2019年中國泛在電力物聯網市場概況及市場發展潛力分析[圖]

泛在電力物聯網李玲玲 2019-05-15 05:49 來源：智研咨詢

一、泛在電力物聯網建設展開，智能化投資有望提速

1、泛在電力物聯網基于現在信息技術，分為四層架構

基于現代信息技術，構建泛在電力物聯網。泛在電力物聯網，就是圍繞電力系統各環節，充分應用充分應用“大云物移智”（大數據、云計算、物聯網、移動互聯網、人工智能）等現代信息技術和先進通信技術，實現電力系統各環節萬物互聯、人機交互，具有狀態全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活特征的智慧服務系統。

泛在電力物聯網架構—ACNET

數據來源：公開資料整理

泛在電力物聯網包括4層應用架構和11個重點方向。從架構上來看，泛在電力物聯網包含感知層、網絡層、平臺層、應用層4層結構。從技術視角看，通過應用層承載對內業務、對外業務7個方向的建設內容，通過感知層、網絡層和平臺層承載數據共享、基礎支撐2個方向的建設內容，技術攻關和安全防護2個方向的建設內容貫穿各層次。

泛在電力物聯網應用架構

數據來源：公開資料整理

從2009年研發LTE電力無線專網開始，國網公司就已經開始了在泛在電力物聯網相關領域的探索。目前，已經有11個省市公司建設了一定規模的電力無線專網，接入了22類業務。到2018年底，國網接入的終端設備超過5.4億只，采集數據日增量超過60TB，覆蓋用戶4.5億戶。按照國家電網公司規劃，預計到2025年接入終端設備將超過10億只，到2030年將超過20億只。

電力無線專網建設情況

數據來源：公開資料整理

國網終端接入數量

數據來源：公開資料整理

泛在電力物聯網平臺的核心技術與產品涉及6個領域。國網泛在電力物聯網建設內容包括對內業務、對外業務、數據共享、基礎支撐、技術攻關和安全防護6個方面和11個重點方向。泛在電力物聯網涉及的關鍵核心技術與產品，主要包括以下6個領域：

國網泛在電力物聯網平臺核心技術與產品

數據來源：公開資料整理

2、泛在電力物聯網的應用場景

在傳統電網領域，泛在電力物聯網的應用場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化、用電負荷需求側響應、分布式能源調控等；采集類主要包括高級計量、智能電網大視頻應用。未來在泛在電力物聯網應用場景下，控制領域將從當前的星型集中連接模式向點到點分布式連接切換，主站系統將逐步下沉，出現更多的本地就近控制和邊緣計算。

泛在電力物聯網在傳統電網領域的應用

數據來源：公開資料整理

而采集類應用，在泛在電力物聯網下在采集頻次、內容、雙向互動等各方面均將有較大變化。

泛在電力物聯網應用場景--高級計量

數據來源：公開資料整理

在電力物聯網應用場景--無人巡檢

數據來源：公開資料整理

在新興領域，泛在電力物聯網將在統一感知、實物ID應用、精準主動搶修、虛擬電廠、智慧能源服務一站式辦理、大數據應用等領域，為電網企業和新興業務主體賦能。以綜合能源服務平臺為例，對于可以應用入口將能效服務共享平臺、省級客戶側用能服務平臺、新能源大數據平臺、車聯網、光伏云網、智慧能源控制等系統，發揮規模化集聚效應；對外則可為各類新興業務主體統一提供并網、監控、計量、計費、交易、運維等平臺化共享服務。

泛在電力物聯網應用場景--智慧能源綜合服務

數據來源：公開資料整理

泛在電力物聯網應用場景--實物ID

數據來源：公開資料整理

3、兩步走戰略推進，泛在電力物聯網投資有望加速

兩步走戰略，2024年全面建成泛在電力物聯網。國網計劃到2021年初步建成泛在電力物聯網，實現業務協同和數據貫通，初步實現統一物聯管理，支撐電網業務與新興業務發展。到2024年建成泛在電力物聯網，全面實現業務協同、數據貫通和統一物聯管理，全面形成共建共治共享的能源互聯網生態圈。

