基于EC

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目标和概述

传统的配电网由靠近居民的“配电自动化主站”、“低压变压器(10kv/400v)”和延伸至每户的低压馈线网络组成。全国电网中低压配电网多达480万个，与4亿多个终端相连。网络拓扑结构复杂，对供电质量有很大影响。目前，它仍处于低自动化和智能化水平，难以快速满足分布式光伏发电、新能源汽车、能量流调度等需求

华为结合传统分销网络构建“云、管理、边缘、终端”的解决方案架构，在“云”层采用物联网平台，服务和数据与微服务架构脱钩，同时引入大数据和人工智能框架；在“管理层”提供丰富的上下行通信方式，支持物联网协议实现设备互联；在“边缘”层采用边缘计算平台，创建统一的智能配送终端硬件平台，使业务可以应用，软件可以定义；将物联网操作系统引入“终端”层，将通信和计算植入终端，使终端智能化。

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解决方案介绍

2.1方案架构

(1)在“云”层，我们利用物联网平台，将业务和数据与微服务架构分离，解决异构系统架构和数据的统一管理。同时，我们引入了设备档案的管理理念，彻底解决了配电“点表”业务场景下复杂的设备部署和运维问题。

具体来说，物联网平台是云化主站的重要组成部分。基于云和微服务架构的物联网平台可以根据需要支持资源的灵活扩展和动态扩展，解决访问能力有限、调试和扩展周期长、应用与数据耦合、应用更新慢和数据共享差的问题。以全云物联网和微服务为指导，采用“物联网平台+业务微服务+大数据+人工智能”的技术架构，实现海量终端连接、系统灵活部署、灵活扩展、应用与数据解耦、在线快速应用，以满足快速响应业务需求、灵活应用扩展、动态资源分配、系统运维集约化的需求。

物联网平台通过北向开放的api接口与主站应用相连。通过物联网平台，实现传感层物联网设备与上层应用的解耦，加快上层应用的迭代速度。经过业务功能软件的微服务，多个业务部门的微服务可以在物联网平台上运行，实现充分的信息共享，打破原有业务系统的信息烟囱。

物联网平台通过物联网mqtt协议向南接入物联网设备。Mqtt协议使用发布/订阅消息模式，可以用很少的代码和有限的带宽为远程设备提供实时可靠的消息服务。物联网平台为每种接入设备建立一个具有自我描述功能的信息模型。信息模型采用json格式，定义了ttu和各种终端设备的属性、上报数据的格式和终端控制命令的格式。通过统一各类物联网设备的信息模型，配合手持终端代码扫描、主站应用和pms交互，实现智能配电变压器终端和低压终端设备的即插即用。

物联网平台完成海量数据的收集和上报后，收集的数据将集中存储在大数据平台中。在这种模式下，云主站的数据和应用是解耦的，降低了应用升级和更新的难度。

随着物联网平台的建设，传统的“烟囱”式系统布局将被打破，业务和数据将被解耦，信息孤岛将被消除，数据分发和应用问题将得到解决。同时，大数据和人工智能分析功能组件为数据价值挖掘提供了更有效的手段。通过对数据的深入分析，可以更好地指导电网的生产运营和客户服务业务的发展。

(2)在“管理”层面，具有丰富的远程网络通信和便捷的本地网络通信能力。上行通信包括光纤有线接入、无线4g等。，而下行通信包括plc电力线载波通信、rf微功率无线和rs485串行通信等。其中plc载波通信支持ipv6协议，实现了大量低压终端设备的ip通信和网络拓扑的可视化管理。

(3)在“边缘”层，采用边缘计算架构，打造新一代智能配变电终端设备，配备硬件平台和软件应用，根据需要部署可定义的设备功能和业务应用。同时，采用国家电网指定的安全加密芯片，实现设备的安全访问。配电主站系统配合华为交流控制器组件，实现对设备、集装箱和应用的远程管理和控制，保证智能配电变压器终端的可靠运行。

智能配送终端作为配送物联网的核心节点，基于边缘计算物联网技术和“硬件平台和业务应用”的设计理念，实现了软硬件功能的解耦。同时，通过国产操作系统、国产双核工业级cpu和国家网络标准加密方案，从信息安全和供应安全等多方面充分保证了系统的安全性。创新引入虚拟化容器技术，实现应用与应用、应用与操作系统的隔离，提高系统的可靠性。通过多厂商应用共存的技术架构，可以满足电力系统从生产到服务的需求，并可以承载多种业务服务。

