标准规范下载简介
Q／GDW 12100-2021 电力物联网感知层技术导则.pdfICS 33 060
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贝地、金沙县西洛乡开化联建点工程混凝土工程施工方案电力物联网感知层技术导则
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国家电网有限公司 发布
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为规范电力物联网感知层设备及网络的总体技术要求，指导电力物联网建设，制定本标准。 本标准由国家电网有限公司互联网部提出并解释。 本标准由国家电网有限公司科技部归口。 本标准起草单位：南瑞集团有限公司、许继集团有限公司、平高集团有限公司、中国电力科学研究 院有限公司、国网信息通信产业集团有限公司、国网辽宁省电力有限公司、全球能源互联网研究院有限 公司、国网经济技术研究院有限公司、国网冀北电力有限公司、国网浙江省电力有限公司、国网重庆市 电力公司、国网山西省电力公司。 本标准主要起草人：曾楠、梅德冬、侯宇、吕顺利、田小锋、雷煜卿、寇新民、张一茗、张海滨、 王伟杰、丁杰、王伟、刘志宏、卜宪德、高强、王玉东、江璟、刘世栋、霍超、缪文贵、许大卫、张明 皓、李新军、彭志强、程显明、尚芳剑、李广翱、程大伟、董知周、杨迁、钟加勇、巫健。 本标准首次发布。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网有限公司科技部。
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电力物联网感知层技术导则
本标准规定了电力物联网感知层总体技术要求、体系结构，以及感知层终端和本地通信网络的功能 安全及调试导则。 本标准适用于对国家电网有限公司各单位电力物联网感知层的规划、设计、建设的指导，感知层各 组成部分的详细设计需参考相应细化标准。
Q/GDW12098界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
传感器sensor 能感受规定的被测量并根据一定的规律（数学函数法则）转换成可用信号的器件或装置，通常由敏 感元件和转换元件组成。具有与外部通信能力的传感器是一种采集控制终端。 3.2 业务终端serviceterminal 侧重于处理业务功能的专用装置，不具备与主站通信能力，可通过通信接收采集控制终端的数据， 并根据需要就地控制采集控制终端，与边缘物联代理通信，将经业务逻辑处理后的数据上送边缘物联代 理，并接收上层的控制命令，可实现局部的业务自治功能
感知层终端perceptionlayerterminal 用于物体或物品标识、具有信息存储机制的、能接收读写器30kHz～3GHz频率的电磁场调制 返回响应信号的数据载体
射频电子标签radiofrequencylabel 用于物体或物品标识、具有信息存储机制的、能接收读写器30kHz～3GHz频率的电磁场调制 返回响应信号的数据载体。
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物模型modelofthings 一种对物联网感知层设备信息进行描述的数据模型，通过对设备中的应用和数据进行建模 对相关性进行描述，以实现不同应用程序对数据进行有效的重用、变更和分享。
物模型modelofthings
电力物联网由感知层、网络层、平台层和应用层组成，感知层位于信息架构的最底层，通常部署在 靠近监测设备或信息源头，主要功能是实现电力相关对象数据的采集、就地处理以及物联接入，通过网 络层设备，与平台层通信，为平台层提供基础数据，同时接收平台层下发的控制命令以及配置信息等。 惑知层的结构如图1所示，根据应用场景的不同，可具有图中①②③三种结构形式 a 结构①感知层功能由采集控制终端、业务终端/汇聚终端、边缘物联代理三种类型终端协作完 成，该结构适用于具有大量监测对象、需要进行实时计算或者有特定专业管理要求的应用场景； b 结构②不设置业务终端，感知层功能由采集控制终端和边缘物联代理两种终端协作完成，适用 于就地业务处理要求不高的应用场景，可以在边缘物联代理中采用边缘计算技术实现就地业务 处理功能：
