工業(yè)互聯(lián)網與電力行業(yè)融合應用參考指南（2024年）-工業(yè)和信息化部辦公廳

編寫說明任務。當前，我國工業(yè)互聯(lián)網已進入規(guī)?；l(fā)展新階段，2023年核心產稱《指南》），旨在幫助電力企業(yè)解答應用工業(yè)互聯(lián)網面臨的“為什么” -4- （一）基于工業(yè)互聯(lián)網的云上水電示范工程—國能大渡河 （二）電力大腦—基于全景態(tài)勢感知的變電智能運檢云平 （三）基于雙云融合架構的新能源云數智一體化應用研究 （四）基于工業(yè)互聯(lián)網平臺的核工業(yè)集團級數字化轉型實 （七）寧波配網電力工控安全靶場建設應用—國網浙江省 （八）基于工業(yè)互聯(lián)網的智慧環(huán)保島優(yōu)化系統(tǒng)—華能信息 （九）分布式光伏數字化服務平臺—四川中電啟明星 （十）光大環(huán)保能源（博羅）基于數字孿生的智慧電廠— （十一）發(fā)電集團安全生產一體化智能管控平臺—西 （十二）電力行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網標識解析二級節(jié)點應用服務 （十三）基于能源＋錦云工業(yè)互聯(lián)網平臺的智慧電廠—成碼科技有限責任公司 （十四）面向新型電力系統(tǒng)的時間敏感網絡交換芯片及應 一、總則位，在國民經濟行業(yè)分類（GB/T4754—2017）中，代碼為C38（電氣機械和器材制造業(yè)）、D441（電力生產）、D442（電力供應）及E487（電二、現狀需求與總體設計比如，設備運動控制和產品視覺檢測的通信時延需分別小于1毫秒和10系統(tǒng)、設備和數據免受未經授權的訪問、損壞推動工業(yè)化與信息化在更廣范圍、更深程度、更高水平上實現融合發(fā)展”“5G與工業(yè)互聯(lián)網的融合將加速數字中國、智慧社會建設，加速中國新網絡體系不斷夯實。高質量外網建設基本實現全國地市全覆蓋，5G培育49家跨行業(yè)跨領域工業(yè)互聯(lián)網平臺，具有一定影響力的綜合型、特與主體快速壯大。據中國工業(yè)互聯(lián)網研究院測算，2023年，我國工業(yè)互展。據測算，2023年工業(yè)互聯(lián)網帶動一、二、三產業(yè)的增加值規(guī)模分別據分析和AI算法，實現了設備狀態(tài)實時監(jiān)測、故障預判和性能優(yōu)化，有準預測和調度，借助AI預測模型，提高了風電、光伏電站的發(fā)電量預測6.調度環(huán)節(jié)：通過集成高級分析工具和AI算法，調度中心能夠更加器與智能電池管理系統(tǒng)（BMS），實現精準監(jiān)控與優(yōu)化調度增強，有效平滑新能源出力、提升電網穩(wěn)定基礎設施共建共享，提高基礎資源綜合利用效率，降低建設和運營成本，成果的工程化、產業(yè)化，培育工業(yè)互聯(lián)網與電力行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網融合創(chuàng)新應用的實施架構總體分為設備層、廠行業(yè)層由連接電力行業(yè)發(fā)輸變配用儲等各環(huán)節(jié)的信息系統(tǒng)或平臺組三、工業(yè)互聯(lián)網與電力融合應用場景享，確保團隊間高效協(xié)同，有效管理設計變更，內自由構思和修改設計，實現從概念到三維模型的無縫轉化。3D打印技能。更重要的是，3D打印的靈活性允許使用多種材料，包括高性能工程/下限等進行動態(tài)調整與優(yōu)化，確保市場機制始終與電力系統(tǒng)發(fā)展、市場二維碼、RFID等技術自動采集數據，實現實時追蹤。在生產線上，系統(tǒng)測潛在問題，實現預防性維護，減少停機時間。此外，通過與ERP、MES產數據，優(yōu)化排產調度，提高設備利用率。