Q∕GDW 12147-2021 电网智能业务终端接入规范

1、ICS 29. 240. 99Q/GDW国家电网有限公司企业标准Q/GDW 121472021电网智能业务终端接入规范Access specification for intelligent terminal of power grid2021 -06-25 发布2021 -06-25 实施国家电网有限公司 发布Q/GDW 121472021目 次tti Wii1 翻l2 规范性引用文件13 术i吾轍5C24鵬i吾35 4本$赳立36 删 46. 1 标识46.2数据存储及处理46. 3设备管理46.4 刺47通信接口要求47. 1输电专业47. 2变电专业57. 3配电专业57.4 用电专业

2、57. 5其他业务68 錢魏68. 1基本原则68.2安全防护要求6貓18Q/GDW 12147 2021为推进电力物联网及其标准化体系建设提供技术保障和支撑，深入实现电网智能业务终端与电力物 联网其他感知层终端和平台层的标准化衔接，促进业务协同和数据贯通，提升技术水平和质量效益，为 能源互联网建设提供充足标准化信息和数据支撑，制定本标准。本标准由国家电网有限公司互联网部提出并解释。本标准由国家电网有限公司科技部归口。本标准起草单位：南瑞集团有限公司、国网辽宁省电力有限公司、许继集团有限公司、国网浙江省 电力有限公司、平高集团有限公司、国网河北省电力有限公司、国网山东省电力公司、国网江苏省电力

3、 有限公司、国网福建省电力有限公司、国网宁夏电力有限公司、国网信息通信产业集团有限公司、中国 电力科学研究院有限公司、国网山东省电力公司电力科学研宄院。本标准主要起草人：范金锋、侯宇、王辉、胡国、周成、丁杰、卢岸、揭萍、程大伟、汪自翔、谭 赣江、刘明样、阿衣子布、廖辉、孙荣智、秦剑华、陈鹏、吴军英、吕顺利、魏勇、刘玮、张鹏飞、张 石O本标准首次发布。本标准在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网有限公司科技部。#Q/GDW 121472021电网智能业务终端接入规范1范围本标准规定了电网智能业务终端接入电力物联网的技术要求、通讯接口、通信规范等方面的要求， 暂不涉及生产控制大区业务。电网智能业务

4、终端覆盖输电、变电、配电、用采等业务类型，电动汽车、 家庭用能、工商业综合能源等其他业务形态可参照执行。本标准适用于电网智能业务终端接入电力物联网时的设计制造、检验检测。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是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. 12008 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 22239信息安全技术信息系统安全等级保护基本要求GB/T 337452017 物联网术语GB/T 356972017架空输电线路在线监测装

5、置通用技术规范DL/T 634.5104远动设备及系统第5_104部分：传输规约采用标准传输协议集的IEC60870-5-101 网络访问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：面向对象的互操作性数据交换协议 DL/T 860电力自动化通信网络和系统DL/T 1890-2018智能变电站状态监测系统站内接口规范CJ/T 188-2018户用计量仪表数据传输技术条件Q/GDW 1374. 3电力用户用电信息采集系统技术规范第3部分：通信单元技术规范 Q/GDW 10517. 1-2019电网视频监控系统及接口第一部分：技术要求Q/GDW 11

6、612低压电力线高速载波通信互联互通技术规范Q/GDW 11766电力监控系统本体安全防护技术规范Q/GDW 12020-2019输变电设备物联网节点设备无线组网协议Q/GDW 12021-2019输变电设备物联网微功率无线网通信协议IEEE 802. 3 IEEE以太网标准 （IEEE standard for ethernet）IEEE 802. 3u IEEE局域网和城域网标准：附录-100BASE-T型100Mb/s操作的介质访问控制（MAC）参 数、物理层、介质连接单元和中继器 （IEEE standards for local and metropolitan area netwo

7、rks: supplement - media access control （MAC） parameters, physical layer, medium attachment units, and repeater for 100Mb/s operation, type 100BASE-T）IEEE 802.11 IEEE系统间电信和信息交换标准局域与城域网络特定要求第11部分：无线介质访问 控制（MAC）和物理层（PHY）规范（IEEE standard for information technologytelecommunications and information excha

8、nge between systems local and metropolitan area networksspecific requirements part 11: wireless LAN medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications)IEEE 802. 15. 1 IEEE系统间电信和信息交换标准-LAN/MAN特定要求第15部分：无线个人区域网 (WPAN)的无线介质访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范(IEEE standard for telecommunications and i

