泛在电力物联网进行时丨互联互感,推动山东能源电网智慧升级

泛在电力物联网进行时丨互联互感,推动山东能源电网智慧升级
2020年01月15日 18:20 中国电力新闻网

“泛在电力物联网进行时”

互联互感 推动山东能源电网智慧升级

1月8日,2020年的第一场雪将“蔬菜之乡”的山东寿光装扮得银装素裹,而田柳镇现代农业示范园区蔬菜大棚内却是一片春意盎然。棚长韩永琦在手机上轻轻一点,大棚内的数百盏补光灯同时亮起,为棚内的西红柿补充光照。“手机现在可是俺的好帮手,有了‘365电管家’,在家里就能种好菜。”

“365电管家”是国网寿光公司开发的智慧能源服务平台的手机客户端,是国网山东电力泛在电网物联网建设智慧农业的一个探索。2019年以来,国网山东电力统筹谋划,协同各专业凝聚合力,上线投运云平台、物联管理平台和数据中台,构建起泛在电力物联网企业级技术架构中枢;建成青岛、济南、寿光三个示范区,分别在智慧电网、智慧城市和智慧农业方向形成特色,破解电网安全运行、设备运维、数据安全应用、物联终端管控等技术难点,圆满完成年度泛在电力物联网建设目标,使电网企业从传统电网向能源电网、智能电网转变,从信息化企业向数字化企业转变,带来的是新业务、新能源的不断接入,数据需求的爆发性增长。

能源大数据支撑

农业生产生活实现“智慧变革”

2019年11月12日,全国首家县级能源大数据中心在山东潍坊寿光市正式挂牌成立。

智慧用能需要能源大数据作为支撑。寿光17万个蔬菜大棚、年产优质蔬菜45亿公斤,结合寿光资源禀赋、产业结构和能源消费特点,国网山东电力坚持“政府主导、电力推动、多方参与”原则,深度融合电气化与泛在物联技术应用,积极探索“智慧能源+智慧农业”新模式,构建开放共享、合作共赢的农业生产智慧用能生态圈。

他们建成10个全息感知智慧台区,升级改造供电服务指挥中心和8个“三型一化”营业厅。新建改造10千伏线路264公里,新增配变404台,10千伏线路联络率、配电自动化覆盖率达到100%,农村户均容量提升至4.0千伏安。安装智能配变终端2722台,全省率先实现智能配电终端全覆盖,并在此基础上打造泛在物联“站+线+变+户”新模式,实现数据全面感知、台区精益管控、异常主动预警、故障主动抢修,更好地满足了农村综合用能需求和人民美好生活需要。能源大数据平台实现了为政府提供决策参考、为大客户提供管家服务、为小微客户提供个性服务、为电网运行提供场景服务。

今天,农业电气化大棚智慧用能项目已在150个农业大棚推广电气化,可以对自动放风系统、电动喷淋、电动卷帘、水肥一体机等8类电气设备进行智能化控制,节约大棚用水、肥料50%以上;畜牧养殖电气化智慧用能项目在养殖基地的孵化、散热、喂食、清粪等方面推广电气化;水产养殖电气化智慧用能项目完成两个养殖基地的增氧、加热设备的电气化推广,提升了孵化成功率和鱼虾类成活率。大棚种植、畜牧养殖、水产养殖等客户,可以通过“365电管家”手机APP,实现电气化设备遥视、遥信、遥测、遥调,达到省时、省力、省心、省钱的效果。“我们初步测算,实施电气化改造后,每年能减少人工成本、电费支出及种鸭伤亡损失约5万块钱。”寿光天惠种禽养殖基地场长刘建军说。

“我们在计量箱中安装了模组化感知终端,当客户家停电时,计量箱中的模组化感知终端监测到停电事件上传到台区,最后反馈到我们公司的供电服务指挥中心,真正做到了‘秒级’主动抢修。已经建成的智慧台区,抢修时长平均降低50%,降低了客户停电感知,让客户享受到了智能化的供电服务。”寿光市供电公司营销部主任张涛说。

智能互联融通

智慧电网倾情服务智慧城市

“这是我们新推出的AI机器人‘小青’,它能够在寒潮、台风等恶劣气候来袭时及时预警,并承担灾情发布、人员联系等辅助业务。”2019年12月25日,经青岛公司、鲁能软件公司联合调试,青岛泛在电力物联网示范区气象数据服务模块正式部署试运行,参与测试的调度人员对新型AI在电网业务中的应用充满期待。

