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电力三网融合 物联网安全面临难题

行业上下游中国仪表网2012年08月03日 14:24人气:5590

  ICT技术在智能电网的建设中将扮演重要角色,智能电网也有望成为电信运营商新蓝海,但受限于理念、技术等多种原因,电信、电力行业达成大规模合作,乃至实现电网、信息网和通信网“三网融合”尚面临诸多难题,首要的就是安全。
  
  又到一年冰雪季,1月初,各地电煤库接近警戒线,纷纷拉闸限电。
  
  事实上,为应对需求侧用电波动影响,提高电网调度调配能力,减少输配环节损耗,2009年我国电(600795,股吧)力行业已启动智能电网建设,并将其纳入到中长期发展计划之中。专家预测到2020年,我国在智能电网领域的总投资规模或达到上万亿元。清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统研究所何光宇副教授指出,智能电网的关键是数字化、网络化和信息化。
  
  无疑,ICT技术将在智能电网的建设中扮演重要角色,未来数年内智能电网也有望成为电信运营商的新蓝海。然而据《通信产业报》(网)记者了解,受限于理念、技术等多种原因,电信、电力两大关系到国计民生的基础行业达成大规模合作,乃至实现电网、信息网和通信网的“三网融合”尚面临诸多难题。
  
  新蓝海
  
  智能电网即建立在集成、高速通信网络基础之上的互动性电网,其重要特征是能量流和信息流在供货商和用户间的双向流动。
  
  “目前我国电力行业发电、输电、配电、变电、供电、用电等环节信息化基础较好,智能电网解决的更多是效率和安全的问题。”传感网国家标准工作组副秘书长邢涛对记者表示,电力公司通过传感网、物联网等ICT技术,可获取多方面信息,提高电网运行效率,节能减排,实现可靠供电,并对自有设备的安全状况进行掌控。
  
  一方面,用户可根据不同时间段电价的波动,来控制家电设备智能用电,节省用电成本,甚至可以自己生产电力(太阳能等),通过网络返销给电力供货商;另一方面,电力公司也可根据不同地区、不同时间段电网的波峰和波谷情况进行智能调度,实现可靠供电,一位电信运营商人士向记者描述道。
  
  事实上刚刚过去的2009年算得上是全球“智能电网元年”,4月美国奥巴马政府公布了总投资45亿美元的智能电网计划,希望升级、改造、统一复杂的电网,全面发展节能汽车和电动汽车;同年欧盟公布了其超级智能电网计划;5月,中国国家电网公司宣布将建设以特高压电网为骨干网架的“坚强智能电网”。据专家预测,到2020年,我国在智能电网领域的总投资规模或达到2万亿元。
  
  目前,我国对“坚强智能电网”的定义是,以坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,以智能控制为手段,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合,是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。
  
  ICT技术在智能电网建设中的重要意义毋庸置疑。记者了解到,全球ICT巨头现均已进入智能电网新蓝海,包括IBM、西门子、谷歌、英特尔等公司。
  
  理念坚冰
  
  “但这并不意味着智能电网就是电网的基础设施与通信网的基础设施的简单叠加。”传感网国家标准工作组电力行业应用调研项目组姚道远博士对记者表示。
  
  记者了解到,其实电信行业和电力行业双方对此有着不同的观点和认识。
  
  姚道远来自重庆邮电大学,他对电力行业的ICT需求进行了详尽调查。他告诉记者,目前现有的ICT技术加以改造就可以满足电网用电等环节的信息化需求,但是电力行业并不愿意将其他一些重要领域交由电信运营商提供支撑。
  
  “ICT需求一旦由电信运营商来满足,电力行业对信息的掌控就需要通过电信运营商来实现,他们更强调自己把握重要信息。”姚道远说。
  
  这一观点的背后是电力行业专家对安全的要求。一方面,这些专家对传感网、物联网等技术运用到电力系统中持谨慎态度;另一方面,他们并不愿意接纳并不成熟的技术。
  
  但据记者了解,目前电力行业内专家并非都排斥电信运营商,一部分专家认为信息网络应租用运营商网络,而另一部分则认为应自建专网。
  
  “这其实是可以理解的,电力行业关系到国计民生,实在太过重要,而且对网络安全要求较高,需要实现恶劣环境下的通信可靠和信息采集的精确。”姚道远分析道。
  
  一位不愿具名的电信运营商人士则持不同意见,他对记者表示,电力网、信息网、通信网“三网合一”后,电网信息将不再是静态的,而是动态的,他对电网自建专网的能力持怀疑态度。
  