9、nformation exchange between systems - LAN/MAN - specific requirements - part 15: wireless medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications for wireless personal area networks (WPANs)IEEE 802. 15. 4 IEEE系统间电信和信息交换标准-LAN/MAN特定要求第15部分：低速率无线个人区域 网(WPAN)的无线介质访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范(IEEE s

10、tandard for telecommunications and information exchange between systems - LAN/MAN specific requirements - part 15: wireless medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications for low rate wireless personal area networks (WPAN)3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1智能业务终端 intelligent serv i ce term

11、i na I具备信息交互和智能处理能力的专用装置，可连接采集控制终端，实现对感知对象的属性信息汇集， 可以将经定制化业务应用处理后的数据上送边缘物联代理，并接收上层的控制命令，可实现局部的业务 自治功能。3. 2电网智能业务终端i nte I I i gent serv i ce termi naI for power gr i d用于电网输电、变电、配电、用采业务及其他业务范围的智能业务终端，以下简称智能终端。3. 3边缘物联代理loT edge agent对各类智能传感器、智能业务终端进行统一接入、数据解析和实时计算的装置或组件，实现对多种 通信方式和协议规约的适配。边缘物联网代理与物联管

12、理平台双向互联，部署在边缘侧，实现跨专业数 据就地集成共享、云边协同业务处理。3. 4本地通信网络 I oca I commun i cat i on network部署在用户现场，用于边缘物联代理、智能业务终端、智能传感器等物联网设备信息交互的局域通 信网络。主要包括以太网、串行口、电力线载波等有线通信方式，以及无线专网、微功率无线、无线局 域网等无线通信方式。3. 5本地通信接 local commun i cat i on i interface用于智能业务终端与边缘物联代理、传感器等物联网设备信息交互的通信接口。主要包括以太网、 RS-485、电力线载波、M-bus等有线通信方式，以及

13、无线专网、微功率无线、WLAN等无线通信方式。3. 6电力物联网标识 e I oT i dent i f i cat i on通过使用属性、标识符等来识别一个实体的过程。 GB/T 337452017 12. 014缩略语下列缩略语适用于本文件。BLE：低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy)CAN：控制器局域网络(Controller Area Network)CoAP：受限应用协议(Constrained Application Protocol)GPS：全球定位系统(Global Positioning System)LoRa: 一种基于线性调制扩频的扩频调制技术(Long

14、 Range)MQTT：消息队列遥测传输(Message Queuing Telemetry Transport) PLC：电力线通信(Power Line Communication)SNTP：简单网络时间协议(Simple Network Time Protocol)WLAN：无线局域网(Wireless Local Area Network)5体系定位电网智能业务终端位与电力物联网的感知层，主要实现物体状态的采集、就地处理与物联接入。 具备实时数据处理能力，专注于业务功能处理，用于采集数据量大、处理要求高的业务场景。具体要求 如下：a）南向通过本地通信网统一接入各类传感器，北向连接至边缘

15、物联代理；b）应遵循“多协议”原则，兼容现有的集中器、配电终端、新业务及感知单元等设备的各种通信 协议，支持多主站接入；c）可与边缘物联代理集成，北向直接接入电力物联网平台层，集成后应符合边缘物联代理相关技 术要求。电网智能业务终端在电力物联网体系中定位如图1所示：图1电网智能业务终端位置图3Q/GDW 1214720216通用要求 6. 1标识设备标识模块宜采用统一的RFID编码标识，标识信息宜包括：终端ID号、厂家名称、终端型号、生 产日期等。6.2数据存储及处理设备数据存储宜符合以下要求：a) 能够存储配置数据信息，并加密保存；b) 支持对采集的实时数据进行分类管理和存储；c) 在网络中

16、断时，缓存所连接的业务终端的重要业务数据；d) 在与物联代理的网络连接中断并重新连接后，能支持物联代理获取重要历史数据，支持断点续 传；e) 能够存储由业务主站下发的台账数据。6.3设备管理具备自诊断、自恢复、异常信息上送功能，宜具备对各功能板件、重要芯片等自诊断功能；具备历 史数据循环存储功能，电源失电后保存数据不丢失；支持历史数据远程调阅，宜以文件方式上传至业务 主站。6. 4对时6. 4. 1远方协议对时智能业务终端可通过DL/T 634.5104、DL/T 860、SNTP等协议对终端进行时钟同步。6. 4. 2 卫星对时智能业务终端可在本地具备GPS/北斗卫星接口，接收卫星的时钟信号