此外，大數據分析與AI算法業(yè)提供決策支持，實現焊接質量的持續(xù)改進和接聯(lián)動控制系統(tǒng)自動調整，大幅縮短故障響應時間。同時，AI輔助決策傳遞效率低，缺乏即時性，影響了故障處理速度和機），理系統(tǒng)。借助AI算法分析這些海量數據，系統(tǒng)能夠自動診斷潛在故障，水電運行智能分析決策是提升水電站運營管理效率與效益的核心環(huán)機運行狀態(tài)，實時傳輸數據至工業(yè)互聯(lián)網平臺，運用AI算法對大量數據時掌握全場站群的運營概況，快速識別并定位問題，甚至通過AI算法預24小時不間斷監(jiān)測溫度、電流異常、短路征兆等火災前兆，利用AI模型各環(huán)節(jié)的智能傳感器網絡，實時采集溫度、壓力、輻射水平等關鍵參數，無法保證巡檢的及時性和全面性，進而影響變類難以直觀發(fā)現的問題。數據實時傳輸至監(jiān)控中心，通過AI算法分析，站、輸電線路等各種復雜環(huán)境之中。通過佩戴VR頭盔和交互設進建議，定制個性化學習路徑，提升培訓效率與效果。此外，VR培訓易能與分布式能源互動提供智能化解決方案，使得能源系統(tǒng)能夠實時感知、術，構建核心算法模型庫和樣本庫，利用先進的AI算法與機理算法融合任務繁重等諸多問題，形成基于一套智能平臺基應，實現電力供需的動態(tài)平衡；三是智能電力客服互動平臺，構建基于人力、折舊等成本進行多維度精細分攤，然后借助BI工具構建成本監(jiān)控動化，運用GIS、BIM等技術，精準記錄設施屬性、啟用日期、預計使用的規(guī)范性和安全性。利用GPS定位、RFID等技術跟蹤作業(yè)人員位置，確建議反饋機制，形成閉環(huán)管理，不斷改進電力虛擬電廠與工業(yè)互聯(lián)網的融合還加速了綠色金融和碳交易市場的創(chuàng)識別節(jié)能降碳的空間與潛力。結合AI算法，為園區(qū)企業(yè)提供個性化的能用AI視頻分析、無人機巡檢等技術，提升園區(qū)安全管理水平，確保生產用大數據分析與AI算法深度挖掘能耗模式，實現能源流的透明化與智能化資源配置。AI與大數據分析的應用，使得風險評估更精準，成本控制5G+工業(yè)互聯(lián)網在微電網控制中的應用，構建高速、智能的數據通信AI模型依托5G和工業(yè)互聯(lián)網平臺部署于微電網側，實時此外，5G賦能的微電網控制系統(tǒng)能夠無縫對接上級電網調度中心，備，快速平衡電網供需，維持電壓穩(wěn)定。同時，5G支持的高精度定位與在核電站內，5G網絡被用于部署大量高精度傳感器，實時監(jiān)測反應控制室提供即時反饋，增強對緊急情況的快速響應能力。同時，5G支持此外，5G還促進了核電站的數字化與自動化升級，如遠程操控機器業(yè)精度與效率。在緊急情況下，5G的高可靠性通信保障了應急指揮系統(tǒng)足復雜地形與廣域電網的監(jiān)測需求。5G的超高速數據傳輸能力使得無人5G的超低時延特性確保了無人機的遠程操控幾乎達到實時反饋，操在面對自然災害或突發(fā)事故引發(fā)的電力中斷時，5G技術在電力應急救援機構等關鍵設施的電力供應。同時，5G網絡支持的遠程操控技術使此外，5G還強化了通信的連續(xù)性和穩(wěn)定性，確保在傳統(tǒng)通信網絡可蓄意破壞等安全事件的發(fā)生。此外，5G的低時延特性確保了監(jiān)控畫面與5G技術推動了無人機與無人巡邏機器人的廣泛應用，這些無人設備能夠深入人難以觸及或危險區(qū)域，進行定期或不定期的巡邏檢查。通過5G網絡，無人機和機器人能夠實時回傳高清視頻和傳感器數據，實現對四、工業(yè)互聯(lián)網網絡與電力融合應用5G應用在鋼鐵、電子制造、礦山、電力、港口等諸多工業(yè)領域復制確定傳輸、應用擴展等維度的全面提升。孵化遠程集控、L4自動駕駛、成工業(yè)5G融合終端、TSN交換機、工業(yè)光網設備等一批具備量產潛力的廣域網（WAN）以及與外部通信網絡的接口。