專網(wǎng)通信世界-中國(guó)電力通信網(wǎng)訊:IPv6與智能電網(wǎng)
近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛普及和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，全球?qū)P地址的需求大幅增加。2011年2月在ICANN(國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)名稱和編號(hào)分配公司)宣布全球43億個(gè)IPv4地址已分配完畢后，為滿足需求，具有巨大地址空間的IPv6已經(jīng)成為下一代互聯(lián)網(wǎng)IP層技術(shù)。2012年3月，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展建設(shè)意見(jiàn)，明確了下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的目標(biāo)和計(jì)劃，正式啟動(dòng)了我國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)研究及建設(shè)工作，并在石油、電力等重點(diǎn)行業(yè)開始了基于IPv6的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模示范應(yīng)用。
國(guó)家電網(wǎng)公司積極響應(yīng)國(guó)家政策和號(hào)召，向發(fā)改委提交了下一代互聯(lián)網(wǎng)在電力重點(diǎn)行業(yè)的規(guī)模示范應(yīng)用項(xiàng)目立項(xiàng)申請(qǐng)，積極開展試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和多項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用建設(shè)。這批項(xiàng)目與公司確定的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略相契合，將為智能電網(wǎng)與下一代互聯(lián)網(wǎng)的深度融合探索道路、提供經(jīng)驗(yàn)。
智能電網(wǎng)以信息通信平臺(tái)為支撐，力圖構(gòu)建貫穿發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度的全環(huán)節(jié)、全電壓等級(jí)的可持續(xù)和均衡發(fā)展體系，強(qiáng)調(diào)電力流、信息流、業(yè)務(wù)流的高度一體化融合。智能電網(wǎng)的“信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化”特征，導(dǎo)致其對(duì)IPv6的需求日趨強(qiáng)烈。首先，隨著電網(wǎng)自動(dòng)化、信息化程度的不斷提升，產(chǎn)生了巨大的IP地址需求;其次，電網(wǎng)對(duì)電力生產(chǎn)、電力消費(fèi)各環(huán)節(jié)信息的深度、細(xì)度采集分析及數(shù)據(jù)廣泛互通，對(duì)信息安全和服務(wù)質(zhì)量提出了極高要求;第三，電網(wǎng)與電力客戶的雙向互動(dòng)，使電力信息通信網(wǎng)必須與公共互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生越來(lái)越多的信息交互，電力信息通信網(wǎng)絡(luò)的IPv6升級(jí)改造是必然選擇。
面對(duì)以IPv6為標(biāo)志的下一代互聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)快速發(fā)展的形勢(shì)，在電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)中應(yīng)用IPv6技術(shù)，成為智能電網(wǎng)全面建設(shè)的需求和趨勢(shì)。
智能電網(wǎng)對(duì)IPv6的需求
在大數(shù)據(jù)時(shí)代，智能電網(wǎng)要求實(shí)現(xiàn)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六大環(huán)節(jié)更廣泛、更細(xì)化的數(shù)據(jù)采集和更深化的數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)采集將廣泛采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，大量的RFID標(biāo)簽、傳感器等裝置的使用對(duì)IP地址的需求快速增加;云計(jì)算在對(duì)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理中也將發(fā)揮重要的支撐作用。由于我國(guó)擁有并在建的輸電線路距離長(zhǎng)、分布廣泛，輸電線路的智能化建設(shè)將帶來(lái)大量的IP地址需求。隨著電力云在電網(wǎng)生產(chǎn)、營(yíng)銷等系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，對(duì)IP地址的需求也呈現(xiàn)幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。IPv6在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，可以很好地解決IP地址資源緊張的問(wèn)題，且保證傳輸速度更快更安全，滿足物聯(lián)網(wǎng)“物物互聯(lián)”和云計(jì)算虛擬化對(duì)IP地址的需求。