國家電網公司泛在電力物聯網建設規劃

數據來源：公開資料整理

國網智能化投入有望加速。2017年國網智能化投資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，國網公司建成全球規模最大的電力專用通信網，光纜總長達152.08萬千米，設備52.77萬臺/套，站點8.8萬座，骨干網帶寬400Gbps，承載各類業務通道40.32萬余條。考慮到泛在電力特聯網全面建設即將展開，我們預計，未來幾年電網智能化投資金額與占比有望同時快速提升。

我國電力信息化歷年投資（億元）

數據來源：公開資料整理

國網2017年智能化投資

數據來源：公開資料整理

三、發展泛在電力物聯網能帶來多大的市場潛力？

1、泛在電力物聯網分為終端、網絡、平臺、運營、安全五大體系

2018年國家電網提出泛在電力物聯網的概念，著手打造SG-eIoT。根據規劃來看，整個“SG-eIoT(electricInternetofThings)”系統在技術上將分為終端、網絡、平臺、運維、安全等五大體系，打通輸電業務、變電業務、配電業務、用電業務、經營管理等五大業務場景，通過統一的物聯網平臺來接入各業務板塊的智能物聯設備，制訂各類電力終端接入系統的統一信道、數據模型、接入方式，以實現各類終端設備的即插即用。

電科院副院長王繼業提出ACNET信息通信系統，進一步明確泛在電力物聯網在未來電網中所起的作用。構建ACNET支撐技術體系，通過數以億計的傳感器，進行物理量、電氣量、狀態量、環境量、行為量等信息物理全感知；信息傳輸系統將以5G通信技術為起點，結合高密度的衛星系統，形成空天地一體化通信平臺；存儲和運算設備將基于大數據平臺/人工智能平臺，采用先進芯片技術、協同計算技術等，極大提升計算力，形成以人工智能為核心的“超級計算機”。

泛在電力物聯網架構——電力通信ACNET

數據來源：公開資料整理

整個架構中具體可以分為終端信息收集器（傳感器、RFID等）、邊緣計算、通信網、云平臺、人工智能五個層次，同時衛星和5G技術形成的信息傳輸系統將成為泛在網絡實現的關鍵力量。

1）邊緣計算

邊緣計算的核心是一個開放分布式平臺，即在網絡邊緣靠近數據源就近提供網絡、計算、存儲及應用服務，滿足了行業數字化轉型在聯接、智能、實時、數據優化和安全的訴求。邊緣計算產業聯盟實驗平臺組副主席胡曉晶指出，“邊緣計算是物理世界與數字世界的橋梁，云與物聯網產業的關口。”到2022年將有超過500億的終端與設備聯網。未來超過75%的數據需要在網絡邊緣側分析、處理與儲存。

邊緣計算架構

數據來源：公開資料整理

2）通信網

通信網具體可以劃分為三大網絡——骨干通信網、配電通信網和終端接入網骨干通信網：跨域光纜路由匱乏、SDH帶寬受限、通道定制化和服務差異化能力不足，無法滿足長距離輸電、大范圍消納、遠距離互動等業務大帶寬、高可靠、超低時延、高精度同步的承載需求。基于M-POTN構建極簡架構（1種技術1張網）、長距離大容量（1000km、單波100G）、低時延高可靠、帶寬按需調整、業務極速開通、全網同步（ns級）的新一代認知承載網，實現網絡即服務（NaaS）。

配電通信網：傳統光纖通信（EPON）覆蓋范圍受限，新型配電網業務要求網絡靈活接入并滿足不同QoS需求，配電通信網還需在覆蓋范圍、傳輸容量、網絡靈活性等方面進一步提升。

終端接入網：隨業務系統分別建設，技術體制、數據模型、接口協議不統一，采集頻次趨于準實時雙向互動，海量通信節點IP地址受限，亟需構建異構融合、廣泛覆蓋、直接互聯的終端接入網。以230MHz專網和LoRa無線專網為主，寬帶PLC等有線為輔，統一接口協議和數據模型，即插即用，開放互聯，并最終向5G演進。

