打造企业数据中台,国网公司泛在电力物联网建设蹄疾步稳全面推进

南方电网、中国移动与华为完成SA切片端到端外场验证

国网浙江电力打造电网域数据中台支撑业务发展

国网公司泛在电力物联网建设蹄疾步稳全面推进

2019年6月27日

2019年6月25日

2019年7月8日

2019年6月25日,上海MWC,南方电网电力调度控制中心通信处洪丹轲处长在“5Gis
ON峰会”发表《南方电网5G+智能电网应用研究》的演讲:“5G+智能电网的研究在差动保护的应用研究基础上,取得了新的成果,南方电网、中国移动与华为联合完成了基于SA架构的端到端切片验证。”

“数据中台服务日均访问量超过200万次了。”6月19日,国网浙江省电力有限公司数据中台项目技术负责人黄海潮介绍,该公司数据中台自3月初上线试运行以来,已为近20个创新应用提供中台数据服务,支撑应用敏捷开发。

国家电网有限公司以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,坚决贯彻落实习近平总书记关于国家能源安全发展的“四个革命、一个合作”战略,创造性地提出“三型两网、世界一流”战略目标,其中,打造泛在电力物联网备受关注。今年以来,公司全面部署泛在电力物联网建设,建设项目试点工作有序实施、稳步推进。截至目前,公司已发布泛在电力物联网建设大纲,编制形成泛在电力物联网2019年建设方案,明确了全年建设任务,以及省、地市、县、园区4个层级、25项大型综合示范工程。

电力是国家的关键基础设施,安全可靠绿色的电网可以为老百姓提供经济可靠的供电。5G的切片技术,能更好的满足电网业务的安全性、可靠性和灵活性,运营商可以为电网虚拟一张无线专网,与公网业务安全隔离,并可灵活分配资源。6月23日,南方电网、中国移动、华为与广东省电信规划设计院联合共同验证了首个SA端到端的切片:第一个切片承载电力一二区业务,保障低时延,传输电力的配网自动化业务;第二个切片承载电力三四区业务,保障大带宽,传输电力的视频监控业务;第三个切片承载公众业务。核心网、传输、无线在内的网络端到端经过验证,在公众业务超流量情况下,不影响电力业务的安全可靠运行。

当下,国网浙江电力正在积极打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的泛在电力物联网。该公司基于全业务统一数据中心开展电网域数据服务化建设,重构企业数据服务体系,打造企业数据中台,赋能前端应用快速、敏捷开发,为传统业务提升及新兴业务提升提供数据支撑。

运用先进信息技术推进电力系统万物互联

传统电网向智能电网转型,安全、可靠、绿色、高效的智能电网是必然选择。智能化本质是实现所有物理形态的设备,要可量测、可控制,可迅速定位故障点,实现安全运行,保障用户供电。智能化的重心在配网部分,因为绝大部分配网无法检测和控制,比如一个10kv供电线路出现故障,至少要停电几十分钟。而且配网数量是主网的几十倍,所以配网智能化的难点之一是通信问题。从2018年伊始,南方电网、移动与华为采用5G技术的低时延特性,共同解决配网智能化问题。前期已经在深圳外场验证了配网的关键业务,差动保护、PMU的可行性,时延和授时等通信要求均达标。三方的合作已经共同制定9项3GPP国际标准,输出《5G电力应用白皮书》等,绽放杯《最佳设计奖》,后续还将在计量、配网监控等领域,展开更多的合作,相信智能电网的应用将很快走向商用,为百姓提供安全、可靠、经济的用电。

随着物联网等类型业务的快速扩张,海量数据将不断向企业数据中心汇聚,基于中台模式的企业数据共享服务体系将有效整合企业数据资源,构建统一数据服务。

泛在电力物联网就是运用新一代信息技术,将电力客户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、电工装备企业及其设备连接起来,通过信息广泛交互和充分共享,以数字化管理大幅提高能源生产、能源消费和相关装备制造的安全水平、质量水平、先进水平、效益效率水平。

