電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)規(guī)范

ICSICSK40備案號(hào)：×××××-20××DLDL中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/TXXXX—2015電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)規(guī)范Generalframeworkspecificationforpowerinternetofthings（征求意見(jiàn)稿)20XX-XX-XX發(fā)布20XX-XX-XX實(shí)施國(guó)家能源局發(fā)布DL/TXXXX—2016－PAGEi－DL/TXXXX—2016－PAGEi－范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電力物聯(lián)網(wǎng)通用分層模型、電力物聯(lián)網(wǎng)總體框架、主要部件及其能力要求、參考點(diǎn)要求以及電力物聯(lián)網(wǎng)共性能力要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。IEC61850變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)GB4943-2011信息技術(shù)設(shè)備的安全DL/T478-2010繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件DL/T860-2004變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)YD2437-2012物聯(lián)網(wǎng)總體框架與技術(shù)要求YDB100-2012物聯(lián)網(wǎng)需求YDB101-2012物聯(lián)網(wǎng)安全需求術(shù)語(yǔ)和定義YDB100-2012《物聯(lián)網(wǎng)需求》、YD2437-2012《物聯(lián)網(wǎng)總體框架與技術(shù)要求》界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本規(guī)范。下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。電力物聯(lián)網(wǎng)PowerInternetofThings(PIoT)通過(guò)在電力生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)、管理各環(huán)節(jié)，廣泛部署具有一定感知、計(jì)算、執(zhí)行和通信等能力的裝置，通過(guò)電力信息通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息可靠采集、安全傳輸、協(xié)同處理、統(tǒng)一服務(wù)及應(yīng)用集成，促進(jìn)電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行及企業(yè)管理全過(guò)程的全景全息感知、信息融合及智能管理與決策的行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)Generalframeworkforpowerinternetofthings(GFPIoT)電力物聯(lián)網(wǎng)的總體結(jié)構(gòu)及要素組成，包括層級(jí)劃分及其相互關(guān)系，主要部件及其相互關(guān)系，是電力物聯(lián)網(wǎng)整體、抽象的表述模型。全景信息PanoramicInformation(PI)與被感知對(duì)象的本體屬性、狀態(tài)屬性及環(huán)境屬性相關(guān)的全部信息。泛在感知UbiquitousPerception（UP）泛在感知是指廣泛存在的，無(wú)所不在的感知。也就是事物或人只要置身于物聯(lián)網(wǎng)中，就可實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)間、地點(diǎn)，與任意事物與人進(jìn)行信息交換。EPC電子標(biāo)簽EPCElectronicLabel（EPCEL）電子標(biāo)簽是產(chǎn)品電子碼（ElectronicProductCode，EPC）的載體，是EPCGlobal用來(lái)標(biāo)識(shí)目標(biāo)的特定代碼。物聯(lián)感知裝置ObjectConnectingandPerceptionDevice（OCPD）物聯(lián)感知裝置是一種安裝在電力系統(tǒng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的，具有信號(hào)采集、處理、控制及通信能力的一體化裝置。人機(jī)交互終端HumanMachineInteractionTerminal（HMIT）人機(jī)交互終端是實(shí)現(xiàn)人員與電力設(shè)備、系統(tǒng)間交流互動(dòng)的主要工具，它通過(guò)輸出或顯示設(shè)備給人提供大量有關(guān)信息及提示請(qǐng)示等，人通過(guò)輸入設(shè)備給機(jī)器輸入有關(guān)信息，回答問(wèn)題及提示請(qǐng)示等。感知網(wǎng)絡(luò)PerceptionNetwork（PN）感知網(wǎng)絡(luò)是對(duì)感知層人機(jī)交互終端、物聯(lián)感知裝置的接入和互聯(lián)，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)各類感知信息的交互。