  这位人士认为这涉及到行业文化的问题,因为电信和电力都是基础行业,在其传统观念中社会化分工意识不强。此前,重庆移动总经理沈长富在谈到物联网发展遇到行业壁垒时也表达过类似的观点。
  
  这位人士还表示,“智能电网”可能出现的大规模投资使得行业内原有的价值链条更为牢固,电信运营商的进入就将打破价值链,因此运营商会面临更为激烈的竞争,利润很难回收。他表示,未来向服务型转变的家电企业也将是电信运营商在智能电网用电环节的有力竞争对手。
  
  新加坡开锐管理咨询电信事业部运营总监邓敬文则对记者表示,在智能电网领域电信运营商如希望有所突破还是应在可靠性和安全性上加大投入力度。
  
  与需求存落差
  
  事实上,运营商自身的理念首先应进行转变。
  
  记者了解到,虽然运营商在电力行业的远程网络抄表、负荷管理、配变监测、远程视频监控、智能巡检管理、企业信息化(OA、MAS)等领域都有着相应的解决方案,但目前推广较好的产品还是电力抄表。
  
  邓敬文对记者表示,在三大运营商中电力行业是中国移动较为重要的一个行业信息化领域。虽然,日前中移动已于南方电网达成战略合作协议,但是中移动与电力行业较为深入的合作更多的还是在地市公司层面,大型的全国范围内跨区和跨省的较少,就算是一些合作也多集中在供电和用电环节,在发电、输电、配电、变电等环节鲜有合作。
  
  一位运营商人士指出,不论是中国移动、中国电信还是中国联通(600050,股吧),到目前为止并没有思考清楚行业信息化到底如何去推进。“他们看不到生产流程与生活流程之间的差异。”他说,电信运营商传统的网络是为人服务的,并不适合机器到机器和人机通信服务。
  
  电力系统通常所处的环境异常复杂,包括地铁巷道等地下环境、封闭空间,甚至强电磁干扰环境等。突发情况导致的电力通信设备故障或损坏,都可能导致无线链路中断、通信质量不稳定,甚至出现根本无法通信等问题,将严重影响复杂环境下电力系统的可靠通信。
  
  姚道远举例表示,面向生产车间供智能电网应用的工业级TD-SCDMAM2M终端、工业级ISA100.11a/TD网关需要长期在复杂的环境中工作,环境温度、湿度与电流、电压的起伏都将对终端造成损害。“除了终端本身外,终端的结构、接口与功耗等也都需要满足智能电网的使用需求。”他说。
  
  中国移动研究院物联网实验室刘玮表示,物联网环境下90%以上的终端都是低移动或不移动,而为了仅有的10%的可能性按照传统移动终端要求给终端附加很多功能,显然是不合适的。他说:“网络设备的成本很难降下来,因此要对移动通信网络进行优化,在协议上进行删减。”
  
  刘玮还表示,在带宽不够宽的情况下,基于TCP协议来传输效率很低,因此中国移动提供了一个协议组。但也有业内人士对记者表示,目前中国移动M2M协议组的传输效率并不理想。
  
  只有在较好地满足了电力行业现有的信息化需求之后,电信运营商才有可能在智能电网服务上达成更多的合作。
  
  契合电力行业主题
  
  在智能电网领域,电信运营商首先有望规模切入的领域还是在用户侧,但是如何摆脱管道化,开拓商业模式的问题依然严峻。
  
  邢涛表示,由于电力行业的服务关系到千家万户,因此电力行业企业大都具有庞大的客户群,如何与数量庞大的客户做好沟通,达到良好的用户满意度,是目前电力行业企业普遍关注的问题。
  
