5：生产运行支持系统（变电）总体架构技术要求（试行）

办生技函〔〕号附件202295生产运行支持系统（变电）总体架构技术要求（试行）

1204005.

67.4南方电网一体化电网运行智能系统技术规范第6-

7.4部分厂站应用厂站装置功能及接口规范（一体化在线监测装置）Q/CSG1204009中国南方电网电力监控系统安全技术规范Q/CSG1210050南方电网电力全域物联网平台接入技术规范（试行）国家发改委第14号令电力监控系统安全规定国能安全

[2015]36号电力监控系统安全总体方案等安全方案和评估规范3术语和定义

3.1物联网i nternetof thi ngs（I oT）通过部署具有一定感知、计算、执行和通信等能力的各种设备，获得物理世界的信息或对物理世界的物体进行控制，通过网络实现信息的传输、协同和处理，全面实现人与物通信、物与物通信的网络

3.2物联网平台loT pI atform实现物与物、物与人的敏捷连接和智能管理的物联网联接管理平台，为上层应用提供不同的数据服务，解决不同设备通信协议的数据交互，实现各类数据融合

3.3物联网网关smart gateway物联网网关是支撑感知控制系统与其他系统互联，并实现感知控制域本地管理的实体物联网网关可提供协议转换、地址映射、数据处理、信息融合、安全认证、设备管理等功能从设备定义的角度,物联网网关可以是独立工作的设备,也可以与其他感知控制设备集成为一个功能设备[GB/T33474—2016,实体描述

7.2]

3.4容器conta i ner容器是应用服务器中位于组件和平台之间的接口集合，可在操作系统层级为进程提供虚拟的执行环境，一个虚拟执行环境为一个容器

3.5生产数据采集装置product iondata acquisi tion unit部署在变电站安全I区的具备采集从站控层网络接入测控、保护、安控、故障录波数据，并传递给III区变电智能网关的软硬件一体化设备

3.6II区变电智能网关power transformation smartgateway部署在变电站安全n区的一种融合路由、交换、容器等技术，具备数据接入、规约转换、数据上送等功能，拥有智能终端数据快速接入、云边协同、远程运维、简单易用等特性的软硬件一体化设备

3.7川区变电智能网关power transformation smartgateway部署在变电站安全m区的一种融合路由、交换、容器等技术，具备数据接入、规约转换、指令下达控制及数据上送等功能，拥有智能终端数据快速接入、云边协同、远程运维、简单易用等特性的软硬件一体化设备

3.8生产分析处理主机Product ion analysisprocess ing machinePAPM部署在巡维中心安全HI区的一种融合路由、交换、边缘计算、容器等技术，具备数据接入、汇集、跨区传输、临时存储、人工智能、指令下达及数据上送等功能，拥有云边协同、远程运维、智能巡视、智能安全等特性的软硬件一体化设备

