能源互联网和电力泛在物联网建设的大背景下，电力行业有哪些值得关注或者投入开发的技术，产品，系统，应用？

伴随全球范围内工业4.0革命，结合 战略，新一代信息技术与工业深度结合，正在引发深远的产业革命，形成新的生产方式、产业形态、商业模式以及经济增长点。

在工业和信息化部发布的《 》指出，工业互联网是工业全要素、全产业链、全价值链连接的枢纽，是实现制造业数字化、网络化、智能化过程中工业资源配置的核心，是互联网、大数据、人工智能和制造业结合的体系。

1. 概念

美国学者杰里米·里夫金于2011年首次提出了基于可再生能源、分布式、开放共享的网络能源体系，并命名为能源互联网。

2014年，中国提出了能源生产和消费革命的长期战略，以电力系统为核心布局全球能源互联网。

2016年，国家电网发起并成立了全球能源互联网发展合作组织。

2. 基石

物联网，全程物物相连的互联网。有MIT教授Kevin Ashton率先提出，即世间万物都可以用换联网连接。 （ITU）对物联网的定义： 通过二维码识读设备、射频识别装置、 、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品和互联网向连接，进行信息交互和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网架构包括四部分： 、网络层、平台层和应用层。

感知层 ：用以识别物体、感知信息，包括各种传感器和网关。主要有二维码标签、温湿度传感器、摄像头、RFID标签读写、GPS、红外线等感知终端。

：这个物联网的中枢，用以传输和加工感知层获取的信息。主要有互联网、有线和无线通信网络、网络管理系统等。

平台层 ：感知层和应用层的桥梁。包括操作系统、云计算平台、垂直行业平台、连接管理平台、用以使用平台等。

应用层 ：物联网和用户的接口，致力于解决行业需求、提供智能化解决方案。包括 、能源管理、智慧城市、智慧农业、工业互联网等。

通过以上信息可以发现，云计算平台是物联网在设备和应用建立连接的基石。云计算的概念较为宽泛，服务涉及基础设施、平台建设和业务应用。根据NIST的定义，云计算由三个服务模型和四个发布模型组成。

服务模型

Iaas ：Infrastructure-as-a-Service（基础设施即服务），Iaas云服务商提供服务器、存储、网络硬件或基础IT软件供用户租用。用户可以在该服务模型上安装操作系统、运行应用程序及限制性的控制网络组件（如防火墙等）。一方面，显著降低企业在IT基础维护和场地占用成本；另一方面，Iaas云服务商也提供了更高等级的系统安全性。

Paas ：Platform-as-a-Service（平台即服务），用户使用云供应商提供的开发语言和工具，开发应用程序并发布到云基础架构上。但用户不能管理云基础架构（包括服务网、网络、存储等）。云供应商通过集成IT基础设施和规模网络，针对工业云、政务云、交通云等具体领域开展业务。2016年， 推出了归属于Paas，基于云的开放式物联网操作系统Mindsphere，布局工业领域的应用。

Saas ：Software-as-a-Service（软件即服务），即在Paas层运行云服务软件。用户可以使用Paas层既有的服务，也可以购买第三方Saas提供的服务。甚至，用户可以在Paas层自行开发并使用应用程序。

发布模型

：云基础设施被某单一组织拥有或租用，可以坐落在本地（on premise）或异地（防火墙外），该基础设施只为该组织服务。。

社区云 ：或称机构云，云基础设施被一些组织共享，并为具有共同关注点 的社区或大型机构服务。可以坐落在本地、异地或多地。

共有云 ：云基础设施被一个提供云计算服务的运营组织所拥有，该组织将云计算服务销售给一般大众货广大的中小企业群体。

：云基础设施是由两种或以上的云组成，每种云仍然保持独立实体，但使用标准或专有技术组合，具有数据和应用程序的可移植性。

云计算的精髓是把有形产品转化为无形服务产品，通过网络分离产品的所有权和使用权。

3. 现状

近年来，物联网建设持续加强，世界各国均有侧重，欧洲以节能减排、发展 为主，日本注重可再生能源的接入和消纳。2019年10月， 发布了《2019年泛在电力物联网白皮书》，旨在构建开放共建、合作共治、互利共赢的能源生态。

传统的能源领域，一般采用相对保守的安全管控措施。比如电力行业，根据二次系统的特点，分为生产控制大区和管理信息大区，大区之间采用物理隔离。生产控制大区分为 和非控制区，允许采用逻辑隔离；管理信息大区分为生产管理区和管理信息区，不同的安全区确定不同的安全防护要求。不同的安全区确定不同的安全防护要求，且安全区之间数据交互要求横向隔离、纵向加密。

