2019年中國(guó)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)概況及市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Ψ治鯷圖]

泛在電力物聯(lián)網(wǎng) 李玲玲 2019-05-15 05:49 來(lái)源：智研咨詢

一、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)展開，智能化投資有望提速

1、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)基于現(xiàn)在信息技術(shù)，分為四層架構(gòu)

基于現(xiàn)代信息技術(shù)，構(gòu)建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，就是圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，充分應(yīng)用充分應(yīng)用“大云物移智”（大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能）等現(xiàn)代信息技術(shù)和先進(jìn)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬(wàn)物互聯(lián)、人機(jī)交互，具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活特征的智慧服務(wù)系統(tǒng)。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)—ACNET

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泛在電力物聯(lián)網(wǎng)包括4層應(yīng)用架構(gòu)和11個(gè)重點(diǎn)方向。從架構(gòu)上來(lái)看，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)包含感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層4層結(jié)構(gòu)。從技術(shù)視角看，通過(guò)應(yīng)用層承載對(duì)內(nèi)業(yè)務(wù)、對(duì)外業(yè)務(wù)7個(gè)方向的建設(shè)內(nèi)容，通過(guò)感知層、網(wǎng)絡(luò)層和平臺(tái)層承載數(shù)據(jù)共享、基礎(chǔ)支撐2個(gè)方向的建設(shè)內(nèi)容，技術(shù)攻關(guān)和安全防護(hù)2個(gè)方向的建設(shè)內(nèi)容貫穿各層次。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)

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從2009年研發(fā)LTE電力無(wú)線專網(wǎng)開始，國(guó)網(wǎng)公司就已經(jīng)開始了在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域的探索。目前，已經(jīng)有11個(gè)省市公司建設(shè)了一定規(guī)模的電力無(wú)線專網(wǎng)，接入了22類業(yè)務(wù)。到2018年底，國(guó)網(wǎng)接入的終端設(shè)備超過(guò)5.4億只，采集數(shù)據(jù)日增量超過(guò)60TB，覆蓋用戶4.5億戶。按照國(guó)家電網(wǎng)公司規(guī)劃，預(yù)計(jì)到2025年接入終端設(shè)備將超過(guò)10億只，到2030年將超過(guò)20億只。

電力無(wú)線專網(wǎng)建設(shè)情況

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國(guó)網(wǎng)終端接入數(shù)量

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泛在電力物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的核心技術(shù)與產(chǎn)品涉及6個(gè)領(lǐng)域。國(guó)網(wǎng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)內(nèi)容包括對(duì)內(nèi)業(yè)務(wù)、對(duì)外業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)共享、基礎(chǔ)支撐、技術(shù)攻關(guān)和安全防護(hù)6個(gè)方面和11個(gè)重點(diǎn)方向。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)涉及的關(guān)鍵核心技術(shù)與產(chǎn)品，主要包括以下6個(gè)領(lǐng)域：

國(guó)網(wǎng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)核心技術(shù)與產(chǎn)品

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2、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景

在傳統(tǒng)電網(wǎng)領(lǐng)域，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景總體上可分為控制和采集兩大類。其中，控制類包含能分布式配電自動(dòng)化、用電負(fù)荷需求側(cè)響應(yīng)、分布式能源調(diào)控等；采集類主要包括高級(jí)計(jì)量、智能電網(wǎng)大視頻應(yīng)用。未來(lái)在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景下，控制領(lǐng)域?qū)漠?dāng)前的星型集中連接模式向點(diǎn)到點(diǎn)分布式連接切換，主站系統(tǒng)將逐步下沉，出現(xiàn)更多的本地就近控制和邊緣計(jì)算。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在傳統(tǒng)電網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用

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而采集類應(yīng)用，在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)下在采集頻次、內(nèi)容、雙向互動(dòng)等各方面均將有較大變化。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景--高級(jí)計(jì)量

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在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景--無(wú)人巡檢

