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——訪山東理工大學智能電網研究院院長徐丙垠
山東理工大學智能電網研究院院長、博士生導師徐丙垠長期致力于配電網繼電保護與自動化、智能配電網研究。近日，徐丙垠在接受本報記者采訪時表示，目前配電自動化系統存在的“痛點”，可以通過建設配電物聯網來解決，建設泛在電力物聯網將帶動電力系統形成巨大產業鏈。
記者：國家電網有限公司年初提出了“三型兩網、世界一流”的戰略目標。您長期研究配電自動化，請談談泛在電力物聯網與配電自動化系統之間的關系。
徐丙垠：建設泛在電力物聯網，其中覆蓋配電網的部分應是重點，稱為配電物聯網。一方面，目前我國的配電網仍然比較薄弱，制約了供電安全性與可靠性進一步提升，需要通過建設一流配電網以及與之相適應的配電物聯網來補齊短板。另一方面，分布式電源、儲能裝置與電動車的接入都在配電網側，用戶與電網的互動主要在配電網中進行，需要通過配電物聯網的建設支持分布式電源即插即用，實現源儲荷網之間的實時友好互動。
常規的配電自動化系統主要針對中壓配電網的監控與故障處理，很少覆蓋低壓配電網，幾乎不涉及負荷側，難以實現分布式電源管理、虛擬發電廠、需求響應等高級應用功能，也不能為其他系統提供配電網的全景數據。而且，目前的配電自動化系統是一個主從式集中控制系統，沒有解決好終端之間的對等通信與數據安全交換問題，不能很好地支持分布式自治控制功能。由于缺少統一的數據模型，硬件與軟件設計開放性差，配電終端與應用軟件的即插即用無法實現。
配電物聯網是配電自動化系統的擴展、升級與提高，具備良好的安全性與開放性，能夠更好地支持面向智能配電網與主動配電網的各種應用，是配電自動化系統發展的新階段。目前配電自動化系統存在的“痛點”，可以通過建設配電物聯網來解決。
記者：您認為泛在電力物聯網建設需要哪些核心技術？
徐丙垠：泛在電力物聯網實現所有電力設備、運行管理人員和用戶的互聯互通，其中的終端與信息處理系統要做到即插即用；軟件設計應打破過去一個廠家包辦的封閉式做法，將應用軟件通過開放式應用程序接口訪問底層數據，使其像智能手機一樣，支持第三方APP接入。
目前的通信協議（如IEC101/104）只是解決了數據傳輸的標準化問題，并沒有對“數據是什么（即數據模型）”做出統一定義。APP在訪問數據時，只有通過查看數據源裝置（系統）設計者提供的信息點表文件，才能了解數據的來源與含義。而信息點表是由各個廠家自行定義的，因此，系統的安裝調試工作量非常大，并且制約了第三方APP的開發與應用，限制了新技術的發展。解決問題的途徑，是采用全球統一的數據模型。可以說，沒有統一的數據模型，就不可能有真正意義的泛在電力物聯網。
現在發布的國際電工標準數據模型，主要覆蓋了變電站自動化、配電自動化與分布式電源等部分的應用，還有相當一部分應用沒有標準模型。在建設泛在電力物聯網過程中，一方面要遵循國際電工標準模型，避免另起爐灶，做重復性的工作；另一方面也要積極參加國際電工標準的制定工作，既滿足電力物聯網建設的需要，同時也推動我國研究成果成為國際標準。
在網絡安全方面也需要核心技術。現有的電力自動化信息系統是一個相對封閉的系統，一般局限在專用網內，而泛在電力物聯網是一個開放的系統，要滿足公用網中終端與用戶的訪問需求，對網絡安全提出了更高的要求。此外，泛在電力物聯網中的終端具備邊緣計算功能，能夠實現分布式自治控制，例如饋線終端不依賴于主站實現故障隔離與供電恢復控制，分布式電源終端能夠接收上游開關動作的信息，在配電線路出現孤島運行狀態時將分布式電源切除，這就要求終端之間能夠進行實時對等通信。目前，終端與主站通信的加密措施耗費大量的軟件與硬件資源，不適用于終端之間通信的安全防護，需要研究針對分布式控制的安全加密技術。
另外兩項核心技術是大數據與人工智能（AI）技術的應用。泛在電力物聯網全面感知電力系統運行與業務狀態，運用大數據與 AI技術分析所獲取的海量感知數據，實現電力系統優化運行、電力設備故障預警與用戶行為分析、市場風險控制等高級應用，對提高電力系統的運行安全可靠性與運行效率、改善用戶服務質量具有十分重要的意義。
記者：您認為泛在電力物聯網將會帶動哪些產業的發展？
徐丙垠：泛在電力物聯網會直接帶動傳感器、電力二次設備以及信息通信（ICT）產業的發展。更重要的是，泛在電力物聯網提供一個安全開放的數據交換、運行控制與管理平臺，將電力設備、電力運行人員與用戶隨時隨地連接起來，將推動分布式發電、儲能、電動車、智能家電、數據分析服務、系統運維服務、電力系統調峰輔助服務、電力交易服務、高效綜合能源利用等新設備、新業務、新商業模式的發展，會圍繞電力系統形成一個巨大的產業鏈。
泛在電力物聯網建設為配電自動化業務的升級與發展提供了巨大的機遇。
在配電自動化和信息化建設方面，國網山東電力一直處于領先地位，為泛在電力物聯網建設奠定了雄厚的基礎。我們將進一步推動與國家電網公司各單位的合作，開展基于物聯網技術架構的新型配電終端研究，實現配網運行狀態更全面的監測分析，配網故障異常的更精準定位診斷，為電力客戶提供更良好的服務交互。