電力物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)AccessGatewayforPIoT（ACPIoT）電力物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)是實(shí)現(xiàn)不同子網(wǎng)的信息交換和通信的橋梁，是中繼物聯(lián)網(wǎng)終端節(jié)點(diǎn)到電力物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層之間的連接。傳感器節(jié)點(diǎn)SensorNode（SN）獲取電力生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)、管理各環(huán)節(jié)的設(shè)備、系統(tǒng)運(yùn)行及環(huán)境信息的裝置。執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)ActuatorNode（AN）在電力生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)、管理各環(huán)節(jié)中，接收控制信息并對(duì)受控對(duì)象施加控制作用的裝置。電力物聯(lián)網(wǎng)支撐管理平臺(tái)IntegrationPlatformofPanoramicInformation（IPPI）電力物聯(lián)網(wǎng)支撐管理平臺(tái)主要為電力系統(tǒng)的高級(jí)智能應(yīng)用提供數(shù)據(jù)服務(wù)以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化管理或調(diào)度。電力專網(wǎng)PowerPrivateNetwork（PPN）專用于電力物聯(lián)網(wǎng)的通信網(wǎng)，具有高度的安全性和可靠性。公共網(wǎng)絡(luò)PublicNetwork（PN）基于INTERNET的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，它是把全球不同位置、不同規(guī)模的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（包括局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)）相互連接在一起所形成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的集合體。電力物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵電力物聯(lián)網(wǎng)延伸了現(xiàn)有電力系統(tǒng)信息通信網(wǎng)絡(luò)的范疇和領(lǐng)域，它通過(guò)在電力系統(tǒng)各種可能的設(shè)備中嵌入了感知、思考和交互的能力，不僅獲取了電力系統(tǒng)的全景信息，并基于這些信息的處理、分析、執(zhí)行和通信來(lái)增強(qiáng)和提升現(xiàn)有電力系統(tǒng)的智能性、交互性和自動(dòng)化程度。電力物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了智能電網(wǎng)中電力流、信息流和業(yè)務(wù)流的深度融合，是智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)屬性的擴(kuò)展和延伸。電力物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)電力物聯(lián)網(wǎng)在邏輯功能上可以劃分為3層，即：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，總體架構(gòu)如圖1所示。圖1電力物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)感知層電力物聯(lián)網(wǎng)感知層主要實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)電力生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)、管理等各環(huán)節(jié)信息的采集、處理、控制及交互。感知層的主要部件為：物聯(lián)網(wǎng)感知裝置、人機(jī)交互終端、傳感器節(jié)點(diǎn)、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)、感知網(wǎng)絡(luò)、電力物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)絡(luò)層電力物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層主要提供消息的路由尋址和傳送功能，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)中各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)采集的信息在感知層與應(yīng)用層（服務(wù)處理端）的傳輸。具體表現(xiàn)形式包括電力專線、電力光纖專網(wǎng)、電力無(wú)線專網(wǎng)、電力載波通信網(wǎng)等電力專網(wǎng)，以及公共無(wú)線通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等公共網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)層的主要部件包括：電力物聯(lián)網(wǎng)支撐管理平臺(tái)、電力專網(wǎng)、公共網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用層應(yīng)用層包含各種具體的電力物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用，為電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度等業(yè)務(wù)服務(wù)。