2019年8月中旬,国网山东电力与青岛电信、华为公司联合签署5G战略合作协议,共同开展5G电力行业切片建设与业务验证,三个月间在4处示范基地建成29个5G站点,组成国内规模最大的5G智能电网实验网。三方聚焦智能分布式配电、配电态势感知、输配电网络监控、5G基站电能削峰填谷四项课题,探索实现应用数据在电力切片内部流转,搭建起更加安全、可靠、绿色、高效的电网应用管理系统。2019年11月29日,该项目在山东省移动互联网及5G应用创新技能大赛中获得一等奖。

立足青岛开放、现代、时尚的国际大都市建设定位,国网山东电力在古镇口哈工程人才公寓建成“全物联网化”配电示范台区,通过面向居民的介入式和非介入式负荷辨识技术,动态监测客户家用电气设备运行情况,提供精准能效分析和绿色用能建议,为客户带来全新用电体验。“能源流、业务流、数据流在电网统一云平台融合贯通,能够反过来推动分布式发电、储能、电动车、智能家电等新设备、新业务、新商业模式的发展。”青岛公司营销部负责人李元付介绍说。

智慧用能,提升了客户用电体验。鲁能领秀城小区是济南市最大的成熟化社区。随着新能源汽车的推广应用,集中充电与居民生活用电之间的矛盾日渐凸显。2019年,国网济南供电公司在该小区试点有序充电装置建设,采用云(智慧能源控制平台)-管(通讯网络)-边(能源控制器)-端(充电桩和能源路由器)整体系统架构,安装能源路由器、能源控制器40台,通过微观调控、精准调控和实时调控负荷,降低电动汽车同时充电对配变、配网的负荷冲击,实现灵活、柔性、高效调节居民用电负荷,提高配网设备利用率及供电可靠性。

2019年,济南供电公司选取积成电子产业园作为源网荷储互动市场化清洁能源消纳试点。该产业园采用日间“化石能源+分布式光伏”、夜间“风电+化石能源”模式,为园区内工商业及高新产业客户提供电能,提升园区能源综合利用效率。

升级完善防控体系

为智慧物联提供全面可靠保障

“目前,我们已经引入了大量的泛在物联终端。终端设备越多,能被人利用的风险点就越多。”在加快推进泛在电力物联网建设的同时,国网山东电力互联网部负责人对网络安全如履薄冰。

从2019年4月启动至今,国网山东电力与多家高校和企事业单位签署战略合作协议,共同开展关键技术研究和课题攻关,初步构建起泛在电力物联网全场景安全防护体系。

为了确保核心设备信息传输“零泄密”,国网山东电力建成具有自主知识产权的网络安全全态势智能预警系统。系统具备流量回溯分析和应用层态势感知两项核心功能,能够更有效地帮助保电人员分析外来攻击行为。当电网业务信息网络中出现突破正常数值的异常流量时,智能预警系统可通过回溯分析,将异常流量推送给应用层态势感知探针,对流量行为特征进行应用层分析,智能判断造成异常的原因,为下一步的防护决策提供技术依据。

“‘鲁e行’APP目前仍然存在脆弱点,安装包容易被黑客篡改,数据传输也没有加密,建议使用我们研发的安全软件开发工具包进行全面安全加固。”2019年7月15日,山东电科院网络安全督察室组织全省电动汽车终端移动应用安全接入测评,并对发现的安全问题进行督导整改。

2019年,国网山东电力打造“鲁e行”绿色出行服务平台,在山东省委、省政府等充电站开展相关业务。为在软硬件方面支撑“鲁e行”发展,他们制定了物联网轻量级软件化安全防护方案,建设了泛在电力物联网认证加密监测平台。

“安全工具包和监测平台‘双剑合璧’,能够对入网的移动应用、移动终端本体提供身份认证、加密传输、防篡改、本体加固等安全服务。”电科院信息通信安全技术专责张昊介绍说。

一平台服务,多终端应用,国网山东电力基于统一的泛在电力物联网认证加密监测平台,设定了移动应用安全开发接口。各类移动APP接入后,只需调用安全接口即可简便、快捷地获取安全保障,成本也很低。目前,安全SDK,移动APK已在智能巡检机器人场景试点应用,并通过“鲁e行”APP获得全省推广。

截至目前,国网山东电力全业务数据中心已经集成了93个系统的362T业务数据,诸多业务系统之间存在接口数据共享,微应用间数据交互更加广泛,也容易带来认证失效、访问控制被绕过等风险。国网山东电力互联网部牵头编制《数据安全管理办法》和《数据分类分级指南》,完成了4511张表75363个字段的数据分类分级标识,建立基于“零信任”的数据安全防护体系,为智慧物联系统提供覆盖各层级的可靠防护。

作者:侯婷 任晓文 王文礼

图片来源:国网山东电力

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