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《工業(yè)互聯網與電力行業(yè)融合應用參考指南》解讀之二——工業(yè)互聯網如何賦能電力行業(yè)企業(yè)數智化轉型的探索總結與實施參考

中國電力網發(fā)布時間:2024-10-17 08:38:06

中國電力發(fā)展促進會常務副會長兼秘書長 :游敏

2024年10月15日,工信部辦公廳印發(fā)了《工業(yè)互聯網與電力行業(yè)融合應用參考指南》(以下簡稱《指南》)?!吨改稀肥窃诮衲?月由中國工業(yè)互聯網研究院聯合中國電力發(fā)展促進會,通過征集案例、抽樣調研、整體分析并歸納近些年來工業(yè)互聯網在電力工業(yè)領域融合應用實踐案例,組織有關專家、學者和企業(yè)案例的實踐者經過梳理總結與評審的基礎上形成的,它分別從工業(yè)互聯網的五大功能體系,即“網絡、標識、平臺、數據、安全”的角度來詮釋如何推動電力行業(yè)數智化轉型,旨在解答當前電力企業(yè)在開展工業(yè)互聯網融合應用過程中面臨的具體問題,進而為構建“清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能”的新型電力系統、實現電力企業(yè)數智化轉型和實施“雙碳”戰(zhàn)略目標提供有益的參考指南。
 
一、工業(yè)互聯網的定義和內涵
本《指南》明確了工業(yè)互聯網的定義和內涵。指出工業(yè)互聯網是新型基礎設施、應用模式和工業(yè)生態(tài)。它通過對人、機、物、系統等的全面連接,構建起覆蓋全產業(yè)鏈、全價值鏈的全新制造和服務體系,能為工業(yè)乃至產業(yè)數字化、網絡化、智能化發(fā)展提供實現途徑,是新工業(yè)革命的重要基石,是實體經濟和數字經濟深度融合的關鍵支撐,是新型工業(yè)化的戰(zhàn)略性基礎設施和重要驅動力量。
 
工業(yè)互聯網的內涵是載體。在實體經濟與數字經濟的融合從生活領域向生產領域加速延伸,供給推動和需求拉動雙重作用背景下,當前,工業(yè)大數據爆發(fā)式增長,制造業(yè)數字化、網絡化、智能化演進升級的歷史大幕正在展開,海量工業(yè)數據的采集、傳送、存儲、計算、分析和應用已經迫切需要工業(yè)互聯網這個智能化的載體。
 
二、電力行業(yè)數智化轉型現狀
本《指南》總結了電力行業(yè)數智化轉型的現狀。指出電力行業(yè)在數智化道路上展現出強大的創(chuàng)新能力和發(fā)展韌性,構建涵蓋發(fā)、輸、變、配、用、調、信、儲全過程的數智化電力生態(tài)體系,全面推動了從發(fā)電源頭到終端用戶的智能化升級,這不僅提升電力系統運行效率和可靠性,也為落實節(jié)能減排、促進能源結構調整、實現“雙碳”目標提供了堅實的基礎支撐。
 
在發(fā)電領域,傳統的火電、水電、核電,還有風電、光伏等可再生能源發(fā)電站,已經進行了智能化升級;在輸電環(huán)節(jié),有特高壓輸電網絡建設、全息數字電網建設、輸電線路的全天候在線監(jiān)測和智能運維等數智化技術應用;在變電環(huán)節(jié),變電站智能化改造在加速推進;在配電環(huán)節(jié),配電網絡的數智化重構旨在打造智能配電網,成為構建新型電力系統的重點;在用電環(huán)節(jié),用戶側的數智化服務與智能用電設施建設突飛猛進;在調度環(huán)節(jié),智能調度系統正逐步實現和完善;在信通環(huán)節(jié),5G技術應用正在提高著電力數據通信效率;在儲能環(huán)節(jié),配備先進傳感器、控制器與智能電池管理系統(BMS),以實現精準監(jiān)控和優(yōu)化調度等。
 