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在新興領(lǐng)域，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將在統(tǒng)一感知、實(shí)物ID應(yīng)用、精準(zhǔn)主動(dòng)搶修、虛擬電廠、智慧能源服務(wù)一站式辦理、大數(shù)據(jù)應(yīng)用等領(lǐng)域，為電網(wǎng)企業(yè)和新興業(yè)務(wù)主體賦能。以綜合能源服務(wù)平臺(tái)為例，對(duì)于可以應(yīng)用入口將能效服務(wù)共享平臺(tái)、省級(jí)客戶側(cè)用能服務(wù)平臺(tái)、新能源大數(shù)據(jù)平臺(tái)、車聯(lián)網(wǎng)、光伏云網(wǎng)、智慧能源控制等系統(tǒng)，發(fā)揮規(guī)?；坌?yīng)；對(duì)外則可為各類新興業(yè)務(wù)主體統(tǒng)一提供并網(wǎng)、監(jiān)控、計(jì)量、計(jì)費(fèi)、交易、運(yùn)維等平臺(tái)化共享服務(wù)。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景--智慧能源綜合服務(wù)

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泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景--實(shí)物ID

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3、兩步走戰(zhàn)略推進(jìn)，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)投資有望加速

兩步走戰(zhàn)略，2024年全面建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。國(guó)網(wǎng)計(jì)劃到2021年初步建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同和數(shù)據(jù)貫通，初步實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一物聯(lián)管理，支撐電網(wǎng)業(yè)務(wù)與新興業(yè)務(wù)發(fā)展。到2024年建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，全面實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同、數(shù)據(jù)貫通和統(tǒng)一物聯(lián)管理，全面形成共建共治共享的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。

國(guó)家電網(wǎng)公司泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃

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國(guó)網(wǎng)智能化投入有望加速。2017年國(guó)網(wǎng)智能化投資124億元，其中信息化和通信分別投資53億和70億，同比分別增7.5%和15%。到2018年底，國(guó)網(wǎng)公司建成全球規(guī)模最大的電力專用通信網(wǎng)，光纜總長(zhǎng)達(dá)152.08萬(wàn)千米，設(shè)備52.77萬(wàn)臺(tái)/套，站點(diǎn)8.8萬(wàn)座，骨干網(wǎng)帶寬400Gbps，承載各類業(yè)務(wù)通道40.32萬(wàn)余條?？紤]到泛在電力特聯(lián)網(wǎng)全面建設(shè)即將展開，我們預(yù)計(jì)，未來(lái)幾年電網(wǎng)智能化投資金額與占比有望同時(shí)快速提升。

我國(guó)電力信息化歷年投資（億元）

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國(guó)網(wǎng)2017年智能化投資

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三、發(fā)展泛在電力物聯(lián)網(wǎng)能帶來(lái)多大的市場(chǎng)潛力？

1、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)分為終端、網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、運(yùn)營(yíng)、安全五大體系

2018年國(guó)家電網(wǎng)提出泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念，著手打造SG-eIoT。根據(jù)規(guī)劃來(lái)看，整個(gè)“SG-eIoT(electricInternetofThings)”系統(tǒng)在技術(shù)上將分為終端、網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、運(yùn)維、安全等五大體系，打通輸電業(yè)務(wù)、變電業(yè)務(wù)、配電業(yè)務(wù)、用電業(yè)務(wù)、經(jīng)營(yíng)管理等五大業(yè)務(wù)場(chǎng)景，通過(guò)統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)來(lái)接入各業(yè)務(wù)板塊的智能物聯(lián)設(shè)備，制訂各類電力終端接入系統(tǒng)的統(tǒng)一信道、數(shù)據(jù)模型、接入方式，以實(shí)現(xiàn)各類終端設(shè)備的即插即用。

電科院副院長(zhǎng)王繼業(yè)提出ACNET信息通信系統(tǒng)，進(jìn)一步明確泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在未來(lái)電網(wǎng)中所起的作用。構(gòu)建ACNET支撐技術(shù)體系，通過(guò)數(shù)以億計(jì)的傳感器，進(jìn)行物理量、電氣量、狀態(tài)量、環(huán)境量、行為量等信息物理全感知；信息傳輸系統(tǒng)將以5G通信技術(shù)為起點(diǎn)，結(jié)合高密度的衛(wèi)星系統(tǒng)，形成空天地一體化通信平臺(tái)；存儲(chǔ)和運(yùn)算設(shè)備將基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)/人工智能平臺(tái)，采用先進(jìn)芯片技術(shù)、協(xié)同計(jì)算技術(shù)等，極大提升計(jì)算力，形成以人工智能為核心的“超級(jí)計(jì)算機(jī)”。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)——電力通信ACNET