17、完成时钟同步。7通信接口要求7. 1输电专业7. 1. 1本地通信接口通信接口可选用以下接口：a) 串行总线：满足RS-485标准或RS-232标准要求；b) WLAN：满足IEEE802. 11标准要求，宜满足IEEE802. llax (Wi-Fi 6)标准要求；c) 光纤以太网：满足 IEEE 802. 3 10Base-FX 或 IEEE 802. 3u 100Base-FX 标准要求；d) 双绞线以太网：满足 IEEE 802. 3 10Base-T 或 IEEE 802. 3u 100Base-TX 标准要求；e) LoRa：宜采用 433/470/780/868/915 MHz

18、频段，灵敏度不低于_148dBm;f) ZigBee：宜采用2400-2485M 2. 4G ISM频段，可配置中心节点、路由节点、终端节点，灵敏度 不低于-104dBm,满足IEEE 802. 15. 4标准要求。通信协议满足以下要求：a）现场总线宜采用Modbus等通信协议，满足GB/T 19582. 1-2008标准要求；b）传感终端的微功率无线通信宜满足Q/GDW 12020-2019标准要求；c）节点设备间组网通信和低功耗传感器接入通信宜满足Q/GDW 12021-2019标准要求;d）视频接入通信协议宜满足Q/GDW 10517. 1-2019标准要求。7. 2变电专业7. 2.

19、1本地通信接口通信接口应选用至少以下一种接口:a)b)c)d)e)f)g)光纤以太网：满足 IEEE 802. 3 lOBase-FX 或 IEEE 802. 3u 100Base-FX标准要求； 双绞线以太网：满足IEEE 802. 3 10Base-T或IEEE 802. 3u 100Base-TX标准要求； 串行总线：满足RS-485标准或RS-232标准要求；WLAN：满足IEEE802. 11标准要求，宜满足IEEE802. llax （Wi-Fi 6）标准要求；LoRa：宜采用433/470/780/868/915 MHz频段，灵敏度不低于_148dBm;ZigBee：满足IEEE

20、 802. 15.4标准要求；蓝牙：满足IEEE 802. 15. 1标准要求。7.2.2通信协议通信协议满足如下要求:a)b)接入变电业务电网智能终端通信协议宜满足GB/T 37548-2019 7. 2节要求；变电业务电网智能终端与边缘物联代理通讯宜采用DL/T 860标准或满足DL/T 1890-2018 6.2 节要求；c)变电视频接入通信协议宜满足Q/GDW 10517-2019标准要求。7.3配电专业7. 3. 1本地通信接口通信接口可选用以下接口:a)b)c)d)光纤以太网：满足 IEEE 802. 3 lOBase-FX 或 IEEE 802. 3u 100Base-FX 标准

21、要求；双绞线以太网：满足IEEE 802. 3 10Base-T或IEEE 802. 3u 100Base-TX标准要求； 无线公网：支持4G，并可向5G演进；低压宽带载波PLC:基本频带为0. 7MHz30MHz，扩展频带为30MHz50MHz,符合Q/GDW 11612 的要求；e)微功率无线：采用工作频率为470MHz510MHz，且发射功率不大于50mW,采用微蜂窝无线自 组织网络；f)串行总线：满足RS-485标准或RS-232标准要求。7. 3. 2通信协议通信协议符合DL/T645、MQTT、Coap、Modbus协议，具体选取原则应根据终端属性决定。7.4用电专业7.4. 1本

22、地通信接口5Q/GDW 121472021通信接口应遵循Q/GDW1374. 3要求，可选用以下接口：a) 低压窄带载波PLC:载波信号频率范围为3kHz500kHz;b) 低压宽带载波PLC：基本频带为0. 7MHz30MHz，扩展频带为30MHz50MHz，符合Q/GDW 11612 的要求；c) 微功率无线：采用工作频率为470MHz510MHz;d) 蓝牙：工作频率为2. 4GHz2. 485GHz频段，支持BLE5. 0；e) CAN总线：满足ISO 11898标准要求；f) 串行总线：满足RS-485标准要求。7.4.2通信协议本地通信协议应遵循Q/GDW 1376. 2、Q/GD