广东移动规划技术部总经理蔡伟文总表示:“5G+智能电网的创新应用,对电力行业、运营商管和社会都有非常重要的意义。南网、移动和华为经过一年多的合作,在深圳完成了差动保护等典型应用的验证。国家刚刚发布了5G牌照,我们又在深圳完成了端到端切片的验证,接下来,我们还将携手共同打造5G智能电网的示范区,协助南方电网,推进智能电网的商用。”来源:C114中国通信网

融合业务和技术双重视角

从架构上看,泛在电力物联网包含感知层、网络层、平台层、应用层。在感知层,国网江苏电力南京供电公司选取溧水、江北新区等区域,开展了输电、变电、配电设备智能传感器、巡检机器人等79种感知元件部署工作。

“数据中台介于应用前台与计算后台间之间,是从业务视角提升数据能力的再思考、再出发,目的在于实现技术降本、应用提效、业务赋能。”黄海潮表示,简单地说,数据中台通过统一数据标准、沉淀共性需求、重构服务体系、创新运营模式等措施,提供敏捷、灵活、便捷的业务支撑,助力企业数据价值挖掘变现,驱动数据融通与开放共享。

在溧水110千伏南门变电站,主变、组合电器和开关柜上装有局部放电、温湿度、智能巡检机器人等感知元件。这些感知元件以低功耗、高可靠性、智能化为目标,实现电网设备运行状态的深度感知,提升设备运检智能化信息化水平,提高运检效率和设备运行可靠性。

在数据中台建设之前,一个普通工作人员如果对其他专业系统不熟悉,又没有详细的数据字典辅助,面对那些已经经过信息化重新组织的业务数据,基本是无从下手的。

通过对电网设备的深度感知,数据采集问题得到解决,而如何应用这些数据是接下来要解决的问题。南京供电公司运维检修部专职朱雷说:“开展设备主动预警、状态评价、故障定位等功能研究与应用,是为了实现核心设备的‘可测量、可感知、可预警、可互动’。”

打造数据中台,便是建立数据从接入、存储到加工应用的规范化流转机制,实现数据一个源,并减少重复存储,从而降低数据存储成本及数据重复加工产生的人力成本。

国网江苏电力110千伏南门变电站开展智能巡检机器人自主巡检工作,有效提升设备运行可靠性。

数据中台从业务和数据双视角构建企业数据服务体系,为各专业提供数据调用、数据监控、数据分析与数据展现等服务,实现数据流程规范化、数据业务化、数据服务化及服务共享化。

夏季是城市用电的高峰期,供电安全直接关系着市民生活的方方面面,应用泛在电力物联网直接保障了夏季用电高峰的电网安全,成为今年迎峰度夏的新亮点。国网天津电力通过应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术,泛在电力物联网实现了将电力系统各环节万物互联、人机交互。其中清洁能源的综合开发利用、基于虚拟电厂的负荷需求响应、主动配电网等将在夏季负荷高峰期间电力平衡、设备运维、隐患排查、态势感知等多个方面,以更快速度做出响应,能够有效缓解电网运行压力。

在促进数据业务化上,数据中台基于各类业务需求提供数据服务,沉淀企业数据价值。在数据服务化上,数据中台助力提高开发效率,建立统一数据标准,提供统一数据服务,规避复杂、繁琐的数据准备过程,支撑应用敏捷开发。在服务共享化上,数据中台可构建企业数据服务开放共享机制,搭建数据安全防护体系,面向企业内外提供各类数据服务,形成数据开放、共享生态。

如何构建强大的交叉技术体系,为泛在电力物联网建设和应用提供强大基础支撑,是现阶段的重要任务。为此,国网浙江电力从感知层、网络层、数据层、平台层、安全防护层等着手,认真分析基础支撑现状,梳理了大规模采集处理能力、边缘计算能力、数据共享、数据承载能力、物联网管理服务能力及面向泛在电力物联网的综合安全防护体系等几个迫切需要改善的方面。

沉淀数据价值 赋能企业内外

目前,国网浙江电力累计接入智能电能表2747.3万只,采集、测控终端300余万台,视频终端1万台,移动作业终端14362台;云平台服务器总规模超500台,完成全业务统一数据中心分析域建设,接入各类业务系统75套,数据存储总量超700T,基本形成了数据统一存储、处理和服务机制。