能源互联网是能源与信息技术结合的产物，为解决能效问题提供了可行的技术方案。就能源领域而言，物联网已经有了一定数量的应用场景，如智能电表、微电网等。

在能源互联网领域，西门子推出了基于Saas模式的分布式能源优化平台EnergyIP DEOP。

设备模型 ：定义接入设备的属性（包括数据、事件、服务等），建立唯一标识符将设备数字化。

数据存储 ：提供数据存储功能，可按时、日、周、月、年等维度查看。

告警管理 ：支持管理设备告警，包括查看告警详情和确认。

规则引擎： 通过规则实现设备联动，以设备上报数据或触发器定义计算模块进行业务判断。具体执行分为接受数据输入、解释业务规则，根据业务规则作出业务决策几个过程。使用规则引擎可以把负责、冗余的业务与支持系统分离。

边缘计算 ：云端计算力下沉至边缘，解决边缘实时性、可靠性、运维经济性等问题。软件层面支持场景联动、函数计算、容器镜像等边缘应用。硬件层面Siemens提供了边缘网关用于实现数据采集，支持Modbus、IEC104、OPC等工业协议。

数据分析 ：全面管理数据资产，包括设备数据和业务数据。数据分析可视化，产生更多业务价值。包括历史数据分析、未来数据 预测等。

EnergyIP DEOP本质上是能源互联网软件平台，作为云解决方案国内已有多个具体案例落地，为智慧园区、智慧农业等行业实现节能减排、多能互补和经济适用提供管理平台。特别对于微网业务，EnergyIP DEOP在能源生产、能源存储、能源消费及外部能源交互层面，包括 、 、三联供及储能系统等建立了完善的多能互联网络，实现统一调度、数据管理、预测分析的综合能源服务平台。

MQTT全称为Message Queuing Telemetry Transport（消息队列遥测传输），是一种基于发布/订阅范式的轻量级协议，由IBM在1999发布。作为一种低开销、低带宽占用的即使通讯协议，MQTT在物联网、小型设备等方面有广泛的应用。目前，几乎所有的Iot平台都使支持MQTT协议对应用和设备进行数据交互。

物联网的核心是连接万物，通过交换、分析数据产生价值。但是敏感数据或设备被非法控制都是潜在风险。

MQTT协议本身具备了多层次的安全特性：

网络层

支持专线或VPN的形式进行连接，以提高网络传输的安全性。

传输层

支持TLS/SSL加密算法进行证书验证和信息加密。

应用层

采用客户标识和用户密码方式进行权限校验。

虽然MQTT提供了多重安全设计，但数据并不是绝对安全的，所以应该在设计阶段把安全纳入设计目标并给予足够的优先级。

4. 前景

目前，物联网是一个发展迅速的行业。

相比于金融、医疗、教育等传统行业，能源互联网行业仍然最具想象力。摒弃复杂的系统、麻烦的操作，淘汰落后的产品形态势在必行。

世界正在经历能源系统的重大变革，从集中式、单向的能源输送结构转向分布式供能系统的应用，满足双向能源平衡的要求，支持灵活智慧用途。这不但是因为整体能源需求的增长，还包括用户多样化的需求促使分布式能源更加主动，已更加积极的姿态获得聚焦。

从物联网的体系结构上看，应用层的价值量最大，产业潜力规模将是产业链里最大的。企业中的每台设备和每个系统时刻都会产生大量的数据，但是数据分析和决策支撑尚有待充分挖掘。这一切的诱因在于无法收集原有设备、系统的数据，从而限制了设备运营情况的透明度。通过物联网平台简化资产数据，为节约成本、简化流程创造条件。

能源互联网的发展任重道远，但已呈如火如荼之势。面对技术融合的挑战、商业模式的匮乏、行业交互的壁垒，市场参与者需集成创新、规模应用，创造能源新价值。

本文由西门子工程师撰文回答，希望对题主和关注这个话题的知友们提供帮助

西门子电力自动化有限公司

高级工程师 王祥会

本账号为西门子中国的官方知乎账号。西门子是全球领先的技术企业，创立于1847年，业务遍及全球200多个国家，专注于电气化、自动化和数字化领域。我们希望与你一同分享这些领域的知识与新科技，欢迎你的提问。此外，我们并不卖家电:)

西门子中国的每一位专家都是我们的智囊，你在这个账号可以阅读到来自西门子各个不同方向专家们的见解。请大家不要吝惜手里的邀请，让我们在分享中共同进步。

也欢迎大家关注我们的微博（ID：西门子）、微信 （ID：西门子中国）和B站（ID：西门子中国） ，更多的了解我们。

看到这里就给点个赞吧！