2.2.1　电力物联网工程技术基本概念

1. 电力物联网基本定义

电力物联网融合通信、传感、自动化、云计算等技术，在电力生产、输送、变电、配电、高度等各环节，采用各种智能设备和IP标准协议，实现相关信息的安全可靠传输处理，从而实现电网运行和企业管理全过程的全景全息感知、互联互通及无缝整合。就电力物联网的本质而言，是一种提高电力信息可靠性、高效性的控制手段。物联网的核心能力是全面感知、可靠传送、智能处理，这三个方面恰恰也是智能电网一直追求的目标。

随着智能电网的全面建设，物联网技术在各业务环节得到广泛应用。电力物联网以国家电网公司SG-ERP信息系统总体架构为基础，包括感知层、网络层和应用层，并且形成了基于统一信息模型、统一通信规约、统一数据服务和统一应用服务的电力物联网体系架构。其中，感知层实现电力生产各环节传感数据的统一感知与表达，建立统一信息模型，规范感知层的数据接入。网络层按照规范化的统一通信规约实现对数据的传送。应用层将多种数据信息统一管理并向外提供统一的数据服务，支撑各类业务应用，基于统一应用服务，开发各类电力物联网应用服务，供其他业务系统调用。

电力物联网的感知层主要由各种传感识别设备实现信息的采集、识别和汇集。随着电力物联网不断深化应用，日益增多的传感器数量及种类将导致多种传感技术及规范的同时使用，由此导致各种采集数据的数据表达（语义、数据表达格式等）无法统一。因此，需建立传感设备信息交互的统一信息模型，以规范电力物联网应用的建设，指导信息模型及数据接入规范的制定，达到高效的应用集成和数据共享的目的。电力物联网的统一信息模型以实现传感器信息模型的统一为目标，参照IEC 61850、IEEE 1451[11]、SensorML[12]等标准解决传感器语义不统一、数据表达格式不统一等难题。

2. 传感器信息模型的内涵

为了提高不同应用系统的信息交互效率，改善目前传感器由于厂家不同而导致的数据格式不利于数据共享的现状，应研究传感器的信息模型，其主要内容有两部分。

1）统一语义

统一语义即传感器节点跟上层通信使用同样的语言，让上层可以读懂和理解节点所要表达的意思。在研究统一语义的时候，需重点考虑如下几个方面。

（1）语义的唯一性。即避免出现重复的或有歧义的语义表达。

（2）语义的可读性。即在描述或表达某一物理量时，尽量避免使用单个字符或无意义的字符，而应使用国际标准的英文单词或其组合，以此增强其可读性。

（3）语义的可扩展性。即传感器技术的发展可能会引入新的语句语义，因此制定语义规则时，需使其具有一定的可扩展性。

2）统一数据表达格式

（1）关键字的统一。即信息模型描述中的关键字应具有明确的意义，包括简称、命名等。比较通用的方式是采用英文单词，限定最大长度。例如，IEC 61850中逻辑设备简称为LD（logical device），逻辑节点简称为LN（logical node），温湿度传感器逻辑节点按照IEC 61850-7-4中命名为MTHS等。

（2）表述方法的统一。即如何表述一个物理设备，包括如何划分设备类型，及如何建立与之对应的抽象数据类。

（3）描述语言的统一。即不同层之间采用统一的描述语言。例如，采用目前流行的可扩展标记语言（extensible markup language，XML）。XML 是万维网联盟W3C 制定的用于描述数据文档中数据的组织和安排结构的语言，它定义了利用简单、易懂的标签对数据进行标记所采用的一般语法，提供了计算机文档的一种标准格式。

3. 传感器信息模型

该模型是指按照传感器最小逻辑功能，对各种传感器进行统一建模，实现传感器的信息模型。依据IEC 61850-7标准中的设计原则，将用逻辑设备、逻辑节点和数据对象描述的抽象数据模型作为整体设计框架；参考IEEE 1451.4的传感器电子数据表格（transducer electronic data sheet，TEDS）思想，实现电力物联网中传感器的信息模型；依据IEC61850-6中信息模型配置语言的描述，选用基于XML的变电站配置描述语言（substation configurationdeion language，SCL）作为感知层传感器抽象数据模型在应用层上的一种描述语言，便于系统内部和系统间的数据交换，实现统一语义和统一数据表达格式。