物联网技术在电网企业的应用

第 1 章 物联网概述 1

1.1 物联网的相关定义 1

1.2 物联网的特征 2

1.3 物联网发展态势 2

1.4 电网二次系统与物联网 4

第 2 章 物联网架构与应用领域 7

2.1 物联网体系架构 7

2.1.1 感知层 7

2.1.2 网络层 8

2.1.3 平台层 8

2.1.4 应用层 8

2.2 物联网技术架构 9

2.2.1 感知层的关键技术 10

2.2.2 通信层的关键技术 11

2.2.3 应用层的关键技术 13

2.3 物联网组网 17

2.4 物联网应用领域 18

2.4.1 智能电网 19

2.4.2 智能交通 19

2.4.3 智能物流 20

2.4.4 智能家居 20

2.4.5 金融服务 20

2.4.6 工业 4.0 21

2.4.7 环境监测 21

2.4.8 国防军工 21

2.5 物联网技术在智能电网的应用 22

2.5.1 物资管理 23

2.5.2 基建管理 24

2.5.3 安全生产管理 24

2.5.4 电力营销管理 25

第 3 章 生产域物联网应用 26

3.1 应用蓝图 26

3.2 现场作业监控类场景 27

3.2.1 现场作业规范化管理 27

3.2.2 现场作业安全监控 32

3.2.3 现场作业人员定位 34

3.2.4 现场作业人员绩效管理 38

3.2.5 现场作业安保管理 39

3.2.6 变电站安全作业监控 41

3.3 生产设备在线监测类场景 44

3.3.1 输电线路智能在线监测 44

3.3.2 变电站智能化状态监测 46

3.3.3 地下电缆定位管理 48

3.3.4 智能配电柜应用管理 53

3.3.5 配电网智能运检管控系统 56

3.4 巡视运维管理类场景 59

3.4.1 输电线路巡视路线管理 59

3.4.2 变电站巡视路线管理 62

3.5 规范化管理类场景 64

3.5.1 电气五防管理 64

3.5.2 两票操作规范化管理 66

3.5.3 智能配电房设备台账监控 69

第 4 章 物资域物联网应用 73

4.1 应用蓝图 73

4.2 仓储管理类场景 74

4.2.1 智能仓库管理74

4.2.2 仓库环境监测82

4.2.3 供应商管理库存监控 84

4.2.4 物资退役回收管理 86

4.3 物资配送监控类场景 89

4.3.1 物资生产过程监造 89

4.3.2 抢修物资调配管理 93

4.3.3 物资配送在途监控 96

4.3.4 物资运输防盗监控 98

第 5 章 基建域物联网应用 101

5.1 应用蓝图 101

5.2 应用需求分析与设计 101

5.2.1 基于 RFID 的电子化移交 101

5.2.2 施工进度监控 105

5.2.3 施工人员绩效管理 107

第 6 章 营销域物联网应用 110

6.1 应用蓝图 110

6.2 应用需求分析与设计 110

6.2.1 应用需求分析 110

6.2.2 应用设计思路111

第 7 章 其他域物联网应用 113

7.1 应用蓝图 113

7.2 应用需求分析与设计 114

7.2.1 综合环境监测 114

7.2.2 工器具管理 116

7.2.3 电动汽车充电桩管理 121

7.2.4 物联网终端管理 126

7.2.5 保供电移动应用 129

7.2.6 室内综合监控管理 131

7.2.7 电力通信光缆交接箱智能管理 134

7.2.8 智慧路灯应用管理 138

第 8 章 电力物联网信息安全 145

8.1 概述 145

8.2 物联网面临的安全风险 147

8.3 电力物联网信息安全探讨 148

8.3.1 电力物联网的网络特征 148