3.9智能传感终端Smart SensorTerminaI包含变电站测控、保护、安控、录波器、在线监测、电能质量监测、数字化表计、辅助设备火灾消防、安全防卫、动环系统、摄像头、机器人、无人机等4缩略语下列缩略语适用于本文件API应用程序编程接口Application ProgrammingInterfaceHTTP:超文本传输协议HyperText TransferProtocolMQTT消息队列遥测传输Message QueuingTelemetry TransportREST一种软件架构风格Representational State TransferRESTful表征状态转移的API RepresentationalStateTransferApplication ONVIF开放型网络视频接口Open NetworkVideo InterfaceForumRTSP实时流传输协议Real TimeStreaming Protocol5总体技术原则生产运行支持系统变电是实现变电设备设施全面监测、状态评价，支持智能巡检、作业、操作等变电数字业务的支撑系统，其总体上应按照“云边协同、标准化、模块化、智能化”的原则设计建设a云边协同系统建设充分发挥云边协同优势，形成以生产运行支持系统变电云侧管理，n区变电智能网关、in区变电智能网关和巡维中心生产分析处理主机接入及数据处理的模式，在近点边缘层完成对数据的过滤、筛选、分析和处理b标准化系统建设采用标准化的通讯接口协议，满足不同厂家设备的快速标准化接入以及各系统、平台间互联互通c模块化系统建设满足各系统功能模块化建设和“即插即用”的要求，系统功能模块可根据各变电站实际情况，选择功能模块的建设d智能化运用人工智能、大数据分析等技术，实现变电设备设施全面监测、状态评价，支持智能巡检、作业、操作等变电数字业务的支撑系统立应远用程运雄升皴as6总体架构图1生产运行支持系统（变电）总体架构图生产运行支持系统（变电）边侧省焚运堆变电驾驶舱生产运行支持系统（变电）总体架构如图1所示变电应用商店翔共调度运行平台理模量苫理生产运行支持系统（变电）架构分为云侧-边侧（巡维中心/变电站）两级建设办议管理应用皆理调度自动化智能分忻1）变电站云他安全I区部署生产数据单向采集装置，采集的测控、保护、安控、故障录波等实时数据，并通过正向物理隔离装置单向转发到安全m区安全n区部署n区变电智能网关，实现n区各类生产实时数据的采集，并通过正向物理隔离装置单向算法转发到安全iii区，通过云边协同组件实现与物联网平台的应用协同和运维协同，在安全n区部署应用主憎型下机接入站控层网络，恒支持n区智能传感终端数据查看、终端调试等功能发UEI巡巡堆中心生产分喉主机安全m区部署ni区变电智能网关，实现摄像头、机器人、安防、动环、消防等数据采集，同时接收I维整W蕾舞军飞辔R物充中区生产数据单向采集装置、n区变电智能网关传递的安全I a区^x、sxv^n区生产实时数据，经过协议转换通过物联边心os计管/存话融合三占跳管节卢接入组件实现与巡维中心生产分析处理主机及物联网平台的数据协同，通过云边协同组件图实例现与物联网平安全接入III E区变电昌炳关初协同台的应用协同调远和度动后机能运维协同，在变H星区电变电站智能网安关郴全数庄据接采in区部正向署应用主数据机采集接协入议头站埃控i层网燃络法控制，支持III区«—智—应能用协传同感终端数物-------智能吩同据查看、终端调试等功能理领98”三边於同组件-------运绛协同隔离1II2）巡维中心注物联网平台跨、川区由正反应隔离装置离海，边例节点纵向连接至物联网平在巡维中心安全m区部署生产运行分析处理主机狠，毒矢汇naz集无人机多由个变电站的in区变电智能网台相关应安上全区送节点的安全I区、n区、in区生产实时数据；生产运行分析处理主机部署基础软硬件平台，支撑I、n、III区的数据处理和业务应用基础软硬件平台应为变电站生产运行应用提供容器资源服务、图形处理服务、AI计算服务等一系列基础设施服务巡维中心生产运行分析处理主机包含公共组件和业务应用公共组件包括云边协同组件、数据库、运维控制台、应用商店客户端、视频管理等；业务应用包含有智能巡视、智能监视、操作辅助、数据汇聚等应用，支撑变电站数字化业务3）云侧在安全m区建设生产运行支持系统（变电），包含边侧智能运维模块和变电驾驶舱模块、智能分析模块、智能巡视模块、操作辅助模块、智能安全模块等边侧智能运维模块由变电应用商店和边缘统一运维应用组成变电应用商店对边侧需要的模型/算法tts/协议/应用进行上架/发布、服务编排、远程部署下发的端到端管理，实现云边应用协同和智能协同；边缘统一运维应用对n区变电智能网关、m区变电智能网关和巡维中心生产分析处理主机进行统一运维管理，实现运维协同变电驾驶舱模块包含全景感知、风险预警、三维空间分析等功能智能分析模块实现对开关特性分析、谐波分析和设备状态评价等智能分析应用的支持智能巡视模块包含巡视信息总览、巡视计划管理、无人机机器人巡视、视频巡视、巡视结果审核和缺陷管理等功能操作辅助模块包含操作信息总览、操作辅助确认、视频辅助监视等功能智能安全模块包含安全作业总览、进出站管理、工作票远程许可、现场作业风险监控等功能生产运行支持系统（变电）从数据中心获取物联平台及调度运行平台采集的实时数据，从人工智能平台的算法仓库获取AI算法；从智瞰获取台账和图模服务，进行空间分析展示；通过物联网平台实现对边缘设备的标准化接入和纳管、数据采集、设备控制7数据架构

7.1模型要求n区变电智能网关、in区变电智能网关及智能传感终端等设备应符合智瞰电网资产模型管理要求及物联网平台物模型管理要求电网资产模型是指用实体、属性及其关系对电网资产管理及运行过程中设计的业务概念和逻辑规则进行统一定义、命名和编码电网资产模型在类别上应包含概念数据模型、逻辑数据模型、物理数据模型，在内容上应包含设备基本台账信息、设备拓扑关系信息、设备周边地理环境信息及设备本体三维模型信息电网资产模型设备基本台账信息应遵从南方电网公司现行设备台账规范，在局部可进行进一步扩展,并统一固化管理至智瞰，由智瞰提供统一编辑维护和查询服务及组件电网资产模型设备拓扑关系信息应遵从南方电网公司电网GIS平台空间信息规范，在个性化应用可基于CIM模型进一步扩展，并统一固化管理至智瞰，由智瞰提供统一编辑维护和拓扑分析服务及组件电网资产模型设备周边地理环境信息应遵从南方电网公司电网GIS平台地理空间信息规范，并在此基础上进一步扩展电网资产模型设备本体三维模型信息按模型构建复杂程度可分为零件级、部件级、设备级，可按照需求开展三维模型构建及管理n区变电智能网关、m区变电智能网关及智能传感终端等物模型应按照《南方电网输变配典型物联网终端设备信息模型规范》的要求和方法进行统一建模及管理

7.2数据接入规划

7.