通過有線和無線方式將各類術如Wi-Fi、ZigBee或LoRa等。這種多層次的架構確保了電網運行數據網絡等技術相互聯(lián)通，并將數據上傳至云端服務器1.設備層現場設備的通信協(xié)議復雜多樣，標準不統(tǒng)一。電力企業(yè)設及WiFi/LoRa/ZigBee等短距離無線通信，但不同類型的終端采用不同的2.廠（場）站層組網以成熟技術為主，新興業(yè)務接入面臨挑戰(zhàn)。電成“業(yè)務孤島”。3.企業(yè)層網絡分區(qū)明確，業(yè)務交互和數據應用難度高。電力企業(yè)根控制區(qū)（安全區(qū)II），通過電力調度數據網縱向連接。管理信息大區(qū)劃4.行業(yè)層缺少專有網絡通道，影響信息共享和工作協(xié)同效率。電力新系統(tǒng)和新終端，5G應用場景側重于監(jiān)測類業(yè)務的落地應用，控制類業(yè)務仍在探索實驗階段，分布式光伏、微電網、虛擬電廠、配電網等與5G1.設備層增強網絡的高融合、可拓展性，提高設備互通互聯(lián)水平。2.廠（場）站層增強網絡的擴展和傳輸能力，支撐新業(yè)務應用。建端形成協(xié)同。建立端到端網絡接入規(guī)范，制定一是靈活組網，通過5G和邊緣計算技術大幅提升終端、場站設備接入，安全監(jiān)測與應急響應等場景需要進行高清圖像視頻的上行傳輸，需依靠5G網絡通過引入超級上行、不同的上下行配比提升上行帶寬；四是高并電站（樁）、電能質量監(jiān)測等各類業(yè)務的設備、儀表的數據采集需要5G（1）建立終端通信標準。細分接入終端的類型，從業(yè)務角度，細分IT設備、物聯(lián)網設備。按照終端類型不同，建立終端的通信技術標準，（2）新型智能設備進行接入時可使用疊加模式，如電力無人機、智（3）在增強原有設備功能時可使用升級模式，對已有生產設備和網為支撐場站層不斷涌現的新業(yè)務和新型終端接入需求，應積極引入TSN、5G、邊緣計算等新型技術，升級和豐富現有網絡能力，有力支撐新（TSN）技術作為國際公認新一代工業(yè)網絡演進方向，能夠基于標準以太網實現不同優(yōu)先級業(yè)務數據提供差異化且確定性的高可靠通信服務質量性、基于軟件定義網絡（SDN）架構的資源配置能力等可以滿足電力廠站通過時間敏感網絡（TSN）技術建設電力廠站通信網絡可取得以下成（2）應用時間敏感網絡（TSN）技術平替配電接入網EPON或以太網和態(tài)勢感知業(yè)務；采用單芯光纖和低成本極簡網絡，設備成本節(jié)約30%，電力企業(yè)應嚴格按照“安全分區(qū)、網絡專用、橫向隔離、縱向認證”5G電力虛擬專網覆蓋通信終端、接入網、承載網、核心網、安全接電力5G虛擬專網通過網絡切片功能，支持靈活組網，業(yè)務速率與物智能決策、遠程運維與技術支持和安全保障與五、工業(yè)互聯(lián)網標識與電力融合應用二級節(jié)點、企業(yè)節(jié)點和遞歸節(jié)點。其中國家頂級節(jié)點，上接各類根節(jié)點，實現資產全生命周期數據的貫通共享。另外一方面通過將設備編碼和RFID技術相結合，實現對設備標識編碼的自動讀取、解析，減少跨階段NFC、主動標識（UICC卡、MCU、模組、終端等）等多種載體方式，依據對線路桿塔、導線、接地裝置、絕緣子等對高壓配電柜、低壓開關柜、控制箱等編碼對氣體、液體、金屬、絕緣等各類物料進對電力訂單、倉單、物流單等單據進行編碼（3）標識編碼：電力行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網標識編碼由標（2）數據傳輸：提供可靠的數據傳輸通道，實現電之間的數據交互。中間件可以支持多種通信協(xié)議，如MQTT、CoAP等（3）安全認證：保障電力設備與云平臺之間的安全電力行業(yè)頭部企業(yè)或具備相關服務能力的行業(yè)企業(yè)可申請建設標識六、工業(yè)互聯(lián)網平臺與電力融合應用配的及時性和準確性，降低庫存成本。