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c）结构③中感知层只配置边缘物联代理，边缘物联代理中包含了业务处理功能，适用于采集信息 量少、无需复杂就地计算的应用场景，
图1电力物联网感知层设备结构
通信网络的选择应充分考虑数据传输可靠性、部署维护方便性的要求，针对不同的业务场景，选择 合适组网形式。主要的组网方式如图2所示： a）组网方式①为两层星形网络，支持有线、无线混合组网，适用于变电站应用场景，对于部署于 室内环境或者端子箱、汇控柜的采集控制终端、汇聚终端、业务终端，宜采用无线方式组网： 对于部署于室外环境或移动作业的终端，应采用无线组网； 6 组网方式②为星形+链式两层网络，适用于采集终端较多的输电线路应用场景。在杆塔处部署 汇聚终端，与其周围的采集终端组成星形网络，汇聚节点之间采用链式组网方式，信息通过多 跳的方式，传递到边缘物联代理处； C 组网方式③为一层星形网络，适应于配电台区、采集终端较少的输电线路、以及智能家居、智 慧能源等应用场景。
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电力物联网感知层由边缘物联代理、业务终端、汇聚终端、采集控制终端等设备组成： a）边缘物联代理实现对上数据的代理转发以及区域的边缘计算功能，并负责将采集信息按物模型 要求进行标准化建模。按物理型态可分为三种型式：一是边端分离型（I型），边缘物联代理 是硬件平台化、软件容器化的通用装置，不配置采集感知功能；二是边端融合型（II型），边 缘物联代理以模块或芯片方式集成至采集控制终端，采集控制终端升级为具有边缘计算功能的 智能终端；三是边缘节点型（Ⅲ型），边缘物联代理以软件型态部署在通用服务器架构，形成 边缘计算节点； b 业务终端侧重于处理就地业务功能，按照业务应用的需求进行配置。可通过通信接收采集控制 终端的数据，并根据需要就地控制采集控制终端，与边缘物联代理通信，将经业务逻辑处理后 的数据上送边缘物联代理，并接收上层的控制命令，可实现局部的业务自治： c）汇聚终端是一类特殊的业务终端，以通信规约的转换、通信数据的汇集转发为主要业务； d 采集控制终端是对设备或客户的状态量、电气量和环境量等进行采集量测的装置，根据需要具 有简单的数据处理、控制和通信功能，一般安装在采集监控对象本体内部或附近。
电力物联网感知层通过网络层与平台层通信，具体内容如下： a）边缘物联代理负责与平台层通信，通过与物联管理平台的协同，实现平台对感知层设备连接及 注册的管理，实现终端连接状态的监视，并配合物联管理平台实现连接的安全认证； 通过边缘物联代理完成对业务终端和采集控制终端的数据采集，将数据进行模型化后发送至平 台层，为平台层提供基础数据；接收平台层下发的控制命令并执行； c）通过边缘物联代理接受平台层对其的参数配置、程序升级及APP管理要求。
应采用安全可靠的终端设备，并满足如下要求： a）在满足安全防护的基础上，应支持通过物联管理平台，远程修改参数、远程管理感知层终端： 宜支持远程更新程序及APP，远程召唤校对程序和参数； b）宜支持对设备信息建模，模型信息应覆盖感知对象、采集设备及它们之间的关联； c）宜综合采用各种技术手段，如电气、视频、图像、化学、声学等，实现对感知设备的精准监测 d）宜支持对感知层设备和网络健康状态的评估与诊断：
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电力物联网感知层应能够支撑（但不限于）如下业务功能： a）对风电、光伏、水电等电源侧主辅设备运行状态、气象环境等进行全面感知，支撑运行状态智 能预警、故障定位、设备评价以及发电功率预测等功能； b）对输电线路状态及通道环境进行全面感知，支撑线路动态增容、故障智能诊断分析、自然灾害 的预警与决策、自主巡检等功能： c）对变电站主辅设备、运行及作业环境进行全面感知，支撑主辅设备的智能联动、智能巡检、设 备缺陷和故障智能分析与决策、人员作业行为智能管控等功能； d）对配电台区供电设备状态进行全面感知，支撑设备状态趋势分析、台区低压拓扑自动识别、电 能质量分析与治理、停电信息主动上报与诊断、台区异常报警与分析、台区线损分析与治理、 人员作业行为智能管控等功能； e）对家庭、社区、楼宇、工业园区、电动汽车充电桩等多种用能场景的全面感知，实现智慧用能， 提升能源利用效率。