泛在電力物聯網通信網架構

數據來源：公開資料整理

3）云平臺

云平臺是一種基于互聯網的計算平臺，共享的軟硬件資源和信息可以按需求提供給計算機各種終端和其他設備，主要提供算力支撐、應用開發和數據融合。“國網云”是泛在電力物聯網的計算平臺和算法平臺，包括企業管理云、公共服務云和生產控制云（簡稱三朵云），分別覆蓋不同區域的資源及服務，由一體化“國網云”平臺（簡稱云平臺）及其支撐的各類業務應用組成。

國網云由三部分組成

數據來源：公開資料整理

4）人工智能

人工智能通過模擬、延伸、擴展人類智能，通過機器感知、機器學習、機器思維和智能行為等技術，代替人類做出分析、判斷、優化和決策，通過智能計算，應對隨機和不確定。電力人工智能是人工智能的相關理論、技術和方法與電力系統的物理規律、技術與知識融合創新形成的“專用人工智能”。

人工智能技術架構

數據來源：公開資料整理

5）電力衛星

目前，衛星通信及遙感數據主要依賴于社會通用衛星，存在（1）實時性低，使用成本昂貴；（2）調度困難，資源有限；（3）電力需求契合度不足等關鍵制約。因此，結合能源互聯網時空分布特征，發射具有電網特色的電力多載荷一體化衛星，是建設電力PNTRC的核心基礎，為能源互聯網和泛在電力物聯網持續發展提供可靠的數據來源和系統支撐。

國網電力衛星架構

數據來源：公開資料整理

6）5G技術

5G技術即第五代移動通信網絡技術，其峰值理論傳輸速度可達每秒數十Gb，比4G網絡的傳輸速度快數百倍，具備廣覆蓋、低功耗、低成本、高效連接等特點，可廣泛應用于低功耗廣覆蓋（LPWA）物聯網市場。

NB-IoT架構

數據來源：公開資料整理

5G相當于藍牙或紅外信號，不過它的一個基站可以帶動20多萬個終端，傳輸距離達10km。比如一個社區可以通過NB-IoT管理所有的水表氣表電表，一個工廠可以通過NB-IoT管理所有的設備運行監控空調消防等。工信部2017年發布《關于全面推進移動物聯網(NB-IoT)建設發展的通知》，規劃2020NB-IoT基站將達150萬個，NB-IoT連接數將達6億。

NB-IoT具有突出優勢

數據來源：公開資料整理

NB-IoT能應用于多種場景

數據來源：公開資料整理

5G技術在電力系統的應用豐富多樣，基于其性能特點可實現以下四種最具典型代表意義的業務需求：滿足智能分布式配電自動化、毫秒級精準負荷控制、主動配電網差動保護等工業控制類下行業務所需的超高可靠超低時延需求；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務所需的海量物聯終端接入需求；輸變電線路狀態監控、無人機遠程巡檢、變電站機器人巡檢、AR遠程監護等所需的高清視頻回傳需求及調度電話、管理電話、遠程巡檢、應急通信等需要高安全、高可靠、高接通率和高清通話質量保障的高清語音通信需求。

2、終端面對的市場潛力能有多大？

泛在電力物聯網擁有具有巨大應用潛力，未來還將繼續升級。目前國網系統接入的終端設備超過5億只（其中4.5億只電表，各類保護、采集、控制設備幾千萬臺），國網規劃到2030年，接入SG-eIoT系統的設備數量將達到20億，整個泛在電力物聯網將是接入設備最大的物聯網生態圈。

接入國網電力物聯網系統的終端設備數量將大幅提升（單元：億）

數據來源：公開資料整理

配電自動化和智能電表覆蓋率明確規劃將大幅提升。中國國家發改委、能源局提出到2020年，初步建成安全可靠、開放兼容、雙向互動、高效經濟、清潔環保的智能電網體系，在《國家能源局關于印發配電網建設改造行動計劃（2015-2020）年的通知》中，要求全國配電自動化覆蓋率從2014年的20%，在2020年需要提升至90%。

配電自動化覆蓋率顯著翻倍