三、工業(yè)互聯網如何賦能電力行業(yè)數智化轉型
本《指南》總結了工業(yè)互聯網賦能電力行業(yè)形成平臺化設計、智能化制造、綠色化生產、數字化管理、個性化定制、服務化延伸、網絡化協同及可視化管控等八大應用模式和85項具體應用場景。從“網絡、標識、平臺、數據、安全”五個功能體系提出了工業(yè)互聯網如何賦能電力行業(yè)數智化轉型的具體路徑和發(fā)展方向。
 
1.網絡是基礎
新型工業(yè)網絡是綜合5G、TSN、云計算、AI等新一代信息通信技術賦能工業(yè)網絡升級,支撐規(guī)?;?、智能化工業(yè)應用的先進基礎設施底座。
 
電力行業(yè)中,各電力企業(yè)規(guī)模大,分布地域廣,業(yè)務場景復雜,但網絡結構相似程度高,為滿足不同企業(yè)、多種場景下的業(yè)務需求,兼顧對安全的高要求,建議電力企業(yè)在原有的網絡基礎之上,積極引入5G虛擬專網、邊緣計算等技術,提升網絡接入和擴展能力,滿足新業(yè)務發(fā)展需求。
 
2.標識是身份
工業(yè)互聯網標識解析體系是工業(yè)互聯網的重要組成和“神經系統”,它主要包括標識編碼和解析系統兩大部分。我國工業(yè)互聯網標識解析體系采用分層結構,主要包括國家頂級節(jié)點、二級節(jié)點、企業(yè)節(jié)點和遞歸節(jié)點。
 
標識在電力行業(yè)的融合需求包括推動電力行業(yè)工業(yè)互聯網標識規(guī)?;瘧茫粯嫿娏ζ髽I(yè)產品編碼公共解析體系;實現跨產業(yè)、跨企業(yè)的全流程信息貫通。電力行業(yè)工業(yè)互聯網標識解析二級節(jié)點已上線四家,分別是國網上海電力、江蘇核電、南網數研院、科源能源,接入的電力企業(yè)超1611家,形成了基于標識解析的電力產品協同制造、電力產品市場監(jiān)管、資產及供應鏈管理、用電行為分析等特色應用。
 
電力行業(yè)頭部企業(yè)或具備相關服務能力的行業(yè)企業(yè)可申請建設標識解析二級節(jié)點,負責建設和運營標識解析二級節(jié)點系統,面向企業(yè)或者個人提供標識注冊、解析和數據管理等服務,以起到承上啟下的關鍵作用,與標識解析國家頂級節(jié)點對接,實現分級管理、全網解析。標識解析二級節(jié)點應充分發(fā)揮行業(yè)龍頭企業(yè)的帶動作用,利用其行業(yè)上下游輻射能力,實施行業(yè)級工業(yè)互聯網標識應用。
 
3.平臺是中樞
工業(yè)互聯網平臺的建設和應用正助力電力企業(yè)向更深層次的跨界融合與生態(tài)共創(chuàng)邁進。國家級及行業(yè)(協會)聯盟性質的工業(yè)互聯網平臺,通過匯集全行業(yè)的數據資源,提供宏觀決策支持與資源共享服務,促進電力系統與社會經濟系統的高效協同。
 
這些平臺推動構建行業(yè)標準體系,加強數據安全與隱私保護,為跨區(qū)域、跨企業(yè)的能源交易與協同調度打下堅實基礎。同時,通過平臺組織舉辦創(chuàng)新大賽、開放實驗室等形式,激發(fā)產學研用的創(chuàng)新活力,加速了新技術、新應用的孵化與推廣。行業(yè)層的平臺還能促進電力與交通、建筑、制造等行業(yè)之間的深度融合,共同探索能源互聯網的新模式,為構建智慧能源生態(tài)系統提供堅實支撐。
 
4.數據是要素
全國首個工業(yè)數據交易專區(qū)(北京國際大數據交易所工業(yè)數據專區(qū))已經上線,中國工業(yè)互聯網研究院成立了工業(yè)數據要素創(chuàng)新發(fā)展中心。大數據中心在釋放數據要素價值,賦能制造業(yè)數智化轉型升級方面正發(fā)揮越來越重要的作用。
 
