企业简介
某电力研究院隶属于国家五大发电集团之一,专注于电力技术监督、服务、咨询与研发。业务涵盖新能源集约化智慧管理、电力大数据分析、数字化电厂智能技术开发、远程专家诊断等领域,服务范围辐射全国及海外项目。研究院以推动新型电力系统建设为己任,积极开拓新能源与新兴能源产业,着力研发电力工业智能机器人,为电力能源企业提供技术监督、节能减排、智能技术应用及大数据挖掘解决方案,助力行业高质量发展。
项目背景
自 2022 年起,发电集团为避免三级单位重复建设信息化系统的资源浪费与专业度不足问题,明确要求三级单位仅负责电站前期准备、建设与运维工作。在此背景下,电力研究院被确立为集团技术监督中心,承担起在私有云环境构建新能源电力物联网平台的重任。
为此,研究院希望构建电力物联网平台,统一接入集团下属所有光伏电站的设备数据,通过新能源电力数据挖掘与数字化分析,实现设备预测性报警、智能调度、功率与电量预测等智能化场景,为集团能源管理提供统一的技术支撑。
项目挑战
通讯协议异构化严重
集团下属光伏电站包含集中式与分布式场站,设备涉及保护测控、箱变、逆变器、电表等,需通过多种协议采集数据;部分场站已接入第三方能源管理云平台,需通过「云 - 云」对接实现数据互通,协议兼容性与数据规范化成为关键难题。
海量数据传输与存储
电力物联网平台逐步接入场站数据,规划每年新增 20 万测点,需支持百万级甚至千万级测点数据的实时采集、传输与存储。如何保障高并发场景下数据的实时性、处理效率及系统稳定性,成为平台建设的核心挑战。
电力数据隐私和保密
电力物联网涉及到的电网运行状态、设备维护信息、用户用电数据等敏感信息需严格保护,如何在设备接入、数据传输过程中确保合法性与安全性,防止数据泄露,是项目推进的重要前提。
解决方案
通过分析项目建设需求与难点,明确电力物联网平台建设目标和建设范围后,电力研究院决定采用 EMQ 云边协同的物联网一体化方案,以分布式架构实现海量电力数据的高效处理与安全传输。具体方案架构如下:
场站设备数据采集和流式处理
在光伏场站部署 NeuronEX 工业边缘网关,支持 100 多种常见的工业电力协议数据接入,轻松实现设备数据的采集并统一转换为 MQTT 协议上报至云端。数据上云的过程采用 TLS 双向认证方式,有效保障了设备接入平台的合法性以及数据传输的安全性和保密性。
同时,NeuronEX 还具备边缘流式计算能力,能够在边缘端对实时数据流进行基于规则的过滤和预处理,减少数据传输对流量的消耗,并减轻了后端数据存储和数据处理的压力。
第三方云平台「云 - 云」对接
通过 NeuronEX 工业边缘网关与华为云、阳光云等第三方能源管理云平台对接,实现秒级周期性获取电网运行状态、设备维护信息、用户用电情况等电力数据,并通过 NeuronEX 报文规范,基于设备关联表实现资产标识归一化,消除数据孤岛。
实时数据接入与存储
场站电力设备与云平台电力数据通过 MQTT 协议传输到企业级物联网接入平台 EMQX Platform 中,并通过 MQTT 桥接穿透正向电力网闸,实现内外网数据同步。
此外,EMQX 支持 100 万以上数据点位的实时接入存储,确保了数据处理的性能和稳定性。同时,EMQX 还提供了 10万+ TPS 数据集成接口,支持数据持久化至时序数据库及 Kafka,满足历史数据分析与第三方平台推送需求。
云边协同统一管理
通过工业互联数据平台 ECP 统一管理边缘节点,提供远程配置、状态监控及告警推送功能,通过统一的 Web 管控界面,实现边缘设备的全生命周期管理。
项目成果
高效构建统一电力物联网平台
2023 年完成 50 个光伏场站数据接入,全面统一协议、报文规范及设备标识,平台建设效率提升 40%;两周内完成产品部署和功能交付,快速实现数据清洗、网闸穿透及云边协同管理等核心功能。
形成自主可控的数据资产体系
基于 EMQ 云边协同方案,电力研究院摆脱了以往对第三方云平台的依赖,实现电力数据 100% 自主管控。同时,数据获取与分析应用的时间从数天缩短至几小时,TB 级数据处理效率显著提升。
智能化场景和应用加速落地
平台支撑设备预测报警、智能调度及功率预测等场景,为电力研究院提供精准决策依据,助力新型电力系统和能源分析监管平台的建设。
结语
EMQ 云边协同的电力物联网平台成功落地,标志着电力研究院在新能源数据资产管理领域迈出关键一步。该平台不仅为集团构建了自主可控的新能源物联网数据底座,更以高扩展性支持每年新增 50 个场站的数据接入,快速实现光伏电站设备预测报警、智能调度、功率与电量预测等智能化功能,为行业提供了可复制的智能化转型范本。