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整個(gè)架構(gòu)中具體可以分為終端信息收集器（傳感器、RFID等）、邊緣計(jì)算、通信網(wǎng)、云平臺(tái)、人工智能五個(gè)層次，同時(shí)衛(wèi)星和5G技術(shù)形成的信息傳輸系統(tǒng)將成為泛在網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵力量。

1）邊緣計(jì)算

邊緣計(jì)算的核心是一個(gè)開放分布式平臺(tái)，即在網(wǎng)絡(luò)邊緣靠近數(shù)據(jù)源就近提供網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)及應(yīng)用服務(wù)，滿足了行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型在聯(lián)接、智能、實(shí)時(shí)、數(shù)據(jù)優(yōu)化和安全的訴求。邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組副主席胡曉晶指出，“邊緣計(jì)算是物理世界與數(shù)字世界的橋梁，云與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的關(guān)口。”到2022年將有超過(guò)500億的終端與設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。未來(lái)超過(guò)75%的數(shù)據(jù)需要在網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)分析、處理與儲(chǔ)存。

邊緣計(jì)算架構(gòu)

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2）通信網(wǎng)

通信網(wǎng)具體可以劃分為三大網(wǎng)絡(luò)——骨干通信網(wǎng)、配電通信網(wǎng)和終端接入網(wǎng)骨干通信網(wǎng)：跨域光纜路由匱乏、SDH帶寬受限、通道定制化和服務(wù)差異化能力不足，無(wú)法滿足長(zhǎng)距離輸電、大范圍消納、遠(yuǎn)距離互動(dòng)等業(yè)務(wù)大帶寬、高可靠、超低時(shí)延、高精度同步的承載需求?；贛-POTN構(gòu)建極簡(jiǎn)架構(gòu)（1種技術(shù)1張網(wǎng)）、長(zhǎng)距離大容量（1000km、單波100G）、低時(shí)延高可靠、帶寬按需調(diào)整、業(yè)務(wù)極速開通、全網(wǎng)同步（ns級(jí)）的新一代認(rèn)知承載網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)（NaaS）。

配電通信網(wǎng)：傳統(tǒng)光纖通信（EPON）覆蓋范圍受限，新型配電網(wǎng)業(yè)務(wù)要求網(wǎng)絡(luò)靈活接入并滿足不同QoS需求，配電通信網(wǎng)還需在覆蓋范圍、傳輸容量、網(wǎng)絡(luò)靈活性等方面進(jìn)一步提升。

終端接入網(wǎng)：隨業(yè)務(wù)系統(tǒng)分別建設(shè)，技術(shù)體制、數(shù)據(jù)模型、接口協(xié)議不統(tǒng)一，采集頻次趨于準(zhǔn)實(shí)時(shí)雙向互動(dòng)，海量通信節(jié)點(diǎn)IP地址受限，亟需構(gòu)建異構(gòu)融合、廣泛覆蓋、直接互聯(lián)的終端接入網(wǎng)。以230MHz專網(wǎng)和LoRa無(wú)線專網(wǎng)為主，寬帶PLC等有線為輔，統(tǒng)一接口協(xié)議和數(shù)據(jù)模型，即插即用，開放互聯(lián)，并最終向5G演進(jìn)。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)架構(gòu)

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3）云平臺(tái)

云平臺(tái)是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算平臺(tái)，共享的軟硬件資源和信息可以按需求提供給計(jì)算機(jī)各種終端和其他設(shè)備，主要提供算力支撐、應(yīng)用開發(fā)和數(shù)據(jù)融合。“國(guó)網(wǎng)云”是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算平臺(tái)和算法平臺(tái)，包括企業(yè)管理云、公共服務(wù)云和生產(chǎn)控制云（簡(jiǎn)稱三朵云），分別覆蓋不同區(qū)域的資源及服務(wù)，由一體化“國(guó)網(wǎng)云”平臺(tái)（簡(jiǎn)稱云平臺(tái)）及其支撐的各類業(yè)務(wù)應(yīng)用組成。

國(guó)網(wǎng)云由三部分組成

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4）人工智能

人工智能通過(guò)模擬、延伸、擴(kuò)展人類智能，通過(guò)機(jī)器感知、機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器思維和智能行為等技術(shù)，代替人類做出分析、判斷、優(yōu)化和決策，通過(guò)智能計(jì)算，應(yīng)對(duì)隨機(jī)和不確定。電力人工智能是人工智能的相關(guān)理論、技術(shù)和方法與電力系統(tǒng)的物理規(guī)律、技術(shù)與知識(shí)融合創(chuàng)新形成的“專用人工智能”。