在輸電環(huán)節(jié)，通過(guò)沿輸電線路部署各類傳感器、視頻設(shè)備等裝置，實(shí)現(xiàn)輸電線路在線監(jiān)測(cè)、故障定位和自動(dòng)診斷，為線路生產(chǎn)管理及運(yùn)行維護(hù)提供信息化、數(shù)字化的共享數(shù)據(jù)。
在智能變電站建設(shè)中,以太網(wǎng)技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用。隨著變電站智能化水平的不斷提高，各類設(shè)備對(duì)IP地址的需求也將大幅增加。如變電站內(nèi)，符合IEC-61850的設(shè)備都將帶有IP地址，以便于維護(hù)和運(yùn)行管理;同時(shí)，為支撐變電站信息化運(yùn)檢，需為各種傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備配置IP地址，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站環(huán)境、動(dòng)力、設(shè)備熱點(diǎn)等的實(shí)時(shí)智能監(jiān)測(cè)、報(bào)警智能聯(lián)動(dòng)及綜合可視化展示。
在配電環(huán)節(jié)，智能配電自動(dòng)化建設(shè)中，基于IP的業(yè)務(wù)流量比重越來(lái)越大，視頻、語(yǔ)音和數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)混合傳送已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)。目前，基于IP的配網(wǎng)通信接入網(wǎng)基本上都是采用IPv4技術(shù)，而且，IP地址僅在本網(wǎng)段是唯一的，不是全局地址，無(wú)法跨網(wǎng)段訪問(wèn)，這制約了配電自動(dòng)化新業(yè)務(wù)的發(fā)展。
在用電環(huán)節(jié)，物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)在用電信息采集、智能用電服務(wù)、電力需求側(cè)管理和節(jié)能服務(wù)、電動(dòng)汽車充換電服務(wù)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。基于智能電網(wǎng)用電側(cè)的新業(yè)務(wù)、新應(yīng)用開展，同樣會(huì)產(chǎn)生大量的IP地址需求。目前公司開展的用電信息采集建設(shè)，需要大量IP地址支持;基于用電信息采集建設(shè)開展的智能用電服務(wù)，不僅需要與智能電表通信，還需要深入客戶家中，與客戶的家電實(shí)現(xiàn)通信，終端數(shù)量的增加將大幅增加對(duì)IP地址的需求。為落實(shí)國(guó)家節(jié)能減排戰(zhàn)略，公司開展的電力需求側(cè)管理公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，需確保居民、小區(qū)/樓宇、工商業(yè)等客戶用能信息的采集與監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶側(cè)各種小型太陽(yáng)能、風(fēng)能、可再生能源發(fā)電等分布式電源及儲(chǔ)能設(shè)備有效管理，部署大量的采集設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。只有依托大量的IP地址支持，才能推動(dòng)電力需求側(cè)管理公共服務(wù)平臺(tái)項(xiàng)目的實(shí)施。為促進(jìn)清潔能源利用，公司提供的電動(dòng)汽車充換電服務(wù)不僅要滿足充電站、換電站、配送站等各類站點(diǎn)的通信接入，還需滿足電動(dòng)汽車行進(jìn)中的通信需求。
IPv6在智能電網(wǎng)中的前景展望
2012年6月6日，國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)(ISOC)宣布IPv6在全球范圍內(nèi)正式啟動(dòng)，IP地址枯竭的情況將得以徹底解決。IPv6不僅可以解決IP地址瓶頸問(wèn)題，其相對(duì)于IPv4，更有助于促進(jìn)大型企業(yè)提升專用網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維水平。
基于IPv6的信息通信網(wǎng)絡(luò)與智能電網(wǎng)的結(jié)合，一方面可以滿足物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息通信技術(shù)在智能電網(wǎng)應(yīng)用中對(duì)IP地址的大量需求，另一方面也可以滿足電網(wǎng)與IPv4/IPv6用戶信息交互的需求，推動(dòng)智能電網(wǎng)的全面建設(shè)。但由于IPv6在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中也處于試用階段，相關(guān)設(shè)備尚未大規(guī)模推廣應(yīng)用，如何實(shí)現(xiàn)電力通信網(wǎng)由IPv4向IPv6的平滑過(guò)渡，是IPv6在智能電網(wǎng)中應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題。
目前，公司正在積極開展相關(guān)領(lǐng)域的研究和試點(diǎn)建設(shè)，并由南瑞集團(tuán)及相關(guān)單位負(fù)責(zé)下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)的研究，推動(dòng)IPv6在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，全面助力智能電網(wǎng)建設(shè)。
(作者系南瑞集團(tuán)國(guó)電通公司策劃中心副總工程師)