山東理工大學智能電網研究院院長、博士生導師徐丙垠長期致力于配電網繼電保護與自動化、智能配電網研究。近日，徐丙垠在接受本報記者采訪時表示，目前配電自動化系統存在的“痛點”，可以通過建設配電物聯網來解決，建設泛在電力物聯網將帶動電力系統形成巨大產業鏈。
記者：國家電網有限公司年初提出了“三型兩網、世界一流”的戰略目標。您長期研究配電自動化，請談談泛在電力物聯網與配電自動化系統之間的關系。
徐丙垠：建設泛在電力物聯網，其中覆蓋配電網的部分應是重點，稱為配電物聯網。一方面，目前我國的配電網仍然比較薄弱，制約了供電安全性與可靠性進一步提升，需要通過建設一流配電網以及與之相適應的配電物聯網來補齊短板。另一方面，分布式電源、儲能裝置與電動車的接入都在配電網側，用戶與電網的互動主要在配電網中進行，需要通過配電物聯網的建設支持分布式電源即插即用，實現源儲荷網之間的實時友好互動。
常規的配電自動化系統主要針對中壓配電網的監控與故障處理，很少覆蓋低壓配電網，幾乎不涉及負荷側，難以實現分布式電源管理、虛擬發電廠、需求響應等高級應用功能，也不能為其他系統提供配電網的全景數據。而且，目前的配電自動化系統是一個主從式集中控制系統，沒有解決好終端之間的對等通信與數據安全交換問題，不能很好地支持分布式自治控制功能。由于缺少統一的數據模型，硬件與軟件設計開放性差，配電終端與應用軟件的即插即用無法實現。
配電物聯網是配電自動化系統的擴展、升級與提高，具備良好的安全性與開放性，能夠更好地支持面向智能配電網與主動配電網的各種應用，是配電自動化系統發展的新階段。目前配電自動化系統存在的“痛點”，可以通過建設配電物聯網來解決。
記者：您認為泛在電力物聯網建設需要哪些核心技術？
徐丙垠：泛在電力物聯網實現所有電力設備、運行管理人員和用戶的互聯互通，其中的終端與信息處理系統要做到即插即用；軟件設計應打破過去一個廠家包辦的封閉式做法，將應用軟件通過開放式應用程序接口訪問底層數據，使其像智能手機一樣，支持第三方APP接入。
目前的通信協議（如IEC101/104）只是解決了數據傳輸的標準化問題，并沒有對“數據是什么（即數據模型）”做出統一定義。APP在訪問數據時，只有通過查看數據源裝置（系統）設計者提供的信息點表文件，才能了解數據的來源與含義。而信息點表是由各個廠家自行定義的，因此，系統的安裝調試工作量非常大，并且制約了第三方APP的開發與應用，限制了新技術的發展。解決問題的途徑，是采用全球統一的數據模型。可以說，沒有統一的數據模型，就不可能有真正意義的泛在電力物聯網。
現在發布的國際電工標準數據模型，主要覆蓋了變電站自動化、配電自動化與分布式電源等部分的應用，還有相當一部分應用沒有標準模型。在建設泛在電力物聯網過程中，一方面要遵循國際電工標準模型，避免另起爐灶，做重復性的工作；另一方面也要積極參加國際電工標準的制定工作，既滿足電力物聯網建設的需要，同時也推動我國研究成果成為國際標準。
在網絡安全方面也需要核心技術。現有的電力自動化信息系統是一個相對封閉的系統，一般局限在專用網內，而泛在電力物聯網是一個開放的系統，要滿足公用網中終端與用戶的訪問需求，對網絡安全提出了更高的要求。此外，泛在電力物聯網中的終端具備邊緣計算功能，能夠實現分布式自治控制，例如饋線終端不依賴于主站實現故障隔離與供電恢復控制，分布式電源終端能夠接收上游開關動作的信息，在配電線路出現孤島運行狀態時將分布式電源切除，這就要求終端之間能夠進行實時對等通信。目前，終端與主站通信的加密措施耗費大量的軟件與硬件資源，不適用于終端之間通信的安全防護，需要研究針對分布式控制的安全加密技術。
另外兩項核心技術是大數據與人工智能（AI）技術的應用。泛在電力物聯網全面感知電力系統運行與業務狀態，運用大數據與 AI技術分析所獲取的海量感知數據，實現電力系統優化運行、電力設備故障預警與用戶行為分析、市場風險控制等高級應用，對提高電力系統的運行安全可靠性與運行效率、改善用戶服務質量具有十分重要的意義。
記者：您認為泛在電力物聯網將會帶動哪些產業的發展？
徐丙垠：泛在電力物聯網會直接帶動傳感器、電力二次設備以及信息通信（ICT）產業的發展。更重要的是，泛在電力物聯網提供一個安全開放的數據交換、運行控制與管理平臺，將電力設備、電力運行人員與用戶隨時隨地連接起來，將推動分布式發電、儲能、電動車、智能家電、數據分析服務、系統運維服務、電力系統調峰輔助服務、電力交易服務、高效綜合能源利用等新設備、新業務、新商業模式的發展，會圍繞電力系統形成一個巨大的產業鏈。
泛在電力物聯網建設為配電自動化業務的升級與發展提供了巨大的機遇。
在配電自動化和信息化建設方面，國網山東電力一直處于領先地位，為泛在電力物聯網建設奠定了雄厚的基礎。我們將進一步推動與國家電網公司各單位的合作，開展基于物聯網技術架構的新型配電終端研究，實現配網運行狀態更全面的監測分析，配網故障異常的更精準定位診斷，為電力客戶提供更良好的服務交互。
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