智能電網(wǎng)中IPv6技術(shù)的應(yīng)用

隨著近幾年互聯(lián)網(wǎng)的廣泛普及以及物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，全球?qū)P地址的需求大幅增加。2011年2月在ICANN(國際互聯(lián)網(wǎng)名稱和編號分配公司)宣布全球43億個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，國家發(fā)改委發(fā)布下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展建設(shè)意見，明確了下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的目標和計劃，正式啟動了我國下一代互聯(lián)網(wǎng)研究及建設(shè)工作，并在石油、電力等重點行業(yè)開始了基于IPv6的移動互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模示范應(yīng)用。

國家電網(wǎng)公司積極響應(yīng)國家政策和號召，向發(fā)改委提交了下一代互聯(lián)網(wǎng)在電力重點行業(yè)的規(guī)模示范應(yīng)用項目立項申請，積極開展試點網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和多項業(yè)務(wù)應(yīng)用建設(shè)。這批項目與公司確定的堅強智能電網(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。

智能電網(wǎng)以信息通信平臺為支撐，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)、全電壓等級的可持續(xù)和均衡發(fā)展體系，強調(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、自動化、互動化”特征，導(dǎo)致其對IPv6的需求日趨強烈。首先，隨著電網(wǎng)自動化、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(jié)信息的深度、細度采集分析及數(shù)據(jù)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)與電力客戶的雙向互動，使電力信息通信網(wǎng)必須與公共互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生越來越多的信息交互，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。

智能電網(wǎng)對IPv6的需求

在大數(shù)據(jù)時代，智能電網(wǎng)要求實現(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(shù)據(jù)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路距離長、分布廣泛，輸電線路的智能化建設(shè)將帶來大量的IP地址需求。隨著電力云在電網(wǎng)生產(chǎn)、營銷等系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，對IP地址的需求也呈現(xiàn)幾何級數(shù)增長。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)”和云計算虛擬化對IP地址的需求。

在輸電環(huán)節(jié)，通過沿輸電線路部署各類傳感器、視頻設(shè)備等裝置，實現(xiàn)輸電線路在線監(jiān)測、故障定位和自動診斷，為線路生產(chǎn)管理及運行維護提供信息化、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，以便于維護和運行管理;同時，為支撐變電站信息化運檢，需為各種傳感器和監(jiān)測設(shè)備配置IP地址，實現(xiàn)對變電站環(huán)境、動力、設(shè)備熱點等的實時智能監(jiān)測、報警智能聯(lián)動及綜合可視化展示。

在配電環(huán)節(jié)，智能配電自動化建設(shè)中，基于IP的業(yè)務(wù)流量比重越來越大，視頻、語音和數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)混合傳送已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。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，無法跨網(wǎng)段訪問，這制約了配電自動化新業(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)、電動汽車充換電服務(wù)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用?；谥悄茈娋W(wǎng)用電側(cè)的新業(yè)務(wù)、新應(yīng)用開展，同樣會產(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，與客戶的家電實現(xiàn)通信，終端數(shù)量的增加將大幅增加對IP地址的需求。為落實國家節(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，實現(xiàn)對客戶側(cè)各種小型太陽能、風能、可再生能源發(fā)電等分布式電源及儲能設(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，才能推動電力需求側(cè)管理公共服務(wù)平臺項目的實施。為促進清潔能源利用，公司提供的電動汽車充換電服務(wù)不僅要滿足充電站、換電站、配送站等各類站點的通信接入，還需滿足電動汽車行進中的通信需求。

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(ISOC)宣布IPv6在全球范圍內(nèi)正式啟動，IP地址枯竭的情況將得以徹底解決。IPv6不僅可以解決IP地址瓶頸問題，其相對于IPv4，更有助于促進大型企業(yè)提升專用網(wǎng)絡(luò)建設(shè)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(jié)合，一方面可以滿足物聯(lián)網(wǎng)、云計算等信息通信技術(shù)在智能電網(wǎng)應(yīng)用中對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，推動智能電網(wǎng)的全面建設(shè)。但由于IPv6在運營商網(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，如何實現(xiàn)電力通信網(wǎng)由IPv4向IPv6的平滑過渡，是IPv6在智能電網(wǎng)中應(yīng)用的關(guān)鍵問題。

目前，公司正在積極開展相關(guān)領(lǐng)域的研究和試點建設(shè)，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(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)的研究，推動IPv6在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，全面助力智能電網(wǎng)建設(shè)。