2023配电物联网设备即插即用技术导则.docx

配电物联网设备即插即用技术导则目次前言II2规范性引用文件33术i吾和定,义34符号、代号和缩略语45总体要求46即插即用设备及系统要求57通信方式与通信协议要求58信息模型与通信服各要求.6附录A（资料性）配电物联网即插即用设备及系统信息交互架构7附录B（资料性）边端设备信息模型及模型映射表8附录C（资料性）配电物联网设备即插即用应用场景11配电物联网设备即插即用技术导则1范围本文件规定了中低压配电物联网端设备、边设备及配电主站系统之间即插即用的信息交互技术要求，包括即插即用设备及系统要求、通信方式与通信协议要求、信息模型与通信服务要求等内容。本文件适用于中低压配电物联网端设备、边设备及配电主站系统之间即插即用的设计、研发、安装、调试及现场应用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T19582基于MOdbUS协议的工业自动化网络规范GB/T36572电力监控系统网络安全防护导则Dur645多功能电能表通信协议DLT698电能信息采集与管理系统DL"86()电力自动化通信网络和系统DLTT890能量管理系统应用程序接口DL/T1080电力企业应用集成配电管理的系统接口DLT2459电力物联网体系构架与功能IETFRFC7252受限应用层协议(CoAP)1SO/IEC20922-2016信息技术-消息队列遥测传输(MQTT)OMG数据分发服务(DDS)ISO/IECPRF20922消息队列遥测传输协议(MQTT)3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3,1配电物联网IoTfordistributionnetwork通过在配电网生产、输送、消费、管理各环节，部署具有感知、边缘计算、执行和通信等能力的设备，按照标准化的协议，连接物、人、系统和信息资源，获得配电网的信息或对配电网的设备进行控制，实现配电网全业务域互联、协同互动，具有全面感知、可靠传输和智能处理等特征的智慧物联生态系统。3.2边设备edgedevice具备边缘计算能力的配电网接入设备，融合网络、计算、存储、应用核心能力的分布式软硬件平台，提供边缘智能服务，集信息采集、设备状态监测及通信组网、就地化分析决策控制及协同计算等功能于一体的边缘计算终端设备。"3.3端设备terminaIdevice部署在采集监控对象本体内部或附近，具备配电网电气量、设备状态量、运行环境量以及安防等信息的收集及处理能力，并通过通信接入向配电边设备或主站系统提供配用电相关信息，可执行决策或控制命令。3.4物联网管理IoTmanagement应用信息和通信技术，实现物、人、系统和信息资源的连接，对上提供标准化接口向业务应用系统提供服务，对下通过标准化协议实现边、端设备等设备的连接交换，实现边端数据的统一采集、监测和远程运维。3.5设备信息模型deviceinformationmodel定义设备特征信息和提供服务能力的数据模型，一般由属性、事件和服务等组成。3.6即插即用plugandplay具有统一标准的电气和数据接口、标准的自描述信息模型，通过标准的通信协议自动接入相关系统或设备。3,7模型映射modeImapping在两种不同类别设备信息模型之间建立起数据元素的对应关系。3.8通信月艮务co<nunicationservice要求服务者和提供服务者之间的通信交互行为，以支持资源的访问。4符号、代号和缩略语以下缩略语适用于本文件。loT：物联网(TheInternetofThings)HPLC:高速电力线载波(HighSpeedPowerLineCarrier)MQTT：消息队列传输协议(MeSSageQUeUingTeIemetryTranSPOrt)DDS：数据分发服务(DataDistributionService)CoAP:受限应用层协议(COnStrainedApplicationProtocol)5. 1配电物联网设备即插即用应遵循标准、可用、可扩展、安全原则。5.2 配电主站系统、边设备和端设备应满足信息模型一致性要求，应具有边端设备注册、接入和运行管理等相关功能。5.3 配电物联网通信方式应根据现场通信实际需要采用标准的通信接入方式和通信接口，宜采用统一的物联网通信协议进行信息传输与交互。5.4 配电物联网边端设备的信息模型遵循面向对象的原则，设备具备自描述能力，不同类型模型间的信息交互应采用模型映射与通信服务方式来实现。5.5 配电物联网设备及系统安全防护应符合GB/T36572的要求，即插即用过程中应实现云边双向认证、边端双向认证，数据传输应统一规范，具备可靠的加密措施。6即插即用设备及系统要求配电物联网即插即用机制涉及配电主站系统、边设备、端设备等，其信息交互架构见附录A。