. 设备安全要求体系架构中一体化智能监测装置、网络设备、终端设备在采取自身防护措施（防护罩、防护网）的情况下，不能影响其它相关设备的安全运行，设备应能及时升级软件补丁，具备病毒入侵检测手段和足够的抗病毒能力；应配备不间断电源供应，最好实现双机热备。具体安全防护要求满足基于电力物联网业务的信息安全规范 。8.1.2. 数据安全要求体系架构应采用可靠数据传输技术，通过软加密或硬加密的方式对传输的数据流进行实时加密传输，网络传输必须支持 SSL，以及数据签名认证，对外提供关键数据作封装和加密处理。具体安全防护要求满足基于电力物联网业务的信息安全规范 。8.1.3. 系统安全应用支撑系统应具有较强的安全措施和安全防范能力，提供足够的系统安全保障和网络环境安全措施。具体安全防护要求满足基于电力物联网业务的信息安全规范 。