数据中台向下整合后台计算资源,向上赋能前端各类业务应用,其建设内容由数据服务中心、服务管理工具及运营管理机制三个部分组成。

国网浙江电力员工开展5G无人机巡检工作,借助先进信息技术保障电网安全。

其中,数据服务中心由贴源层、共享层、分析层以及统一数据服务层四个部分组成。贴源层实现企业全业务数据汇聚,共享层实现各类业务数据的融合及标准化管理,分析层链接各类业务数据,萃取同一实体的不同于统计指标的精华数据。统一数据服务层则是中台外部应用需求与中台内部数据服务的交互口。

深入挖掘大数据价值 让能源生产消费更智能

基于此,融合业务和技术双视角,一个分层数据服务中心就形成了,可有效提升信息系统快速响应、灵活调整能力,赋能企业内外前端业务应用并提升创新能力。

数据贯通是泛在电力物联网建设最基础的一环。国网湖南电力运用新一代信息技术,通过信息广泛交互和充分共享,以数字化管理大幅提高能源生产、能源消费和相关装备制造的安全水平、质量水平、效益效率水平,推进泛在电力物联网建设落地实施。

在对内赋能方面,以支撑多维精益管理系统开发为例,若其所需的部分指标分析数据在用电采集等其他业务系统中已经计算存在,且已经以服务的形式注册进入数据中台,那么多维精益部分指标可从数据中台服务中直接获取而无需再次开发,进行资源复用,支撑应用敏捷开发。同时,多维精益管理系统中部分分析结果可注册到数据中台中,供其他业务系统开发使用,沉淀企业数据价值。

国网湖南电力于2018年启动数据“治理—共享—创新”的大数据建设三年行动计划。推进泛在电力物联网建设后,该公司从数据源头逐字段清查,确保现场、档案、系统数据一致。目前,该公司着力解决了数据仓库源端数据与目标端数据不一致等技术问题,数据的准确性、完整性、及时性、一致性大幅提升。

在对外赋能方面,企业可基于数据中台开发部分数据分析产品,例如电力客户画像——根据海量的客户用电数据,建立数据模型,预测客户行为及需求,在改善既有的用电服务的同时,提供周边服务拓展业务。企业还可基于数据中台,向客户进行精准的商品推荐、广告展示以及个性化信息推送,推动经营发展。比如根据电动汽车的销量,预测未来趋势,提前分布充电桩的密度,并为个人客户提供上门安装等快速服务。

国网辽宁电力大连供电公司建成了市级区域边缘计算中心。由此,泛在电力物联网正式具备了为客户提供广泛服务的‘中枢大脑’。例如“房屋空置率”微应用,随机对大连市区内某一区域用电数据进行抓取,通过对微用电量智能表的筛查,准确判断出无人居住的房屋数量。这项数据对于政府部门和相关企业在城市规划、建设、管理等方面的决策,具有极其重要的参考价值。

找准突破点 释放数据潜能

边缘计算中心的作用不止于此。它通过不同微应用的开发所能提供的服务超出了人们的想象。在泛在电力物联网试点开发领域,利用智能电表采集的用户分时用电曲线数据,深入分析用户作息习惯与用电偏好,可让供电服务人员方便快捷地根据相关信息,为用户提供能耗分析、节能建议等增值服务。

在数据中台应用中,价值数据被全面高质量实时采集,统一数据的标准和质量,跨越了数据孤岛,实现了数据共享。

智慧能源综合利用积极服务经济社会发展

在掌握了海量电网数据后,国网浙江电力结合企业生产实际,以电网业务为突破点,率先开展电网域数据中台建设,整合利用大数据、物联网和云计算等技术,打破数据处理瓶颈,释放数据潜能。