2.1云侧系统数据接入规划云侧主要与云侧数字业务平台和数字技术平台进行对接，接入管理业务数据和实时运行数据；电网管理平台提供给生产运行支持系统（变电）的信息主要有缺陷、生产计划、工作票、操作票等业务管理数据；智瞰提供给生产运行支持系统（变电）的设备台账信息、二三维地理模型数据、电网拓扑；物联网平台提供给生产运行支持系统（变电）的数据主要有变电站实时生产数据和视频等数据；人工智能平台提供给生产运行支持系统（变电）的信息主要有算法模型数据；调度运行平台提供给生产运行支持系统（变电）的信息主要有电网一次设备模型、遥测/遥信、遥控/遥调操作信息、调度指令、控制策略等信息；数据中心提供给生产运行支持系统（变电）从物联网平台及调度运行平台采集的实时数据、海量数据分析结果

7.

2.2厂站侧数据接入规划实现对变电站内测控、保护、安控、录波器、在线监测、电能质量监测、数字化表计、数字一次设备、辅助设备（火灾消防，安全防卫、动环系统）、摄像头、机器人、无人机以及交换机、时间同步装置等各设备数据的综合采集与处理数据采集范围包括电网运行信息、设备运行信息、网络链路运行状态信息、对时状态信息、巡视数据信息、运行环境信息等a）在变电站安全I区增设生产数据单向采集装置，采集安全I区电网运行等实时运行数据并转发给n【区变电智能网关；b）在变电站安全n区安装n区变电智能网关，实现对变电站内安全n区实时数据的采集；c）在安全n区、m区间安装正向物理隔离装置，I区生产数据单向采集装置、n区变电智能网关通过正向物理隔离装置单向转发I区、II区生产实时数据到m区变电智能网关；d）在变电站安全m区安装ni区变电智能网关，实现对变电站内安全m区辅助设备、摄像头、机器人、无人机等设备数据的采集，同时接收I区生产数据单向采集装置、n区变电智能网关传递的安全I区、H区生产实时数据，分别转发给物联网平台和巡维中心生产运行分析处理主机的数据汇聚应用；e）巡维中心生产运行分析处理主机通过安全ni区数据汇聚应用采集各变电站安全III区的巡视数据、运行环境和设备运行数据

7.3数据交互

8.

3.1云侧系统数据交互云侧数据交互主要考虑与电网管理平台、智瞰、物联网平台、数据中心、人工智能平台和调度运行平台数据交互类型分为两类，第一类是业务管理数据、实时运行数据、电网拓扑结构、电网资源模型等结构化数据，第二类是图像、视频、文件等非结构化数据数据交互方式主要包括消息队列、Restful API、E格式文件、RTSP等其交互关系如下图所示与各系统平台的数据交互应遵循《南方电网生产运行支持系统（变电）云侧架构技术规范》

9.

3.2厂站侧数据交互安全I区生产数据单向采集装置与安全I区设备交互电网稳态运行信息、安控信息、保护信息、录波等数据，以及设备运行信息、网络链路状态信息、对时状态信息等数据；n区变电智能网关与安全n区设备交电能质量信息、一次设备在线监测信息、数字化表计量测信息、设备运行状态信息等数据安全I区生产数据单向采集装置、n区变电智能网关通过正向物理隔离装置单向转发安全I区、H区生产实时数据到ni区变电智能网关变电站安全in区边缘智能终端直接从安全in区采集消防、动环、安全防卫信息,设备运行状态信息、巡视信息等数据以及摄像头、无人机、机器人的流媒体数据，与安全m区设备交互操作指令，同时接收I区生产数据单向采集装置、n区变电智能网关传递的安全I区、n区生产实时数据【n区变电智能网关与巡维中心生产分析处理主机及物联网平台交互实时采集数据及指令、参数、运维数据巡维中心生产分析处理主机通过巡维中心数据汇聚应用从in区变电智能网关汇聚各变电站安全I区、n区、m区生产实时数据，与物联网平台交互指令、应用、参数、算法、运维数据数据交互应遵循《南方电网生产运行支持系统（变电）厂站侧架构（巡维中心）技术规范》

10.