電力是典型的廣域分布式工業(yè)互聯網,是工業(yè)互聯網中聯網設備數量最大、數據規(guī)模最大的垂直行業(yè),天然具備“大連接、廣覆蓋、高可靠”要求。電力行業(yè)數據建設現狀是:設備層智能化與感知能力強,數據采集標準化程度高;廠(場)站層應用數據建立集成平臺,多源異構數據實現統一存儲流轉;企業(yè)層數據治理框架初步構建,數據驅動決策創(chuàng)新實踐日益增多;行業(yè)層電力數據標準與規(guī)范逐漸豐富,數據共享與生態(tài)構建已經開展探索,提升電力數據要素價值得到企業(yè)的廣泛重視。
 
《指南》建議通過國家工業(yè)互聯網大數據中心(電力)行業(yè)分中心等行業(yè)級大數據中心建設,構建電力行業(yè)數據要素基礎設施,賦能電力行業(yè)數字經濟高質量發(fā)展。通過整合行業(yè)數據資源,促進跨企業(yè)、跨領域數據協同,加速能源互聯網建設,推動電力市場改革與現貨交易效率。同時注重綠色低碳,引領數據中心可持續(xù)發(fā)展,并強化數據安全與隱私保護,打造示范性平臺,驅動產學研深度融合,為電力行業(yè)數據要素價值的充分發(fā)揮奠定堅實基礎。
 
5.安全是保障
電力企業(yè)以工業(yè)互聯網體系架構為基礎構建了電力領域內以場、站業(yè)務系統實時生產網絡安全數據采集,內部網絡安全數據邊緣(就地)分析,處理結果實時專網上報,企業(yè)云端AI智能大數據分析的架構先進、數據標準、傳輸安全、數據共享的多級網絡安全管理平臺。電力行業(yè)監(jiān)管機構,可通過建設電力系統網絡安全態(tài)勢感知平臺對行業(yè)內電力企業(yè)網絡安全數據,按照統一標準進行逐級上報,借助數據服務接口分析和處理網絡行為及用戶行為,掌握網絡安全狀態(tài),預測網絡安全趨勢,并進行展示和監(jiān)測預警。
 
《指南》建議通過行業(yè)+企業(yè)+場站多級網絡安全防護體系建設,實現電力生產業(yè)務系統的網絡安全防護監(jiān)管能力,遵循“安全分區(qū)、網絡專用、橫向隔離、縱向認證、綜合防護”原則,通過集團、區(qū)域公司、場站側網絡安全進行逐級建設,安全信息逐級上報、告警信息逐級下派、處置動作閉環(huán)管理等要求,實現整個電力企業(yè)對于區(qū)域、場站側生產控制系統網絡安全全面管理的能力。
 
此三級平臺可匯聚數據(安全大數據)、情報(威脅情報)和智力(安全分析團隊)三大資源,實現生產網絡安全態(tài)勢預警、威脅關聯分析、網絡安全事件響應處置的一體化的生產網絡安全運營體系。
 
四、經驗借鑒與參考實施
《指南》提出電力行業(yè)和工業(yè)互聯網融合應用,應堅持整體規(guī)劃、分步實施;模式探索、創(chuàng)新驅動;標準先行、場景落地;要素保障、綠色低碳的基本原則。融合應用實施應通過現狀評估、戰(zhàn)略規(guī)劃、組織準備、總體規(guī)劃、方案設計、試點實施、評估優(yōu)化、全面推廣等八步來推進。落實好組織保障、制度保障、資金保障、人才保障和文化保障。
 
本《指南》還給出了“網絡、標識、平臺、數據、安全”五個方面分別在電力行業(yè)融合應用的典型實踐案例參考,并提供了部分解決方案的上下游企業(yè)案例作為參考,值得廣大開展電力企業(yè)數字化轉型的企業(yè)參考借鑒。

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