标准规范下载简介

Q／GDW 12115-2021 电力物联网参考体系架构.pdf简介：

Q/GDW 12115-2021是国家电网公司发布的一项关于电力物联网的标准，它定义了电力物联网的参考体系架构。电力物联网（Electric Internet of Things, EIOT）是物联网技术在电力行业的具体应用，它将电力设备、系统、用户等连接起来，实现数据的实时采集、传输、处理和应用，以提升电力系统的智能化水平。

该参考体系架构主要包括以下几个部分：

1. 感知层：这是物联网的最底层，包括各种传感器、计量设备、监控设备等，负责实时采集电力系统的各种数据。

2. 网络层：负责数据的传输，包括有线网络、无线网络（如LoRa、NB-IoT等）和光纤网络，实现数据的远距离传输。

3. 平台层：这是物联网的核心，包括数据采集平台、数据处理平台、数据管理平台等，负责数据的汇聚、处理、存储和分析。

4. 应用层：将处理后的数据应用于电力系统的各个领域，如智能电网、设备管理、客户服务、运营管理等，提升电力系统的运行效率和用户体验。

5. 安全层：保障网络和数据的安全，包括网络安全、数据安全、隐私保护等，是体系架构的重要组成部分。

Q/GDW 12115-2021标准为电力物联网的建设和应用提供了技术指导和规范，推动了电力行业的数字化转型。

Q／GDW 12115-2021 电力物联网参考体系架构.pdf部分内容预览：

国家电网有限公司 发布

Q/GDW 12115202

言 范围. 规范性引用文件.. 术语和定义 缩略语 电力物联网总体架构. 电力物联网主要构成. 6.1 物联管理平台... 6.2远程通信网络.. 6.3边缘物联代理.. 6.4本地通信网络 6.5采集终端. 6.6安全防护. 录A（资料性附录） 五类典型应用模式. 偏制说明GB∕T 7897.3-1987 钢丝网水泥用砂浆力学性能试验方法 抗压强度试验， (

Q/GDW 121152021

为规范电力物联网体系架构与功能组成，为电力物联网应用场景的建设提供参考架构，制定本标准。 本标准由国家电网有限公司互联网部提出并解释。 本标准由国家电网有限公司科技部归口。 本标准起草单位：国网冀北电力有限公司、全球能源互联网研究院有限公司、南瑞集团有限公司、 国网信息通信产业集团有限公司、国网山东省电力公司、国网江苏省电力有限公司、国网浙江省电力有 限公司、国网天津市电力公司、国网四川省电力公司、国网辽宁省电力有限公司、国网内蒙古东部电力 有限公司、国网陕西省电力公司、国网电子商务有限公司、许继集团有限公司、平高集团有限公司、中 国电力科学研究院有限公司、国网经济技术研究院有限公司、国网河北省电力有限公司、国网重庆市电 力有限公司。 本标准主要起草人：尚芳剑、李信、彭柏、来骥、王艺霏、马跃、娄竞、王东升、曾楠、范金锋、 方正伟、吴佳、李坚、杨峰、李平舟、郭经红、梁云、黄辉、孙晓艳、郑涛、杨力平、陈红波、王勇、 焦洋、潘可佳、刘成、邱兰馨、徐海洋、秦士兵、杨超、田小蕾、尹喜阳、李霜冰、蒋承伶、王晨、丁 杰、刘嘉华、周忠再冉、陈刚、李春龙、曾鹏飞、田文锋、黄莉、王瑶、黄凤、邓辉、杨智豪、下宪德、 刘世栋、李尼格、高志东、秦日臻、王焕娟、李温静、孙帅、李杏、曲贺鹏、吴建海、魏勇、毋炳鑫 杨会峰、孙辰军、辛锐、高丽芳。 本标准首次发布。

Q/GDW121152021

用于边缘物联代理、业务终端以及采集控制终端等本地智能设备间信息交换的通信网络，本地通信 网络处于用户现场，主要包括以太网、RS485、电力线载波、Modbus等有线通信方式，以及无线专网、 微功率无线、WiFi等无线通信方式。

