智能電網(wǎng)中IPv6技術(shù)的應用

隨著(zhù)近幾年互聯(lián)網(wǎng)的廣泛普及以及物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，全球對IP地址的需求大幅增加。2011年2月在ICANN(國際互聯(lián)網(wǎng)名稱(chēng)和編號分配公司)宣布全球43億個(gè)IPv4地址已分配完畢后，為滿(mǎn)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，國家發(fā)改委發(fā)布下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展建設意見(jiàn)，明確了下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的目標和計劃，正式啟動(dòng)了我國下一代互聯(lián)網(wǎng)研究及建設工作，并在石油、電力等重點(diǎn)行業(yè)開(kāi)始了基于IPv6的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的規模示范應用。

國家電網(wǎng)公司積極響應國家政策和號召，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)的規模示范應用項目立項申請，積極開(kāi)展試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )建設和多項業(yè)務(wù)應用建設。這批項目與公司確定的堅強智能電網(wǎng)戰略相契合，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。

智能電網(wǎng)以信息通信平臺為支撐，力圖構建貫穿發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度的全環(huán)節、全電壓等級的可持續和均衡發(fā)展體系，強調電力流、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，導致其對IPv6的需求日趨強烈。首先，隨著(zhù)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)對電力生產(chǎn)、電力消費各環(huán)節信息的深度、細度采集分析及數據廣泛互通，對信息安全和服務(wù)質(zhì)量提出了極高要求;第三，電網(wǎng)與電力客戶(hù)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升級改造是必然選擇。

面對以IPv6為標志的下一代互聯(lián)網(wǎng)在我國快速發(fā)展的形勢，在電網(wǎng)運營(yíng)中應用IPv6技術(shù)，成為智能電網(wǎng)全面建設的需求和趨勢。

智能電網(wǎng)對IPv6的需求

在大數據時(shí)代，智能電網(wǎng)要求實(shí)現發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度六大環(huán)節更廣泛、更細化的數據采集和更深化的數據處理。數據采集將廣泛采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，大量的RFID標簽、傳感器等裝置的使用對IP地址的需求快速增加;云計算在對海量數據的存儲和處理中也將發(fā)揮重要的支撐作用。由于我國擁有并在建的輸電線(xiàn)路距離長(cháng)、分布廣泛，輸電線(xiàn)路的智能化建設將帶來(lái)大量的IP地址需求。隨著(zhù)電力云在電網(wǎng)生產(chǎn)、營(yíng)銷(xiāo)等系統中的廣泛應用，對IP地址的需求也呈現幾何級數增長(cháng)。IPv6在智能電網(wǎng)中的應用，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(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)“物物互聯(lián)”和云計算虛擬化對IP地址的需求。

在輸電環(huán)節，通過(guò)沿輸電線(xiàn)路部署各類(lèi)傳感器、視頻設備等裝置，實(shí)現輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監測、故障定位和自動(dòng)診斷，為線(xiàn)路生產(chǎn)管理及運行維護提供信息化、數字化的共享數據。

在智能變電站建設中，以太網(wǎng)技術(shù)將得到廣泛應用。隨著(zhù)變電站智能化水平的不斷提高，各類(lèi)設備對IP地址的需求也將大幅增加。如變電站內，符合IEC-61850的設備都將帶有IP地址，以便于維護和運行管理;同時(shí)，為支撐變電站信息化運檢，需為各種傳感器和監測設備配置IP地址，實(shí)現對變電站環(huán)境、動(dòng)力、設備熱點(diǎn)等的實(shí)時(shí)智能監測、報警智能聯(lián)動(dòng)及綜合可視化展示。

在配電環(huán)節，智能配電自動(dòng)化建設中，基于IP的業(yè)務(wù)流量比重越來(lái)越大，視頻、語(yǔ)音和數據等多種業(yè)務(wù)混合傳送已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。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(fǎng)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，物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術(shù)在用電信息采集、智能用電服務(wù)、電力需求側管理和節能服務(wù)、電動(dòng)汽車(chē)充換電服務(wù)等領(lǐng)域得到了廣泛應用?；谥悄茈娋W(wǎng)用電側的新業(yè)務(wù)、新應用開(kāi)展，同樣會(huì )產(chǎn)生大量的IP地址需求。目前公司開(kāi)展的用電信息采集建設，需要大量IP地址支持;基于用電信息采集建設開(kāi)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(hù)家中，與客戶(hù)的家電實(shí)現通信，終端數量的增加將大幅增加對IP地址的需求。為落實(shí)國家節能減排戰略，公司開(kāi)展的電力需求側管理公共服務(wù)平臺建設，需確保居民、小區/樓宇、工商業(yè)等客戶(hù)用能信息的采集與監測，實(shí)現對客戶(hù)側各種小型太陽(yáng)能、風(fēng)能、可再生能源發(fā)電等分布式電源及儲能設備有效管理，部署大量的采集設備和網(wǎng)絡(luò )設備。只有依托大量的IP地址支持，才能推動(dòng)電力需求側管理公共服務(wù)平臺項目的實(shí)施。為促進(jìn)清潔能源利用，公司提供的電動(dòng)汽車(chē)充換電服務(wù)不僅要滿(mǎn)足充電站、換電站、配送站等各類(lèi)站點(diǎn)的通信接入，還需滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)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，國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì )(ISOC)宣布IPv6在全球范圍內正式啟動(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，其相對于IPv4，更有助于促進(jìn)大型企業(yè)提升專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )建設和運維水平。

基于IPv6的信息通信網(wǎng)絡(luò )與智能電網(wǎng)的結合，一方面可以滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)、云計算等信息通信技術(shù)在智能電網(wǎng)應用中對IP地址的大量需求，另一方面也可以滿(mǎn)足電網(wǎng)與IPv4/IPv6用戶(hù)信息交互的需求，推動(dòng)智能電網(wǎng)的全面建設。但由于IPv6在運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )中也處于試用階段，相關(guān)設備尚未大規模推廣應用，如何實(shí)現電力通信網(wǎng)由IPv4向IPv6的平滑過(guò)渡，是IPv6在智能電網(wǎng)中應用的關(guān)鍵問(wèn)題。

目前，公司正在積極開(kāi)展相關(guān)領(lǐng)域的研究和試點(diǎn)建設，并由南瑞集團及相關(guān)單位負責下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)應用關(guān)鍵技術(shù)的研究，推動(dòng)IPv6在智能電網(wǎng)中的應用，全面助力智能電網(wǎng)建設。