電力物聯(lián)網(wǎng)總體及層級(jí)能力要求電力物聯(lián)網(wǎng)總體能力要求包括：（1）能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的設(shè)備、運(yùn)行、管理、環(huán)境、用戶以及公共安全等全景信息的泛在感知和可靠傳遞；（2）能夠?qū)崿F(xiàn)電力設(shè)備、系統(tǒng)及人員之間物物互聯(lián)和人機(jī)互動(dòng)；（3）能夠?qū)崿F(xiàn)感知信息的分布式處理與集成融合；（4）能夠?yàn)殡娏ιa(chǎn)、輸送、消費(fèi)、管理各環(huán)節(jié)的智能應(yīng)用提供技術(shù)支撐。感知層能力要求（1）能夠利用各類網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)終端及節(jié)點(diǎn)的自身定位和發(fā)送位置信息；（2）能夠利用傳感器節(jié)點(diǎn)、各類網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)獲取電力系統(tǒng)及設(shè)備的全景信息并進(jìn)行互聯(lián)互傳；（3）能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的分布式數(shù)據(jù)處理和設(shè)備協(xié)同控制；（4）能夠具有擴(kuò)展性，適應(yīng)電力物聯(lián)網(wǎng)終端及節(jié)點(diǎn)數(shù)量和種類的增加。網(wǎng)絡(luò)層能力要求（1）能夠支撐電力物聯(lián)網(wǎng)感知層信息的傳遞、路由和控制，支撐電力物聯(lián)網(wǎng)人員、設(shè)備、系統(tǒng)之間的通信；（2）能夠提供應(yīng)用層業(yè)務(wù)所需的數(shù)據(jù)及平臺(tái)服務(wù)；（3）能夠具有擴(kuò)展性，適應(yīng)電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層業(yè)務(wù)數(shù)量和種類的增加。應(yīng)用層能力要求其能力要求需根據(jù)具體業(yè)務(wù)功能進(jìn)行制定。電力物聯(lián)網(wǎng)主要部件能力要求物聯(lián)感知裝置能力要求物聯(lián)感知裝置的主要類型包括安裝在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的一體化監(jiān)測(cè)裝置、分布式控制器等。它的主要功能包括：（1）能夠采集和處理來(lái)自傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)；（2）能夠?qū)Σ杉蚪邮盏男畔⑦M(jìn)行計(jì)算和決策，控制執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作；（3）數(shù)據(jù)傳輸。人機(jī)交互終端能力要求人機(jī)交互終端主要類型包括監(jiān)控計(jì)算機(jī)等固定終端和掌上電腦等移動(dòng)終端。它的主要功能包括：（1）能夠識(shí)別交互對(duì)象的本體或身份信息；（2）能夠通過(guò)輸出或顯示裝置給人員推送電力系統(tǒng)及設(shè)備的相關(guān)運(yùn)維信息或提示、請(qǐng)示等；（3）能夠通過(guò)輸入裝置給電力系統(tǒng)及設(shè)備輸入相關(guān)的應(yīng)答及控制信息。傳感器節(jié)點(diǎn)能力要求傳感器節(jié)點(diǎn)是電力物聯(lián)網(wǎng)獲取感知信息的主要部件，它的主要功能包括：（1）能夠獲取電力系統(tǒng)、設(shè)備的本體信息、運(yùn)行信息及環(huán)境信息；（2）能夠節(jié)省能耗。執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)能力要求執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)是電力物聯(lián)網(wǎng)執(zhí)行能力的體現(xiàn)載體，它的主要功能包括：（1）能夠驅(qū)動(dòng)電力系統(tǒng)及設(shè)備生產(chǎn)、運(yùn)行；（2）能夠調(diào)節(jié)能源的產(chǎn)生、接入及消耗。感知網(wǎng)絡(luò)能力要求感知網(wǎng)絡(luò)是感知層實(shí)現(xiàn)各類信息可靠交互的通信網(wǎng)絡(luò)，它的主要功能包括：（1）能夠具有內(nèi)部地址管理、尋址和路由轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制；（2）能夠保證數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送的可靠性；（3）能夠獲取、保存和維護(hù)電力物聯(lián)網(wǎng)端節(jié)點(diǎn)的信息。電力物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)能力要求電力物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)是實(shí)現(xiàn)不同子網(wǎng)的信息交換和通信的橋梁，是中繼物聯(lián)網(wǎng)終端節(jié)點(diǎn)到電力物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層之間的連接。