下列缩略语适用于本文件。 APP：应用程序(Application) HTTP：超文本传输协议（HypertextTransferProtocol） HTTPS：安全超文本传输协议（HypertextTransferProtocolSecure） LoRa：基于扩频技术的超远距离无线传输技术(LongRange) MQTT：消息队列遥测传输（MessageQueuingTelemetryTransport） WiFi：无线局域网(WirelessFidelity) Zigbee：也称紫蜂，是一种低速短距离传输的无线网上协议

电力物联网总体架构可以划分为“云管边端”四个逻辑层次，见图1。边和端位于感知层，管对应 网络层，云囊括了平台层和应用层。

图1电力物联网参考体系架构

6.1.1物联管理平台定位

Q/GDW 12115202

物联管理平台对下通过网络层统筹各领域物联和感知需求，实现统一物联管理和终端标准化 上为企业中台、业务应用提供数据支持及基础组件服务，促进跨专业数据融通、支持应用灵活 电信息采集等存量感知系统，可结合业务发展和系统版本升级逐步向物联管理平台演进。

6.1.2物联管理平台主要功能

物联管理平台应提供Q/GDW12106.2一2021规定的包括但不限于设备管理、连接管理、网络管理、 应用管理、平台管理、消息处理。 a 物联管理平台应具备终端设备的连接并发管理能力，包括设备接入、设备影子管理、设备运行 状态监控以及对设备的统一远程运维能力； 6 物联管理平台应具备对部署在边缘物联代理上的物联APP进行下发、部署、启停、卸载等全寿 命周期的管理能力； 物联管理平台应实现各终端设备模型的统一定义： 物联管理平台应具备对采集数据进行汇集及标准化处理的能力； e）物联管理平台应具备为企业中台或业务应用提供标准化接口服务的能力。

6.1.3物联管理平台数据流转关系

物联管理平台涉及的数据主要包括台账类、采集类、设备管理类、业务交互类以及视频类五类数据 类数据在业务应用、业务中台、物联管理平台以及终端设备间的流转关系如下： a） 终端设备台账应由业务应用/业务中台创建，下发至物联管理平台，由物联管理平台进行扩充 维护后下发至边缘物联代理；即插即用类设备，可由终端产生后上报业务应用； 采集数据由终端设备产生，可经过边缘物联代理和物联管理平台两阶段处理后上报业务应用 企业中台； C 设备管理数据可在物联管理平台和边缘物联代理之间交互； d 业务交互数据可由业务应用/业务中台和边缘物联代理通过物联管理平台进行交互，边缘物联 代理通过与终端设备的交互完成相应业务操作

远程通信网络可采用电力光纤、无线专网、无线公网和互联网通信方式，宜支持但不限于MQTT、HTTP/ HTTPS物联网通信协议，将感知层数据统一汇聚到物联管理平台，或将上层应用的控制命令、配置信息 下发至感知层。远程通信网络应提供网络连接能力，用于支撑电力物联网信息的双向传递和控制；宜结 合业务场景，提供网络控制功能、业务控制功能等；应优先采用有线网络及无线专网，其余可采用无线 公网。

6.3.1边缘物联代理部署

Q/GDW 121152021

式在同一个边缘物联代理上实现。边缘物联代理应实现对一定区域内各类终端设备进行统一接入、数据 解析和实时计算。

6.3.2边缘物联代理功能形态

边缘物联代理应具备Q/GDW12113一2021规定的协议解析、数据存储及处理、设备信息建模、边缘 计算、设备管理、区域自治、安全防护等功能模块，应具备本地通信、远程通信等功能模块。边缘物联 代理可分为边端分离、边端融合和边缘节点三种功能形态。 a）边端分离型边缘物联代理（I型）是硬件平台化、软件容器化的通用装置，不配置采集感知功 能； b 边端融合型边缘物联代理（ⅡI型）以模块或芯片方式集成至采集终端，采集终端升级为具有达 缘计算功能的智能终端：

