一、前言

  智能电网建设是我国在能源领域的重要战略部署，将逐步推动我国电力基础生产模式的改变，定位于利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的自主创新、中国特色的智能电网，是电力行业的发展方向。智能电网的实现，首先依赖于电网各个环节重要运行参数的在线监测和实时信息掌控，物联网技术成为推动智能电网发展的重要技术手段。

  通过本项目，建设配电物联网系统，在配网环节部署具有一定感知、计算、执行和通信等功能的装置，通过电力信息通信网络，建立设备感知泛在化，传感单元微型化，物联网络去中心化、数据传输无线化、应用分析智能化的互联体系。在试点工程现场实现电网设备设施、人员及所在环境识别、感知、互联与控制的网络系统，网络中实体之间的协同和互动，使得有关物体相互感知和反馈控制，形成更加智能的电力生产体系，更好的满足对配网设备的监测。

  针对这一问题，利用配电物联网技术，推出配电物联网系统。配电物联网系统建立一个基于物联网技术，按照感知层、网络层、应用层的标准架构，对开关站、配电站房、户外环网箱、箱式变电站、电缆及电缆井、柱上变台和柱上开关等设备的各类环境和设备检测进行数据监测、动态展示和故障预警，需提供配网设备监测服务，极大地降低运检人员的维护工作量。

  三、系统主要架构

  3.1、系统拓扑

  网络层具备以下功能：

  3.2.2.1、支持多种传输方式

  ? 有线传输，如光纤、电力载波等。

  ? 广域无线传输、如LoRa，NB-IoT，3G/4G等。

  ? 专网传输，如4G专网等。

  根据配网不同应用场景实现灵活配置。

  3.2.2.2、数据传输的安全性

  ? 通过电力4G专网，通过1.8G电力专用频段，自有的加密协议以及国网安全接入平台保证安全性。

  ? 通过VPN安全隧道实现通信加密，采用SM4/SM7加密算法，并基于国家密码管理办公室的《GM/T 0022-2014 IPSecVPN技术规范》与国网安全接入平台相连保证安全性。

  3.2.2.3、数据传输协议的标准化

  鉴于目前感知设备众多，传输协议不统一，为了方便设备的组网和数据传输，需要制定一个标准的网络传输协议。

  3.2.2.4、网络层设备

  网络层设备主要由无线通信基站、无线加密通信设备、汇聚节点、数据路由器组成，其主要性能如下：

  ? 无线通信基站

  无线通信基站负责实现终端设备和网络服务器之间的数据转发，包括终端上行发送的采集数据、应答信号和网络心跳等信息，以及LPWAN系统的网络服务器、应用服务器和用户服务器等下发的控制命令、广播信息和应答信息等功能。

  ? 汇聚节点

  功能描述：考虑项目涉及的通信设备可能安装在屏蔽性强的地下室等处，可以通过汇聚节点、调整天线或采用天线延长线等方式，实现网络正常通信

  主要功能：

  支持各种数据采集节点的接入和数据采集；

  支持和网络层设备的对接和数据传输；

  支持业务安全加密功能；

  支持边缘计算能力，可以根据预设的边缘策略，控制接入的数据采集节点；

  支持对采集数据进行简单处理运算，删除无效、异常数据，从而减少网络传输压力和物联网平台的冗余计算；

  支持网络配置，易于维护。

  3.2.3、应用层

  应用层主要由各类系统主站及各类数据、应用服务组成，主要用于从接入网关接收传感器采集上传的监测数据，进行抽取、分析、展示等处理工作，共同构成一个完整的智能配电网物联网应用系统一体化信息平台系统。