它的主要功能包括：（1）能夠保證感知層的端節(jié)點(diǎn)以多種方式靈活地接入網(wǎng)絡(luò)層；（2）能夠向電力物聯(lián)網(wǎng)端節(jié)點(diǎn)提供認(rèn)證鑒權(quán)等功能；（3）能夠面向電力物聯(lián)網(wǎng)端節(jié)點(diǎn)提供標(biāo)識(shí)到通信地址的解析功能；（4）能夠提供信息中繼轉(zhuǎn)發(fā)功能；（5）能夠提供網(wǎng)絡(luò)選擇功能和安全機(jī)制。電力物聯(lián)網(wǎng)支撐管理平臺(tái)能力要求電力物聯(lián)網(wǎng)支撐管理平臺(tái)主要為電力系統(tǒng)的高級(jí)智能應(yīng)用提供數(shù)據(jù)服務(wù)以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化管理或調(diào)度。典型應(yīng)用包括全景信息集成平臺(tái)、云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)管理中心等。它的主要功能包括：（1）能夠向不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用提供終端、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)資源，減少或優(yōu)化應(yīng)用的開(kāi)發(fā)和部署，屏蔽核心網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和具體實(shí)現(xiàn)；（2）能夠提供對(duì)電力物聯(lián)網(wǎng)采信息的統(tǒng)一采集、處理、存儲(chǔ)等，支持電力大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理。電力專網(wǎng)能力要求電力專網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)層的核心網(wǎng)絡(luò)，具有高度的安全性和可靠性。它的主要功能包括：（1）能夠提供多種接入方式多種信息傳送通路；（2）能夠?qū)﹄娏ξ锫?lián)網(wǎng)終端、接入網(wǎng)關(guān)執(zhí)行認(rèn)證、鑒權(quán)等；（3）能夠向電力物聯(lián)網(wǎng)終端或接入網(wǎng)關(guān)提供必要的配置信息；（4）能夠支持和電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺(tái)以及應(yīng)用之間交互，支持電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用/電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支撐平臺(tái)和電力物聯(lián)網(wǎng)感知層相關(guān)節(jié)點(diǎn)的交互。公共網(wǎng)絡(luò)能力要求公共網(wǎng)絡(luò)的能力要求由公網(wǎng)本身的業(yè)務(wù)需求決定。電力物聯(lián)網(wǎng)的共性能力要求安全要求安全要求包括設(shè)備安全、數(shù)據(jù)安全和系統(tǒng)安全。設(shè)備安全要求體系架構(gòu)中一體化智能監(jiān)測(cè)裝置、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、終端設(shè)備在采取自身防護(hù)措施（防護(hù)罩、防護(hù)網(wǎng)）的情況下，不能影響其它相關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行，設(shè)備應(yīng)能及時(shí)升級(jí)軟件補(bǔ)丁，具備病毒入侵檢測(cè)手段和足夠的抗病毒能力；應(yīng)配備不間斷電源供應(yīng)，最好實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備。具體安全防護(hù)要求滿足《基于電力物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的信息安全規(guī)范》。數(shù)據(jù)安全要求體系架構(gòu)應(yīng)采用可靠數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，通過(guò)軟加密或硬加密的方式對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流進(jìn)行實(shí)時(shí)加密傳輸，網(wǎng)絡(luò)傳輸必須支持SSL，以及數(shù)據(jù)簽名認(rèn)證，對(duì)外提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)作封裝和加密處理。具體安全防護(hù)要求滿足《基于電力物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的信息安全規(guī)范》。系統(tǒng)安全應(yīng)用支撐系統(tǒng)應(yīng)具有較強(qiáng)的安全措施和安全防范能力，提供足夠的系統(tǒng)安全保障和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全措施。具體安全防護(hù)要求滿足《基于電力物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的信息安全規(guī)范》。目錄前言 i 范圍 1 規(guī)范性引用文件 1 術(shù)語(yǔ)和定義 13.1. 