6.3.3边缘计算框架

边缘计算框架是运行在边缘物联代理上的基础平台软件，实现物联管理平台对各类终端的统一管 理、APP全寿命周期管理。边缘计算框架应实现软硬件功能解耦、软件功能可移植和重构，支撑物联APF 一次开发、处处使用；边缘计算框架与物联管理平台间采用包括但不限于MQTT、HTTP/HTTPS、DL/T 698.45、Q/GDW1376.1等协议进行通信；边缘计算框架应具备数据共享库、模型管理、消息总线、终端 设备管理等基础组件，支持边设备、边缘框架、容器/应用APP的状态监控、远程运维等功能，并具备认 证、数据加密、可信计算以及安全基线等功能

本地通信网络包括汇聚节点间、采集终端与汇聚节点、采集终端与边缘物联代理、汇聚节点与边 代理之间的通信，可采用以太网、RS485、电力线载波、Modbus等有线通信方式，以及WiFi、Zigbe 等无线通信方式。

采集终端应包括电源侧、电网侧、用户侧、供应链等终端设备，通常部署在采集监控对象本体内部 成附近，对设备或对象的状态量、电气量和环境量 等进行采集量测，应具有简单的数据处理、控制和通 言功能，宜不配置边缘计算功能。采集终端包括但不限于 电专业的金具温度、导线弧垂传感器、变电 专业的油色谱、局放传感器、智能电表、分路监测单元 低压断路器漏保、用户侧智能插座。

安全防护应按照GB/T36572、GB/T22239、GB/T22240中相应级别等级保护相关规定，遵循“安全 分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”原则，满足Q/GDW12108一2021规定的感知层、网络层、平台 层、应用层的安全防护技术要求，并实现系统设备安全防护、边界安全防护和数据安全防护。

Q/GDW 12115202

附录A （资料性附录） 五类典型应用模式

输电应用场景智慧物联应用模式，如图A.1所示，感知层、网络层、平台层及应用层要求如下

图A.1输电智慧物联体系总体架构

感知层：输电专业终端设备采集数据主要包括视频图像、环境量、状态量和辅助设备状态等， 可通过汇聚节点汇聚到现场统一的边缘物联代理，进行数据处理和边缘计算，并将数据统一发 送至物联管理平台。物联管理平台不具备视频图像接入的情况下，将视频流数据接入统一视频 平台，如需进行本地处理，则可将视频图像数据发送至边缘物联代理，由边缘计算APP进行智 能分析，也可将视频图像采集终端与边缘物联代理进行硬件集成。宜实现低功耗运行。 6） 网络层：可通过无线专网或APN方式传输，经物联安全接入网关、信息网络安全隔离装置接入 物联管理平台。 C）平台层：由物联管理平台和统一视频平台组成，可为应用层提供基础数据，

Q/GDW 121152021

d）应用层：应由专业部门根据需求开发完善输电线路物联监控、指挥决策系统、设备管理与故障 诊断等各类业务应用系统，实现输电线路管

变电应用场景智慧物联应用模式，如图A.2所示，感知层、网络层、平台层及应用层要求如下。

DB65／T 3647-2014标准下载图A.2变电智慧物联体系总体架构

a 感知层：可在一个变电站/换流站配置1套视频图像边缘代理和1套数据采集类边缘物联代理装 置，终端设备可采集视频图像、红外图像、环境量、状态量和辅助设备状态等数据。其中机器 人巡检数据、视频图像数据应接入视频图像边缘代理，在本地进行分析应用，将视频流数据和 处理结果发送至统一视频平台。其它感知数据通过数据采集类边缘物联代理进行汇聚和边缘计 算，数据统一发送至物联管理平台。 6 网络层：可通过光纤接入物联管理平台，也可经物联安全接入网关接入物联管理平台。 c）平台层：可由物联管理平台和统一视频平台组成，为应用层提供基础数据。 d）应用层：应由专业部门根据需求开发完善运维检修管理、设备状态主动预警、移动应用等各类 业务应用系统，实现变电设备管理和运维的智能化。

A.3配电台区应用场景

Q/GDW121152021

配电台区应用场景智慧物联应用模式，如图A.3所示，感知层、网络层、平台层及应用层要求如下。

GB∕T 5072-2008 耐火材料 常温耐压强度试验方法图A.3配电台区智慧物联体系总体架构