华为提供的核心板集成了cpu、内存、存储和边缘计算软件平台资源等核心硬件，并提供了丰富的本地接口，包括rs485、rs232、fe、di和pt100，可与各种串口设备、以太网设备和pt100温度监控设备连接。

该软件通过边缘计算架构，定义了智能配变电终端的功能，为低压配电设备提供了精准管理和控制、高效运行和运行指标分析等服务，具有丰富的应用业务应用。同时，依托云协作机制，满足海量设备接入和管控需求，实现配电站区“全数据采集、全状态感知、全业务渗透”，帮助低压配电网从被动管理向主动管理转变，大力提升站区精益管理水平。

(4)在“端”层，引入智能通信单元，为终端低压设备植入通信和计算能力，支持协议转换，解决各种协议适配问题，实现海量终端低压设备的统一接入和管理。

低压设备作为整个系统的数据源，种类繁多，通信方式和通信协议多样，因此很难接入设备。华为提供的物联网智能通信单元是宽带电力线载波通信的产品。基于国家电网高效液相色谱规范和华为PLC-物联网宽带电力线载波技术，可以实现电力线双向、高速、稳定的数据传输。

物联网智能通信单元由外部或内置部署，基于ipv6技术，支持低压设备即插即用、无扰动站区识别、单模停电事件报告等。sdk开发工具支持低压设备制造商的二次开发，将低压设备的“七国八制”协议统一转换为物联网协议，通过远程方式管理和升级低压设备和载波模块，实现大规模设备的统一数据交互和低成本接入。在标准化、软件生态、可扩展性、互操作性等方面，它更好地满足了海量终端设备接入场景的需求。作为分布式物联网发展的引擎，它有助于国家电网“泛在电力物联网”战略的实施。

该方案采用华为内部合作共赢模式，结合电力行业合作伙伴，推动低压配电网向低压配电物联网升级。在架构上，软硬件分离，合作共赢。硬件方面，华为专注于边缘计算核心板，提供给有生产能力的设备制造商生产整机；在软件方面，华为专注于平台软件，业务软件由制造商或第三方提供，以激活生态系统中各合作伙伴的活力，带动电力行业升级，实现多赢。

华为坚持方案演进和技术优化，在分销物联网领域不断投资和贡献，注重顶层设计和实际成果的结合，打造智能分销物联网，实现分销网络的精益管理，不断为客户带来价值，加快企业数字化转型。

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代表性和推广价值

配送物联网是泛在物联网在配送领域的关键应用实践，是满足配送领域技术演进的必由之路，也是推进“三型两网”建设的重要内容和关键环节。通过物联网和边缘计算技术对传统配电自动化系统的升级改造，以及云、管理、边缘和终端架构的全面落地，带动了整个配电网领域的技术升级，是近十年来配电网行业的一次重大技术革命。

整个方案的价值主要体现在:

(1)灵活管理，支持百万设备管理

基于开放架构的物联网管理平台采用分布式架构集群设计，根据站区终端规模进行扩展，演进顺畅，支持海量设备管理。

(2)开放式软硬件平台架构，支持按需业务扩展

它采用边缘计算架构，支持多容器关键技术，具有强大的本地数据处理能力。硬件平台和软件应用满足了配电网业务灵活快速发展和安全生产的需要。

(3)全方位保障

通过硬件加密芯片、安全访问(线路数据加密、站点白名单机制)、操作系统容器(业务隔离)、应用认证等提供全面的安全性。

目前，该方案已部署在国家电网全国无线电分配区域，设备规模超过10万台，并已在山东、江苏、上海、浙江等地设立示范区进行推广。分销网络经历了革命性的变化。智能配电变压器终端具有边缘计算能力、实时数据传感、即插即用终端传感设备、全面的生产状态、按需移动的业务应用、大大提高的预测维护能力、大大提高的供电质量，以及配电站区域的智能自主和精确操作维护。

摘自自动化博览会2019增刊“边缘计算2019专辑”