同時，客戶關系管理系統(tǒng)（業(yè)還借助平臺開展能效管理與碳足跡追蹤，積極狀況，及時發(fā)現與解決問題，進而驅動信息系術研究仍處于初級階段，智能化應用較為零散，缺乏統(tǒng)一的平PaaS服務能力層，通過工業(yè)微服務組件庫，集合多種標準化、可復用的存算能力，支持多種數據庫技術，如時序數據庫、關系形成通用PaaS服務能力，提供人工智能、區(qū)塊鏈及數字孿生等技術的通用PaaS服務能力，具備高度的靈活性和可擴展性，能夠快速響應業(yè)障數據高效集成與安全共享。其次，集成AI等技術，對海量數據進行深動決策智能化。再者，構建開放合作生態(tài)，提供開發(fā)者工具與API接口，七、工業(yè)互聯(lián)網數據與電力融合應用2019年6月，工信部黨組審議通過《國家工業(yè)互聯(lián)網大數據中心建廠（場）站層已普遍采用監(jiān)控與數據采集系統(tǒng)（SCADA）、能量管理系統(tǒng)（EMS）、配電網管理系統(tǒng)（DMS）、火電廠級監(jiān)控信息系的數據，為數據分析和決策支持提供統(tǒng)一的數據基礎。此外，借助API4.行業(yè)層電力數據標準與規(guī)范逐漸豐富，數據共享與生態(tài)構建開展1.電力裝備全面感知數采能力提升，保障數據質量與完整性。電力模型，實現多源異構標準化接入，實現源-網-荷-儲各側終端與業(yè)務互聯(lián)2.全業(yè)務全環(huán)節(jié)數據有效整合，數據治理和數據驅動決策能力穩(wěn)步算法進行統(tǒng)一部署、訓練和升級，提升系統(tǒng)持消息隊列遙測傳輸（MQTT）、超文本傳輸安全協(xié)議（HTTPS）、實時流傳輸協(xié)議（RTSP）、開放式網絡視頻接口論壇（ONVIF）等多種協(xié)議。其中，MQTT協(xié)議主要對接結構化數據內容，可接入變電站智能網關、巡檢機器人、無人機機庫、門禁等終端。HTTPS協(xié)議主要用于文件傳輸和API視頻等數據內容傳輸。RTSP協(xié)議主要用于傳輸實時視頻流，在終端不支持GB/T28181協(xié)議時可以用RTSP的直播流替代。ONVIF協(xié)議也八、工業(yè)互聯(lián)網安全與電力融合應用層面持續(xù)完善工業(yè)互聯(lián)網安全政策體系。2019年7月，工業(yè)和信息化部規(guī)劃了工業(yè)互聯(lián)網安全工作的方向，引領產業(yè)發(fā)展。2020年工業(yè)和信息化部發(fā)布了《工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021—2023年）》，提出業(yè)互聯(lián)網應用，提升安全生產水平。2022年，《工業(yè)和信息化部辦公廳行數據安全保護義務。2024年，工業(yè)和信息化部印發(fā)《工業(yè)互聯(lián)網安全備，近14萬家工業(yè)企業(yè)，165個重點平臺，監(jiān)測預警、威脅處置等保障據、管理制度等方面形成了一定的網絡安全地）分析，處理結果實時專網上報，企業(yè)云端AI智能大數據分析的架構認證（MFA）技術，確保只有經過身份驗證的用戶才能訪問所需的數據資九、組織實施極探索5G、標識等工業(yè)互聯(lián)網技術成果與電力行業(yè)的融合創(chuàng)新，推動電加模式接入新型智能設備；應用5G虛擬專網、TSN和邊緣計算等技術，區(qū)塊鏈、數字孿生、物聯(lián)網、人工智能、通用PaaS、數據湖等；建設智式，開啟新一輪電力行業(yè)+工業(yè)互聯(lián)網融合應用規(guī)劃，不斷提升融合應用聯(lián)合電力企業(yè)、行業(yè)協(xié)會、科研院校組建工業(yè)互聯(lián)網+電力行業(yè)專家咨詢點發(fā)展方向和關鍵技術共建產業(yè)學院、聯(lián)合附錄一典型案例工業(yè)互聯(lián)網作為新一代信息通信技術與工業(yè)經濟深度融合的應用模工程在智能網關、數據治理及數據加密上取得了10余項關鍵技術突破，大幅提升。