人工智能技術(shù)架構(gòu)

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5）電力衛(wèi)星

目前，衛(wèi)星通信及遙感數(shù)據(jù)主要依賴于社會(huì)通用衛(wèi)星，存在（1）實(shí)時(shí)性低，使用成本昂貴；（2）調(diào)度困難，資源有限；（3）電力需求契合度不足等關(guān)鍵制約。因此，結(jié)合能源互聯(lián)網(wǎng)時(shí)空分布特征，發(fā)射具有電網(wǎng)特色的電力多載荷一體化衛(wèi)星，是建設(shè)電力PNTRC的核心基礎(chǔ)，為能源互聯(lián)網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)發(fā)展提供可靠的數(shù)據(jù)來(lái)源和系統(tǒng)支撐。

國(guó)網(wǎng)電力衛(wèi)星架構(gòu)

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6）5G技術(shù)

5G技術(shù)即第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其峰值理論傳輸速度可達(dá)每秒數(shù)十Gb，比4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快數(shù)百倍，具備廣覆蓋、低功耗、低成本、高效連接等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于低功耗廣覆蓋（LPWA）物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。

NB-IoT架構(gòu)

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5G相當(dāng)于藍(lán)牙或紅外信號(hào)，不過(guò)它的一個(gè)基站可以帶動(dòng)20多萬(wàn)個(gè)終端，傳輸距離達(dá)10km。比如一個(gè)社區(qū)可以通過(guò)NB-IoT管理所有的水表氣表電表，一個(gè)工廠可以通過(guò)NB-IoT管理所有的設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控空調(diào)消防等。工信部2017年發(fā)布《關(guān)于全面推進(jìn)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)建設(shè)發(fā)展的通知》，規(guī)劃2020NB-IoT基站將達(dá)150萬(wàn)個(gè)，NB-IoT連接數(shù)將達(dá)6億。

NB-IoT具有突出優(yōu)勢(shì)

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NB-IoT能應(yīng)用于多種場(chǎng)景

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5G技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用豐富多樣，基于其性能特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)以下四種最具典型代表意義的業(yè)務(wù)需求：滿足智能分布式配電自動(dòng)化、毫秒級(jí)精準(zhǔn)負(fù)荷控制、主動(dòng)配電網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)等工業(yè)控制類下行業(yè)務(wù)所需的超高可靠超低時(shí)延需求；低壓用電信息采集、智能汽車充電站/樁、分布式電源接入等信息采集類上行業(yè)務(wù)所需的海量物聯(lián)終端接入需求；輸變電線路狀態(tài)監(jiān)控、無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程巡檢、變電站機(jī)器人巡檢、AR遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)等所需的高清視頻回傳需求及調(diào)度電話、管理電話、遠(yuǎn)程巡檢、應(yīng)急通信等需要高安全、高可靠、高接通率和高清通話質(zhì)量保障的高清語(yǔ)音通信需求。

2、終端面對(duì)的市場(chǎng)潛力能有多大？

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)擁有具有巨大應(yīng)用潛力，未來(lái)還將繼續(xù)升級(jí)。目前國(guó)網(wǎng)系統(tǒng)接入的終端設(shè)備超過(guò)5億只（其中4.5億只電表，各類保護(hù)、采集、控制設(shè)備幾千萬(wàn)臺(tái)），國(guó)網(wǎng)規(guī)劃到2030年，接入SG-eIoT系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量將達(dá)到20億，整個(gè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將是接入設(shè)備最大的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。

接入國(guó)網(wǎng)電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的終端設(shè)備數(shù)量將大幅提升（單元：億）

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配電自動(dòng)化和智能電表覆蓋率明確規(guī)劃將大幅提升。中國(guó)國(guó)家發(fā)改委、能源局提出到2020年，初步建成安全可靠、開放兼容、雙向互動(dòng)、高效經(jīng)濟(jì)、清潔環(huán)保的智能電網(wǎng)體系，在《國(guó)家能源局關(guān)于印發(fā)配電網(wǎng)建設(shè)改造行動(dòng)計(jì)劃（2015-2020）年的通知》中，要求全國(guó)配電自動(dòng)化覆蓋率從2014年的20%，在2020年需要提升至90%。

配電自動(dòng)化覆蓋率顯著翻倍