電力物聯(lián)網(wǎng)PowerInternetofThings(PIoT) 13.2. 電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)Generalframeworkforpowerinternetofthings(GFPIoT) 23.3. 全景信息PanoramicInformation(PI) 23.4. 泛在感知UbiquitousPerception（UP） 23.5. EPC電子標(biāo)簽EPCElectronicLabel（EPCEL） 23.6. 物聯(lián)感知裝置ObjectConnectingandPerceptionDevice（OCPD） 23.7. 人機(jī)交互終端HumanMachineInteractionTerminal（HMIT） 23.8. 感知網(wǎng)絡(luò)PerceptionNetwork（PN） 23.9. 電力物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)AccessGatewayforPIoT（ACPIoT） 23.10. 傳感器節(jié)點(diǎn)SensorNode（SN） 23.11. 執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)ActuatorNode（AN） 33.12. 電力物聯(lián)網(wǎng)支撐管理平臺(tái)IntegrationPlatformofPanoramicInformation（IPPI） 33.13. 電力專網(wǎng)PowerPrivateNetwork（PPN） 33.14. 公共網(wǎng)絡(luò)PublicNetwork（PN） 3 電力物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵 3 電力物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu) 35.1. 感知層 45.2. 網(wǎng)絡(luò)層 45.3. 應(yīng)用層 5 電力物聯(lián)網(wǎng)總體及層級(jí)能力要求 56.1. 感知層能力要求 56.2. 網(wǎng)絡(luò)層能力要求 56.3. 應(yīng)用層能力要求 5 電力物聯(lián)網(wǎng)主要部件能力要求 67.1. 物聯(lián)感知裝置能力要求 67.2. 人機(jī)交互終端能力要求 67.3. 傳感器節(jié)點(diǎn)能力要求 67.4. 執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)能力要求 67.5. 感知網(wǎng)絡(luò)能力要求 67.6. 電力物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)能力要求 67.7. 電力物聯(lián)網(wǎng)支撐管理平臺(tái)能力要求 77.8. 電力專網(wǎng)能力要求 77.9. 公共網(wǎng)絡(luò)能力要求 7 電力物聯(lián)網(wǎng)的共性能力要求 78.1. 安全要求 78.1.1. 設(shè)備安全要求 88.1.2. 數(shù)據(jù)安全要求 88.1.3. 系統(tǒng)安全 8DL/TXXXX—2016－PAGEi－前言為規(guī)范電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行管理，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用，參照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則以及中華人民共和國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《物聯(lián)網(wǎng)總體框架與技術(shù)要求》（YD/T2437-2012），起草了本標(biāo)準(zhǔn)。本方案由云南電網(wǎng)公司提出。本方案主要起草單位：本方案參加起草單位：本方案主要起草人：本方案為首次制定。本方案由負(fù)責(zé)解釋。目錄前言 i 范圍 1 規(guī)范性引用文件 1 術(shù)語(yǔ)和定義 13.1. 電力物聯(lián)網(wǎng)PowerInternetofThings(PIoT) 13.2. 電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)Generalframeworkforpowerinternetofthings(GFPIoT) 23.3. 全景信息PanoramicInformation(PI) 23.4. 泛在感知UbiquitousPerception（UP） 23.5. EPC電子標(biāo)簽EPCElectronicLabel（EPCEL） 23.6. 物聯(lián)感知裝置ObjectConnectingandPerceptionDevice（OCPD） 23.7. 人機(jī)交互終端HumanMachineInteractionTerminal（HMIT） 23.8. 感知網(wǎng)絡(luò)PerceptionNetwork（PN） 23.9. 電力物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)AccessGatewayforPIoT（ACPIoT） 23.10. 傳感器節(jié)點(diǎn)SensorNode（SN） 23.11. 執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)ActuatorNode（AN） 33.12. 電力物聯(lián)網(wǎng)支撐管理平臺(tái)IntegrationPlatformofPanoramicInfor