6.1 配电主站系统要求配电主站系统应完成信息模型管理和配置，应自动完成边、端设备数据管理和设备之间的关联，具备边端设备的接入、更新和运行状态管理等功能，应实现边端设备的在线管理和远程运维。6.2 边设备要求边设备应向配电主站系统主动发起注册，并实现信息模型自描述，注册信息应包含唯一设备序列号和统一的设备信息模型；边设备应能代理端设备完成向配电主站注册的功能；边设备应能实现端设备的接入和退出管理。6.3 端设备要求端设备应支持边端或云端即插即用的注册及信息模型自描述，端设备向边设备注册信息应包含唯一设备序列号和统的设备信息模型。7通信方式与通信协议要求7.1 通信方式配电物联网通信包含用于边、端设备与配电主站系统之间信息交换的云边通信和用于边、端设备等本地智能设备间信息交换的边端通信。7.1.1 云边通信云边通信要求如下：a)应满足配电物联网主站系统与边、端设备之间高可靠、低时延、差异化的通信需求。b)可采用光纤通信方式、无线专网和无线公网。7.1.2 边端通信边端通信要求如下：a)支持多种通信媒介、具备灵活组网能力，满足配电物联网海量边、端设备之间灵活、高效、低功耗的就地通信需求。b)宜采用串口通信、微功率无线、宽带电力线载波(HPLC),"宽带电力线载波+微功率无线"双模等通信方式。7.2 通信协议通信协议要求如下：a）云边通信，可采用MQTT、DDS等物联网通信协议，支持各类边、端设备与配电主站系统之间海量数据可靠传输.通信协议宜支持订阅-发布模式，应能承载设备发现、设备注册、模型管理、设备配置等业务内容。b）边端通信，网络型通信接口可采用COAP等物联网通信协议，串口通信接口可采用modbus、DL/T645、DL/T698等协议，支持端设备及边设备之间数据的安全高效传输。8信息模型与通信服务要求8.1 信息模型要求边端设备信息模型与配电主站系统中信息模型应满足以下要求：a）信息模型应统一并兼颐工程要求，同时满足边、端设备与配电主站系统的应用需要：b）边、端设备信息模型结构宜参照DL/T860或其他面向对象的电力物联网信息模型，具备自描述功能，电力物联网边端设备信息模型实现方式可参考附录B;c）配电主站系统中信息模型宜参照DL/T890.301以及D以1080.11；d）边、端设备和用电主站系统之间信息交换，采用模型映射以及通信服务的方式来进行。8.2 模型映射及通信服务要求模型映射基木原则如下：a）将DL/T860的逻辑节点类、数据对象名称和数据属性名称等内容映射到DL/T890和DL/T1080的相关类及其属性；b）为采用面向对象的方法完整描述量测控制信息，宜将DL/T860测圜控制值映射到DL/T890和DL/T1080量测/控制类;c） DL/T860描述一次设备可执行功能的逻辑节点，可以作为功能对象附加在设备容器等对象上，宜将DL/T860此类逻辑节点与DL/T890和DL/T1080设备容器相关联；d） DL/T860通信配置描述信息宜映射到DL/T1080.11中通信SJ路类。通信服务基本原则如下：a）通信协议宜支持端设备、边设备及配电主站系统之间即插即用所需的通信服务；b）端设备、边设备之间通信服务宜支持关联、注册、数据读写等服务；c）边设备及配电主站系统之间通信服务应支持关联、注册、信息模型传输、数据读写等服务。附录A（资料性）配电物联网即插即用设备及系统信息交互架构配电物联网即插即用设备及系统信息交互架构见图A.1。生产控制大区管理信息*主站应用服务配电主 站系统*设备配电自动化系统物联管理服务云«*据 云业ft一大区 石卜."""S各关展j手持配置 终理爵边云通s .边支,边云通信边端通信I即捕即用边踹通信I即辅即用在*据边曼端理据 边管数通信服务通信服务业务数据女份信息业务敷抠端理 云管打筠求人信息关联身份信息臼覆扫码录入信息关联图A.1配电物联网即插即用设备及系统信息交互架构配电物联网即插即用设备及系统信息交互架构包括云边即插即用、云端即插即用、边端即插即用、边边即插即用几个组成部分。附录B(资料性)边端设备信息模型及模型映射表B.1边端设备信息模型边端设备信息模型如图B.1。