目次

前言

1 范围

2 规范性引用文件

3 术语和定义

4 缩略语

5 总体要求

6 设备及系统要求

  6.1 边设备要求

  6.2 端设备要求

  6.3 配电主站系统要求

7 通信方式与通信协议要求

  7.1通信方式

  7.2 通信协议

8 信息模型与模型映射要求

  8.1信息模型要求

  8.2 模型映射要求

附录A（资料性）配电物联网设备即插即用应用场景

附录B（资料性）边设备、端设备信息模型

本文件按照 GB/T 1.L-2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国电力企业联合会提出。

本文件由全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会归口。

本文件起草单位：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院、国网电力科学研究院有限公司、国网江苏省电力有限公司、上海交通大学、易源士创信息科技（南京）有限公司、山东理工大学、国网四川省电力公司成都供电公司、天津大学、南京南瑞继保电气有限公司、广东电网有限责任公司电力调度控制中心、厦门亿力吉奥信息科技有限公司。

本文件主要起草人：孙健、张凌浩、徐春雷、刘利国、朱卫平、杜红卫、刘东、沈兵兵、刘明祥、韩韬、陈娜、袁宇波、史明明、陈羽、郑毅、黄健、葛少云、刘洪、曾飞、方鑫、肖小龙、王守相、葛磊蛟、许泰峰、陈琛、赵连强、翁嘉明、赵磊、于海平、卢建刚、赵瑞锋、吴凡、戴强晟、蔡月明、单荣荣、陈升。

本文件首次发布。

本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条一号，100761）。

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总体要求、设备及系统要求、通信方式与通信协议要求、信息模型与模型映射要求。

本文件适用于中低压配电物联网边端设备及系统的设计、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/T 19582.1 基于 Modbus 协议的工业自动化网络规范 第1部分：Modbus 应用协议

GB/T 36572 电力监控系统网络安全防护导则

DL/T 645 多功能电能表通信协议

DL/T 698.45 电能信息采集与管理系统第 4-5 部分：通信协议

DL/T 814 配电自动化系统技术规范

DL/T 860.6 电力自动化通信网络和系统第 6 部分：与智能电子设备有关的变电站内通信配置描述语言

DL/T 860.71 电力自动化通信网络和系统第 7-1 部分：基本通信结构原理和模型

DL/T 860.74 电力自动化通信网络和系统第 7-4 部分：基本通信结构兼容逻辑节点类和数据类

DL/T 890.301 能量管理系统应用程序接口-公共信息模型(CIM)

DL/T 1080.11 电力企业应用集成配电网管理的系统接口第 11 部分：配电公共信息模型

ISO/IEC 20922-2016 信息技术-消息队列遥测传输协议(Information technology-Message Queuing Telemetry Transport)

RFC 7252 受限应用层协议(The Constrained Application Protocol)

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 IoT for distribution network

一种智慧物联系统，其通过在配电网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，连接设备、系统及信息资源，实现配电网信息可靠采集、安全传输、协同处理、统一服务及应用集成，具有配电网全息感知、信息融合、智能管理与决策等特征。   

3.2 边设备 edge device

集信息采集、设备状态监测、就地化分析决策及控制、通信及协同计算等功能于一体的边缘计算终端设备，硬件采用平台化设计，支持边缘计算架构，能够以软件定义的方式实现功能扩展。

3.3 端设备 terminal device

部署在采集监控对象本体内部或附近，对设备的状态量、电气量和环境量等进行采集量测的终端装置，具备必要的数据处理、控制和通信等功能。

3.4 设备信息模型 device information model

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。

3.5 即插即用 plug and play

设备或模块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实现自动接入。

3.6 模型映射 model mapping

在两种不同类别设备信息模型之间建立数据元素的对应关系。

4 缩略语

下列缩略语适用于本文件。

CoAP：受限应用层协议（Constrained Application Protocol）

DDS：数据分发服务（Data Distribution Service）

HPLC：高速电力线载波（High Speed Power Line Carrier）

MQTT：消息队列遥测传输协议（Message Queuing Telemetry Transport）

5 总体要求

5.1 配电物联网边设备、端设备宜采用统一标准电气接口，并遵循标准、可用、可扩展、安全原则，其即插即用信息交互架构见图1。

5.2 配电物联网边设备、端设备及主站系统应具备设备注册、在线管理、远程运维及配电业务应用管理等相关功能。

5.3 配电物联网边设备、端设备通信应根据通信应用场景选用标准的通信接入方式；即插即用设备应采用统一的通信接口；通信协议应满足配电边设备与端设备即插即用应用场景需要，场景见附录A。

5.4 配电物联网边设备、端设备的信息模型应循面向对象的原则，具备自描述能力；设备信息模型与主站系统信息模型应采用模型映射方式来实现信息交互。

5.5 配电物联网设备及主站系统安全防护应符合 GB/T 36572 的要求，即插即用过程中应实现主站与边设备双向认证、边设备与端设备双向认证，数据传输应统一规范，具备可靠的加密措施。