8.3.2 电力物联网安全防护必要性 149

8.3.3 信息安全总体构建思路 150

8.4 信息安全防护技术手段 152

8.4.1 感知层的安全防护 152

8.4.2 网络层的安全防护 154

8.4.3 平台层的安全防护 156

8.4.4 应用层的安全防护 159

第 9 章 电力企业对电力物联网的应用展望 162

9.1 电力物联网应用设计思路 162

9.2 物联网的数据价值 162

9.3 5G 移动通信技术的应用 163

9.4 物联网与移动应用的融合展望 164

9.5 电力物联网的关键应用领域 167

参考文献 169

物联网是互联网的延伸，连接了数目更加庞大的计算机设备、智能设备和感应终端，形成一个更大范围的信息网络，结合自动化技术，促进更广泛的人与人、人与物、物与物的自动化、智能化协作，在工业领域将产生巨大的变革推动力，催生出众多的业务形态。电力系统物理上天然一体，在世界上可算作*为复杂的工业网络系统，在管理上有两个特点：一个是管理难度大，电力系统具有数目庞大的生产、运营设备和各类作业人员及现场，精益化管理面临诸多困难；另一个是管理要求高，电力行业是涉及国计民生的重要基础行业，其运营管理必须高度安全可靠。这些特点为物联网技术在电力行业中的应用提供了巨大空间，物联网技术有助于解决庞大设备资产的高效和精益化管理问题，同时其采集的关键数据业务为安全可靠地管好电网提供了重要的信息与数据基础。

既有的电网二次系统偏重于生产运行及控制，而物联网技术将应用于资产管理、设备运维、市场营销、安全管控、现场人员及作业管控等各方面，在发、输、变、配、用电各环节开展更广范围、更深层次、更具有主题特点的应用。由于其采集的数据与信息均来源于同一个工业系统，天然具有高度协同和关联性，也必将与二次系统和各类信息化系统所产生的数据相互融合补益。电力系统自建了大量通信基础设施，这也是电网企业发展应用物联网技术的优势之一。

本书分 9 章阐述了物联网技术在电网企业中的应用。第 1 章首先对物联网的内涵进行阐述，综合各方对物联网的描述，并提出了本书的理解。阐述了物联网的特征、物联网的应用和二次系统与物联网的关系，目的是让读者对物联网及其发展趋势有一个整体认识。第 2 章阐述了物联网体系架构、技术架构、组网架构和应用领域，目的是简要介绍物联网的架构与应用领域。第 3～7 章阐述了物联网技术在电网企业中的生产、物资、基建、营销和其他域的应用蓝图，并详细阐述了每个应用点的需求分析和设计思路，列出了各个应用点在物联网架构中感知层、网络层和应用层的需求，让读者更深入了解物联网技术在电网企业中的应用方向和技术实现。第 8 章通过对物联网安全风险进行分析，对电力物联网信息安全进行探讨，提出信息安全解决方案。第 9 章提出电力企业对电力物联网的应用展望。

由于编写时间仓促，本书难免存在疏漏之处，恳请读者提出宝贵意见。

编 者

2019 年 1 月

物联网技术迅速兴起和完善，其与电网企业业务融合，将极力推动电力能源工业的快速发展。
本书共分 9 章，主要内容包括物联网内涵、特征、体系架构、技术架构、组网架构和应用领域，物联网技术在智能电网中的应用，在电网企业生产域、物资域、基建域、营销域和其他域的应用蓝图、需求分析和设计思路，电力物联网信息安全，以及电力物联网的应用展望。

本书由中国南方电网有限责任公司下属广州供电局有限公司组织相关专学者组成的编写团队编写而成，团队包括王柏勇等人。

序

前言

电力系统的一次部分是自然互联的，将物联网技术应用于电网企业，是电力二次部分发展的需要和趋势。本书从电网企业的实际业务应用需求出发，给出了物联网关键技术在电网企业中的生产、物资、基建、营销及其他业务领域的应用设计，并探讨了电力物联网的安全问题和应用展望，为电力物联网的设计与建设提供参考。