首批接入的試點電站，日水情預報精度提高了5%，設備等效設模式，整體投資較常規(guī)方式至少節(jié)約了2/3。技術推動電網業(yè)務提質增效，助力新型電力系統(tǒng)建設。（2）利用AI機器視覺、圖像識別等技術，對設備表計、設備位置、異物、滲漏油、外觀破損、壓板、空開等28類設備缺陷進行智能識別，并自動生成巡檢報告。算法驗證針對缺陷場景提供10,000設備狀態(tài)識別準確率達到90%以上。運行工況、在線監(jiān)測、設備履歷等多維數據的關聯(lián)與融合，采用VR技術（2）經濟成效。通過遠程智能巡視，可完全代替人工例行巡視，巡視效率提升了90%，應急速度提升了75%，以宜昌電網為例，每年可減少風電機組超2萬臺，光伏逆變器超6萬臺，容量超50GW，實時視頻超5礎設施池化調度，采取云邊協(xié)同的資源管理調度技術，實現全國IaaS基準，開展風光儲數據標準化，累計140余種風電機型、30余種光伏逆變器、10余種儲能設備的多源異構生產數據融合，形成數據資產目錄，上成各類業(yè)務資源池。構建數據產品超市，開展數據資產入表，上線200余類API標準數據服務、近百類個性化數據服務，已服務公司內外近30分析、視頻圖像、無人機、音頻診斷等多類算法的總部+場站的云邊協(xié)同現近30類業(yè)務上云，降低50%的模型部署運維IOT設備升級周期約六分之一，降低帶寬占用約95%。服務器減少240余臺，計算卡減少近千張，累計節(jié)約2500余萬的采購成本。核工業(yè)互聯(lián)網平臺（DHP）是以核電廠實際應用需求為牽引，與新一難等問題，基于變電站遙測、配電自動化終端和HPLC智故障對供電的影響。有效輔助調度員縮短每次配網故障處置0.5h，配網運維班組縮短每次故障巡線時間1h，結合配電自動化系統(tǒng)的使用，有效（1）構建配網電力工控安全靶場，寧波供電公司搭建了一套最大限（2）組建網絡安全研究團隊，寧波供電公司內部組建配網安全研究（3）開展產學研用體系實踐，依托電力靶場，常態(tài)化開展配網設備（2）實現配電終端高效檢測，研發(fā)應用全省首款配電終端網絡安全固的智能配電終端，可有效降低黑客惡意攻（3）促進人才專業(yè)技能提升，提供網絡安全專業(yè)人才孵化標準化平當前燃煤電廠環(huán)保島各凈化設備單元的運行和維護存在著以下三方部氨過量，造成脫硝效率低下、催化劑壽命降平臺采用微服務框架進行開發(fā)，以微服務k8s容器化方式部署，微服務托管在Edas分布式應用服務組件下，平臺按基礎功能和業(yè)務功能進行為例：實現場站數據的快速采集，極大的提高了接入效率，從以前的2~數據驅動的創(chuàng)新應用，旨在推動企業(yè)向更高“3”是構建數字孿生智慧電廠核心技術。物聯(lián)網技“N”是代表多個創(chuàng)新應用。生產經營管理，基于數發(fā)揮工業(yè)互聯(lián)網+數字孿生在安全管理、設備維護、智能運維、工廠安全生產數智化領域的全面自主創(chuàng)新，獲得國家《十四五規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》提出打造自主可控的標識解析體系、標準體系、安全管理體系，穩(wěn)步推進“工業(yè)互聯(lián)網+智能制嚴重制約了企業(yè)的轉型升級和電力行業(yè)工業(yè)物賦予唯一一個身份ID，向下聯(lián)設備，向上接應用，實現信息采集、信行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網標