6 设备及系统要求

 6.1 边设备要求

边设备应具备设备注册、模型管理、物联代理、应用管理等功能，具体要求如下：

a）边设备应主动向配电主站系统发起注册，注册信息应包含唯一设备序列号、设备类别等信息，宜采用标准化的设备信息自描述模型；

b）边设备应能代理端设备完成向配电主站注册的功能；

c）边设备应能实现端设备信息模型在线管理、一致性校验、导入和导出；

d）边设备应能实现端设备的发现、接入和退出管理；

e）边设备应能支持容器化管理，支持各类应用的远程安装、升级、卸载等操作。

6.2 端设备要求

端设备应支持到边设备或主站系统即插即用的注册流程，端设备注册信息应包含唯一设备序列号、设备类别等信息，宜采用标准化的设备信息自描述模型。

6.3 配电主站系统要求

配电主站系统生产控制大区中配电自动化系统应满足 DL/T 814 的有关要求，配电主站系统管理信息大区中相关系统应具备边设备与端设备的在线管理、远程运维、状态监测、配电应用管理等功能，具体应支持以下功能：

a）边设备与端设备的注册、验证、删除等；

b）设备信息模型在线管理、一致性校验、导入、导出和下发；

c）边设备与端设备的固件远程升级；

d）通信协议报仪的校验、处理以及数据分发、过滤、订阅等；

e）边设备与端设备连接状态以及运行状态实时、实时数据采集；

f）边设备与端设备中应用的安装、升级、下载、启停等远程操作。

7 通信方式与通信协议要求

7.1 通信方式

7.1.1 通信方式分类

配电物联网通信包含边设备、端设备与配电主站系统之间的云边通信和云端通信，以及边设备与端设备间的边端通信。

7.1.2 云边、云端通信方式

云边、云端通信方式要求如下：

a）云边、云端通信应满足配电主站系统与边设备（端设备）之间低时延、差异化的通信需求；

b）云边、云端通信可采用光纤通信、无线专网或无线公网等通信方式。

7.1.3 边端通信方式

边端通信方式要求如下：

a）边端通信应满足海量边设备和端设备之间低成本、低功耗的通信需求；

b）边端通信宜采用串口通信、微功率无线、高速电力线载波（HPLC）、“高速电力线载波+微功率无线”双模等通信方式。

7.2 通信协议

7.2.1 云边通信协议

云边通信协议要求如下：

a）云边通信协议宜采用 ISO/IEC 20922 中的 MQTT 以及 DDS 等通信协议，支持各类边设备、端设备与配电主站系统之间数据安全可靠传输；

b）云边通信协议宜支持发布-订阅模式，应能承载设备发现、设备注册、一二次设备关联、模型管理、设备配置等业务内容。

7.2.2 边端通信协议

边端通信协议要求如下：

a）网络型通信宜采用符合 RFC 7252 的 CoAP 协议，串行通信宜采用符合 GB/T 19582.1 的 Modbus 协议、DL/T 645、DL/T 698.45 等协议；

b）边端通信协议应支持注册、一二次设备关联、设备配置等业务内容，宜承载面向对象的信息模型，支持端设备与边设备之间数据的安全传输。

8 信息模型与模型映射要求

8.1 信息模型要求

边设备、端设备信息模型与配电主站系统信息模型应满足以下要求：

a）边设备、端设备信息模型结构宜符合 DL/T 860.71 或其他面向对象的设备信息模型，具备自描述功能，边设备、端设备信息模型也可参考附录B；

b）配电主站系统信息模型应符合 DL/T 890.301 以及 DL/T 1080.11 ；

c）边设备、端设备和配电主站系统之间信息模型交换，应通过模型映射来实现不同类型信息模型中数据元素和消息等的对应。

8.2 模型映射要求

模型映射要求如下：

a）模型映射应按照 DL/T 860.6 将通信配置描述信息映射到 DL/T 1080.11 中通信链路类；

b）模型映射应将 DL/T 860.74 的逻辑节点类、数据对象和数据属性等内容映射到 DL/T 890.301 和 DL/T 1080.11 的相关类及其属性；

c）模型映射应采用面向对象的方法完整描述量测控制信息，将 DL/T 860.74 测量/控制值映射到 DL/T 890.301 和 DL/T 1080.11量 测/控制类。

附录A

（资料性）

配电物联网设备即插即用应用场景

A.1 概述

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。即插即用一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。

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，其中云端直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。

边边即插即用通过在主站系统的边边通信模型配置实现。

A.2 云边即插即用

云边即插即用流程如图A.1。

云边即插即用流程包括边设备模型预置、创建边设备台账档案、边设备主动发起注册、主站系统注册校验、云边业务数据交互。

A.3 云端即插即用

云端即插即用流程如图A.2。

云端即插即用流程包括端设备模型预置、通过边端设备即插即用流程完成端设备在边设备上的注册、通过边设备代理完成端设备在云上的注册、云边端业务数据交互。

A.4 边端即插即用

边设备自发现端设备即插即用流程如图A.3

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），即插即用流程包括：

a）边设备预置端设备模型；

b）边设备广播、轮询查找端设备地址；

c）边设备查询端设备类型、ID等信息；

d）端设备在边设备中注册、建档；

e）边端设备间业务数据交互。

端设备主动注册到边设备即插即用流程如图A.4

端设备主动注册模式适用于网络型端设备，如以太网、网络化高速电力线载波通信端设备，即插即用，流程包括：

a）边设备预置端设备模型；

b）边设备与端设备通信组网，边设备获取端设备地址；

c）边设备推送自身地址信息给端设备；

d）端设备向边设备发送注册消息；

e）端设备在边设备中注册、建档；

f）边端设备间业务数据交互。

A.5 边边即插即用

边边即插即用流程如图A.5。

边边即插即用流程包括：

a）边设备向主站发起边边通信请求；

b）边设备向主站上传通信交互模型信息（包括通信地址、交互信息等）；

c）主站系统配置边设备边边通信配置；

d）边设备修改边边通信配置参数；

e）边设备与相邻边设备完成业务数据交互。

附录B

(资料性)

边设备、端设备信息模型

边设备、端设备信息模型见图B.1

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、动态属性是必备模块；消息和服务是可选模块。