智慧能源支撑着智慧城市建设,这些都是以泛在电力物联网为基础。

目前,国网浙江电力全业务统一数据中心已完成77套业务系统数据汇聚,合计数据表已达4万余张,总数据量超700TB,支撑该公司云上各类创新应用的开发运行。

在国网天津电力综合能源服务中心的智慧能源小镇展示中心,一台智能量测系统显示屏幕右侧展示着人才公寓5栋2单元701室的监控画面,左边则是居民用户能效分析图,其中清晰地标注着当天此用户的空调日耗电量占比18.5%,对应电费支出为0.6元,电热水器日耗电量占比44.68%,对应电费支出为1.623元,通过智能测量系统,用户对自家不同电器的日耗电量、周耗电量、月耗电量和其对应电费账单一目了然。

电网域数据中台是在全业务统一数据中心的数据服务基础上,将库表级数据按统一模型进一步抽象后,向各业务应用提供标准化对象服务。其基本功能涵盖了电网数据服务、可视化运维工具及服务管理平台。

在智慧能源小镇中,国网天津电力部署了新型智能电表,可以获得每个用户不同设备的实时功率和运行曲线。安装智能电表可以帮助用户了解分项用电的情况,从而降低家庭电费支出。

截至目前,国网浙江电力已初步建立了企业数据中心数据共享服务流转规范,打造的电网域数据服务已建设完成电网一次设备资源/资产对象化数据服务、典型二次设备资源/资产对象化数据服务、电网专题图服务、电网地理图服务、基础拓扑服务和停电分析等高级业务服务共六大类近200个基础数据服务,极大地缩短了各类前端应用的设计开发时间,有效降低应用构建人力成本。

国网青海电力紧抓泛在电力物联网建设机遇,编制完成2019年泛在电力物联网建设方案,从对内业务、对外业务、数据共享、基础支撑、技术攻关、安全防护6个方面确定了77项建设内容,并围绕高海拔智能运维、数据共享融通、清洁能源消纳、精准扶贫四大领域,精选基于区块链的共享储能在内的十项示范工程,构建以电网为主导的能源互联网生态圈和产业集群,全面推动泛在电力物联网在青海落地实践。

未来,随着中台模式下的数据共享服务体系的逐步完善,企业公共数据价值将被进一步沉淀,从而催生各类大数据创新应用发展,支撑泛在电力物联网建设,最终实现“电网一张图、数据一个源、业务一条线”。来源:国家电网报

目前,国网青海电力新能源大数据创新平台已应用集中监控、功率预测等22类业务,为入驻企业提供“数据公寓式”服务。平台累计接入11家发电企业121座电站,占全省新能源总装机容量的33%;试点实现5家企业21座电站“无人值班”,降低电站运维成本普遍超过40%,初步形成覆盖新能源全产业链的生态圈。该平台被评为国家2018年新能源行业工业互联网示范平台。

国网青海电力能源大数据中心工作人员正在对功率预测系统进行数据对比。

今年,国网河南电力将大数据中心纳入泛在电力物联网任务清单,目前已建成配网大馈线停电识别、项目建设进度、市县经营评价、业扩报装监测分析等8类应用场景。4月1日,大数据中心发布平台正式上线,各级单位相关管理岗位取得查询使用权限,进入数据应用的实质阶段。

同时,国网河南电力积极探索通过整合能源数据资源服务全省经济高质量发展。在河南省政府明确依托国网河南电力建设河南省能源大数据应用中心的背景下,该公司提出,要实现煤、电、油、气等能源数据与政府、重要客户数据的集成融合,大力构建省级能源大数据发展生态圈,有力支撑河南省能源生产和消费革命。

“目前我们已完成建设方案评审,6月底前将完成4项场景主体功能开发。”参与河南省能源大数据应用中心建设的国网河南电力工作人员告诉记者。很快,该中心将在河南省能源监测预警、新能源规划、“互联网+”办电便民服务、新能源汽车服务等方面发挥作用。

泛在电力物联网试点建设正在稳步推进,7月1日召开的夏季达沃斯论坛上,就有不少展品是泛在电力物联网建设从理论构想向实践成果转化的最新成果,这些产品在为客户提供更好体验的同时,也为传统的电网带来了革命性的变化。可以预期的是,这些种子终将在不远的将来结出硕果。来源:国家电网公司

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