模里对象(model object)T 静态属性I (sia t j hPx*r ien_ 静态属性、(stoticPropcrtics “J动玄属性(dyaaticProper? ies，动态属怪f <fymot PrOPertIeS */ 静态属性标识符(id)静金属性名称(MlBf)漆耳类型(OCCCSSihdC) 必选(required)I、故据类型<dataType)/AK6属件标识符(id) 静态*性名称(nfwc)读写类型(OccessMode> 必选(required)J故抵类型<(hti>Typv)/动态履性标识符(id)动态属性名称(naaf>>'泳耳类亚(access)必选requiredM敢挺类型<dUTypv)动态属性_N f,nw t ic*rr>pcrt ies_厂动态属性标识符(id)动态属性名歉(name)读写类型(acee&aUode)必选(rwjredJ数据类型(daiaType)iflfi. events，'消息K (event s_n)消息(events： I)X*消息标收符(id)Ifi忘名弥(E消息播述网CSCJ消息类型(type)调用方法(CaIlTrpe)<fi出募数标识符(OUlputlkita)X*消息标设符(id)消息名称(nmat消息描述(dcsc >油息类型(type)调用方法(csH)pe)J依出卷故标i符(OUtputIkila)服务(services 1)/ 服务标识符(id) 版芬名称(na0e) 服务描述Bcsc， 服务方法名林(OPlhOd) 调用方法(CeliTypc) 等恃时间(WaitTioe)务N(servicett_n)输入卷 fit (pranas)输出参敛标识符(results) 服务标识符(id)帐务名称(2)服务述(descJ服务力法名称UthOd) 调用方法(CdHTypc) 等待时间IraitTiae) 输入蜜数(praaas)躺出参数标设符(results)图B.1边端设备信息模型示意图设备信息模型包含模型标识符、模型描述、静态属性、动态属性、消息和服务。其中模型标识符、模型描述、静态属性和动态属性是必须的，消息和服务的是可选的。B.2信息模型映射表信息模型映射表如下表B.1。表BJ信息模型映射表DLZT860描述DL/T890、DLzTlO80描述设备信息模型SCL模式版本和文档修订历史无对应部分设备、子设备功能、子功能=主要过程相关的功能和设备变电站、厂站、线路或其他定位容器电压等级间隔电力系统资源设备对象静态或动态属性端点、连接点=单线图电气连接（拓扑）端点、连接点&关联端点、连接点对象绘制对应于电气连接的单线图坐标图表布同逻辑设备和逻辑节点的容器远程单元或终端设备设备对象模拟被测量ClM测量（模拟量、离散量、累加器）设备对象测量相关动态属性状态量设备终端事件设备对象的状态量相关动态属性或消息可控对象控制（命令，设定点）服务定值&参数CIM对象属性或关联类别设备对象的定值相关动态属性通讯配置描述DL/T1080.11中的通信链接类设备对象的通讯相关动态属性示例为配电低压故障指示器（FPI）的设备信息模型定义的动态属性Id为"Ua”，name（名称）为"A相电压"，则对应映射如下表B.2：表B.2信息模型映射示例表10DL/T860描述DL/T890、DL/T1080描述设备信息模型MMXU.Phv.phsAMeas.Analog.AnaIogValueFPLUa附录C（资料性）配电物联网设备即插即用应用场景即插即用应用场景包括云边即插即用、云端即插即用、边端即插即用、边边即插即用。即插即用-般包括设备信息模型预置、设备注册、设备建档、数据交互等流程。为实现端设备即插即用，端设备的即插即用需要具有面向对象的信息模型支持，且采用物联网协议来交互。云边即插即用采用边设备主动注册方式：云端即插即用，包括云端直接即插即用和端设备通过边设备实现到云的即插即用两种方式，其中云端宜接即插即用流程和云边即插即用流程一致，故不再单列。边端即插即用包括边设备自发现端设备和端设备主动注册到边设备两种方式；边边即插即用在云边即插即用基础上，通过边边的模型配置实现边边通信和数据交互。C.1云边即插即用云边即插即用流程如图CL图c1云边即插即用流程图云边即插即用首先进行边设备模型预置，模型预置后通过扫码或导入台账等方式创建边设备档案,再由边设备主动发起注册，通过主站系统注册校验后，进行云边业务数据交互C.2云端即插即用云端即插即用流程如图C.2。SlC2云送即插即用流程图云端即插即用首先进行端设备模型预置，然后由边端设备即插即用流程完成端设备在边设备上的注册，再由边设备代理完成端设备的注册。C.3边端即插即用边设备自发现端设备即插即用流程如图C.3。图C.3边设备自发现端设备即插即用流程图边设备自发现端设备模式，适用于串行通信配电端设备，如串口通信、微功率无线等端设备。边设备通过广播轮询等方式发现端设备，进而完成端设备信息查询、注册和建档。端设备主动注册到边设备即插即用流程如图C.4。三C.4端设备主动注册即插即用流程图端设备主动注册模式，适用于网络型端设备，如以太网、网络化宽带载波通信等端设备。边、端设备链路自组网后，边设备推送自身地址信息，端设备主动向边设备发送注册消息，进而完成端设备注册和建档。C.4边边即插即用边边即插即用流程如图C5。图C.5边边交互流程图边设备向主站申请进行边边通信，推送自描述模型信息，主站系统向边设备发出更新通信配置信息，边设备接收到通信配置信息后，修改各白通信配置参数，边设备和相邻边设备建立连接进行数据交互。