  一方面,电力行业企业用户端信息系统开发能力不足,与用户沟通的手段比较薄弱,而电信运营商最大的优势在于解决到最终用户的问题;另一方面,电力行业采集用户信息比较困难,如“什么时间用了多少度电”等等,运营商有着庞大的用户资源,可帮助电力企业实现用户信息的交互。
  
  “但需要注意的是信息安全和信息共享问题。”分析人士建议。
  
  此外,当智能电网延伸到智能家居环节时,电信运营商更需要为用户提供智能交互界面,并与“网上银行系统”联网,通过这一界面帮助电力企业实现财务流的交互,实现用户网上缴纳和网上返销电力等功能。
  
  值得注意的是,尽管这些服务有着较好的开拓前景,但商业模式并不清晰。
  
  “向谁收费?如何收费?如何结算?”一位运营商人士质疑道。
  
  邓敬文指出,运营商服务电力行业信息化应结合电力行业自己提出的主题。他表示,智能电网概念的重要意义在于电力公司开始向服务型企业转型,运营商可将自己服务品牌的建设和传播与电力企业结合,让电力用户感受到不同的服务品质。
  
  “目前电力行业企业的竞争主要是在发电行业的竞争,下一步的趋势是在输电行业的竞争。发电和电网输电的竞争对民生将带来怎样的好处,用户没有感知,如何在这些层面利用信息化手段拉近电力公司与用户的距离是运营商需要考虑的命题。”邓敬文说。
  
  事实上,帮助电力企业整合CT系统,电信运营商并非没有机会。在电力行业中央企较多,目前央企信息化建设的一个重要内容就是统一化的管理,这也是智能电网建设的要求,这就需要实现从发电到最后的用电的整个链条的管理,那么集团与基层的通信往来是否顺畅,跨环节的平台整合是否流畅,全国范围内跨地区、跨价值链的信息如何整合,都将是电力企业需要考虑的,例如从北京到云南就面临跨地区、跨价值链的信息整合。“电力企业在这些领域不同程度地需要运营商的支撑”,分析人士表示。
  
  典型应用
  
  运营商电力信息化服务多
  
  无线电力抄表
  
  人工抄表不仅耗时耗力,还可能存在数据误差、抄表时间不同步、速度慢等缺点,智能电网时代用户电力信息更为复杂。电信运营商无线抄表可大大降低人工成本,降低抄写误差,并远程实现对用电量的监控,便于电力企业及时进行电力传送调度。
  
  无线路灯控制方案
  
  随着城市规模不断扩大,路灯管理和维护成为重要的问题,电信运营商无线路灯监控方案可实现终端自动报警,报警信息实时传送到负责人手机;控制中心系统遥测;路灯防盗报警;路灯根据天气、季节以及突发情况远程调控;电压、电流等参数采集等功能,可帮助市政部门有效提高道路照明质量,保证城市整体亮灯率和设备完好率,避免电能、人力物力无谓浪费。
  
  无线设备监控方案
  
  电力企业变电所、变压器等配电设备数量巨大,分布范围广而且分散,对数据的实时性和准确性要求都较高,无线设备监控解决方案,可对电力设备的使用情况进行监视,降低电力公司监控设备成本支出,完善电力网络的预警能力和抵抗能力。
  
  负荷管理方案
  
  电力负荷管理用于实时监控客户侧,尤其是100kVA以上的大客户的用电负荷、电量等现场信息,具有数据采集、防盗电、控制负荷等功能。在电力紧缺时,应用电力负荷管理系统可以有效缓解电力供需矛盾,实现有序用电。在电力供需矛盾缓和时,电力负荷管理系统能够改善和提高对客户的服务质量,提高用电管理水平。
  
  智能巡检管理方案
  
  线路巡检在电力领域的生产运营和线路维护中具有十分重要作用。在实际工作中普遍地采用人工的工作模式,信息少、效率低,无法满足规范化要求。智能巡检管理业务很好地解决这个对电力企业来说非常棘手的问题,降低了维护难度和工作量。
  
  移动信息化管理方案
  
  电力企业往往具有办公场所分散、人员移动性强等特点,移动信息化管理可为这些职工提供便捷的移动信息访问服务,配合相应的软件,员工可以随时登录内网,完成前线受理业务和后台集中技术、收发内部邮件、批转公文、信息查询等各种办公操作。
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