3.3云边纵向数据交互云边纵向数据交互主要通过物联网平台，实现云侧生产运行支持系统（变电）与n区变电智能网关、in区变电智能网关及巡维中心生产分析处理主机云边协同，协同信息包括指令、应用、参数、算法、运维数据、实时采集数据等8应用架构

8.1云侧系统应用架构

8.

1.1边侧统一运维边侧统一运维应用由云侧和厂站侧两级构成；云侧由生产运行支持系统（变电）内的边缘统一运维应用和物联网平台协同提供，包含综合运维管理和站点资源管理；通过物联网平台提供云侧和厂站侧间的运维协同能力，实现对n区变电智能网关、山区变电智能网关以及巡维中心生产分析处理主机统一运维n区变电智能网关、in区变电智能网关以及巡维中心生产分析处理主机应提供系统、容器等状态监控、状态自检、告警、日志等能力，并接入物联网平台智能运维组件支撑云侧统一运维应用

8.

1.2变电应用商店变电应用商店部署在南网云上，生产运行支持系统（变电）通过调用物联网平台微应用商店的后台服务实现业务应用功能，具备应用打包、应用运维和应用交易功能，应用打包模块可按需将应用封装为容器类应用应用运维模块实现应用运行状态的监控，也可以反映应用的健康状况和业务价值应用交易模块实现应用的统一运营管理，实现对边侧应用、算法、模型、协议等快速部署、灵活替换升级

8.

1.3智能分析对主设备历史负荷、温度曲线、油色谱及试验等数据进行多维度分析，对同一设备在相似运行工况下不同时间的监测数据进行对比，动态掌握设备运行状态变化趋势，提前发现设备潜在隐患，提升设备故障分析和故障预警能力，保障电网安全可靠运行

8.

1.4变电驾驶舱集中展示全网/省公司/地市局所辖变电站的全量设备、作业、事故及异常告警，主要功能包括设备全景感知、风险隐患预警和现场作业安全管控等内容

8.2厂站侧应用架构

8.

2.1智能巡视通过覆盖全站的搭载不同载体的智能传感终端，应用人工智能技术，实现巡视计划获取、任务分解下发、数据采集分析、巡视结果报送的全业务链闭环管控，最终达到现场无人化的智能巡视目标

11.

2.2操作辅助实现变电站内设备的远方操作，主要功能包括一次主设备远方操作视觉辅助确认功能、辅助设备操作与控制功能、主辅设备间智能联动策略配置功能

12..3智能安全将各类智能技术覆盖至站内工作的整个流程和区域，实现风险管控一线贯穿的目标主要功能包括作业人员安全资质全局管控、作业人员进出站智能管控、作业违章行为智能识别和作业人员误入间隔告警等

13..4变电驾驶舱集中展示巡维中心所辖变电站的全量设备、作业、事故及异常告警，运行值班人员可根据不同告警等级展示对应告警情况，结合视频监控、智能联动策略对各类事故、异常情况进行快速处置，充分发挥生产数据价值，强化变电数据综合分析大脑通过变电站二维、三维图形、模型计算分析技术，实现变电站一次接线图的站内外拼接融合，从而形成贯穿主网、配网的拓扑网络，支撑后续各类开关置位分析，以及监控应用9关键技术

9.1云边协同云边协同包括数据协同、应用协同、智能协同、运维协同四大能力，保障云侧和厂站侧的数据一致性、管理一致性、服务一致性a）数据协同是指通过统一的物模型、API服务、消息服务实现云侧的业务管理数据与厂站侧的实时生产监测数据的实时同步，确保云上下数据一致，应用体验一致b）应用协同是指云侧可统一管理厂站侧应用，并具备厂站侧应用的远程部署、远程升级、远程监控的能力云侧应用商店为服务端，支撑应用试、上架、发布、订阅、部署、运维的全生命周期管理厂站侧应用商店为客户端，统一云下运行框架，可与云上应用商店协同互动c）智能协同是指云侧具备人工智能算法统一训练、下发、部署及远程升级的能力，厂站侧具备算法接收、运行推理的能力云侧训练后的人工智能算法可在线推送到厂站侧巡维中心生产处理主机进行推理，厂站侧产生的生产样本数据可回传到云侧d）运维协同是指云侧生产运行支持系统（变电）具备统一运维和监控H区变电智能网关、III区变电智能网关及巡维中心生产分析处理主机的能力，厂站侧设备n区变电智能网关、ill区变电智能网关及巡维中心生产分析处理主机、智能传感终端等应具备自检、告警及日志服务能力。