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采集控制终端应具备体积小、功耗低、安装灵活方便的特点，并满足如下要求： a 对于实时监测类业务，采集控制终端宜靠近业务对象就地安装，须满足环境适应性要求；对于 室外部署的采集控制终端，宜选用无线通信方式，对于室内部署的采集控制终端，宜采用有线 通信方式，对于安置在密闭电器设备内部、电磁环境复杂的采集控制终端，应使用有线通信方 式； b 对于视、操作类业务，宜采用移动式采集控制终端，包括手持作业终端、巡检机器人、无人 机等。移动式采集控制终端宜支持通过设备“实物”ID关联设备基本信息，实现操作辅助信 息的获取或巡视数据的填报； 宜采用集成化技术降低安装和供电要求，优先采用MEMS传感器。无线方式的采集控制终端宜 采用低功耗或微功耗电子部件，选用电池、感应取能或太阳能等供电方式，具备电源管理功能： 采集控制终端应能够支持多种通信方式，包括但不限于以太网、RS485、HPLC/PLC、WiFi、蓝 牙、LoRa、微功率无线等方式
感知层安全要求包括本地通信网络的安全和终端安全，总体要求如下： a）原则上禁止归属不同安全大区的感知层设备直接通信，确有直接通信需求的，应采取等同于大 区间隔离强度的技术措施： 6 管理信息大区的本地通信应采用抗干扰性强的通信协议。应用层可按需采用密码技术，实现通 信数据加密传输，防范通信数据被窃听或篡改； 互联网大区侧的本地通信不做强制性要求； d）边缘物联代理和业务终端应按照等保要求实现物理安全防护；并支持通过数字证书和密钥管 理、远程安全升级与版本安全更新等手段保障本体安全： e）涉及感知层各设备及典型场景的具体安全要求应遵循Q/GDW12108和Q/GDW12109的规定
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感知层设备集成商应提供面向功能的调试工具，满足调试简便方便、分析准确、结果清晰的要求SGFA-011#8标段主厂房区域建筑工程全厂接地网安装施工方案， 具体要求如下： a） 应具备配置功能，能够在调试过程中调整终端配置，应具有友好的人机界面，宜采用可视化或 图形化方式，降低使用难度； 宜具备业务功能调试、通信调试、软硬件系统调试等功能，宜支持自动化的方式，实现多个测 试项的一键式、批量化调试验收； 宜支持对终端设备的模拟仿真，在现场条件不具备实体终端时，采用软件模拟终端配合调试验 收； d 宜能自动生成调试验收记录： e 终端设备宜设置专用调试接口，满足运行安全要求；调试工具与终端设备的通信应满足通信安 全要求； f）宜具备支撑物联管理平台对感知层接口调试的功能，支持通信调试，信息对点等调试任务。
设备调试工作应尽可能在厂内完成，对于有条件的设备，宜采用先进免调试技术，减少现场工 高安装调试效率。
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电力物联网感知层技术导则
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编制背景 10 编制主要原则· 与其他标准文件的关系.. 1 主要工作过程· 10 标准结构和内容· 条文说明··
基础、主体工程成品保护施工方案京 主要原则 也标准文件的关系. 10 工作过程· 10 吉构和内容· 兑明·
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（2019）807号文）的要求编写。 本标准编制背景是作为电力物联网的数据来源和基础设施的感知层，涉及国家电网有限公司发、输 变、配、用等多专业，设备数量庞大，管理要求差异大，类型多样，物联接入和管理难度大，驱需针对 感知层的基本框架以及数据采集、通信接口和共性功能提出原则性要求。 本标准的编制主要目的是为了规范电力物联网感知层体系架构和功能要求，指导国家电网有限公司 各单位电力物联网的建设