23、W 1376. 4、DL/T 698. 45、DL/T 645、CJ/T 188的要求。 7.5其他业务7.5. 1本地通信接口通信接口可选用以下接口：a) 以太网络：光纤满足 IEEE 802. 3 10Base-FX 或 IEEE 802. 3u 100Base-FX；双绞线满足 IEEE 802.3 10Base-T 或 IEEE 802.3u 100Base-TX；b) 串行总线：满足RS-485、M-BUS标准要求；c) 低压宽带载波PLC：基本频带为0. 7MHz30MHz，扩展频带为30MHz50MHz，符合Q/GDW 11612 的要求；d) LoRa 通讯：宜采用频段：433

24、/470/780/868/915 MHz，灵敏度不低于_148dBm，满足 IEEE 802. 15. 4 标准；e) ZigBee：宜采用2400-2485M 2. 4G ISM频段，可配置中心节点、路由节点、终端节点，灵敏度 不低于-104dBm,满足IEEE 802. 15. 4标准；f) WLAN：满足IEEE802. 11标准要求，宜满足IEEE802. llax (Wi-Fi 6)标准要求；g) 无线专网：采用1800M/230MHZ频段。7.5.2通信协议通信协议应结合业务实际需求，因地制宜选取。8安全要求 8. 1基本原则电网智能业务终端基本安全原则如下：a) 遵循GB/T 2

25、2239、Q/GDW 11766的防护要求，坚持“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认 证”的原则进行防护；b) 内置安全芯片，宜基于国家密码管理部门认可的密码算法，实现终端与双向身份鉴别及数据加 密，确保数据的完整性和机密性；c) 当电网智能业务终端与边缘物联代理集成时，安全要求应符合边缘物联代理相关安全要求。8. 2安全防护要求身份认证基本原则如下：a）南向接入身份认证：具备自管理功能的传感器接入电网智能业务终端，宜采用用户名加口令、 指纹等认证技术；不具备认证能力的传感器（如通过RS485接口接入的传感器等）接入电网智 能业务终端，可不进行身份认证，但应具有防物理破坏的措施。b）北向接入

26、身份认证：当电网智能业务终端不与边缘物联代理集成，其北向需通过边缘物联代理 接入电力物联网平台层时，并且满足：对于带有控制功能的重要电网智能业务终端，北向接入 边缘物联代理宜采用数字证书的认证技术，可采用基于标识的轻量级认证技术；对于其他电网 智能业务终端，北向接入边缘物联代理宜采用基于标识的轻量级认证技术；边缘物联代理与电 网智能业务终端之间应能够终止认证超时接入设备的会话，应能够终止规定次数认证失败的接 入设备建立会话的尝试。8. 2. 2数据传输电网智能业务终端南北向通信数据宜采用国家密码部门认可的加密算法进行加密传输。8. 2. 3安全监测安全监测基本原则如下：a）拥有操作系统的电网智

27、能业务终端，应具备安全监测、审计和分析功能，安全监测数据上送至 物联管理平台进行统一分析处理；b）无操作系统的低功耗电网智能业务终端，宜在平台层或感知层对智能业务终端的北向流量进行 安全监测，安全监测数据上送至物联管理平台进行统一分析处理。8. 2. 4访问控制访问控制基本原则如下：a）非移动式的电网智能业务终端、涉敏涉控的移动式电网智能业务终端，应对IP地址、物理地 址、端口等进行南北向访问控制，可对其南向接口数据格式和协议进行过滤和准入；b）非涉敏涉控的移动式电网智能业务终端，应对物理地址、端口等进行南北向访问控制， 可对其南向接口数据格式和协议进行过滤和准入。8.2.5其他安全要求电网智

28、能业务终端其他安全要求如下：a）具备检测和抵御各种常见病毒及网络攻击的能力；b）采用主动免疫可信验证机制保障电网智能业务终端本体环境的安全可信，包括但不限于对系统 引导程序、系统程序、重要配置参数和应用程序的可信验证，在检测到其可信性受到破坏后进 行报警、隔离、恢复等处置；c）支持基于远程证明的安全升级；d）支持设备的安全基线核查；e）不得预置软硬件后门、不存在缓冲区溢出等安全漏洞；f）关闭不必要的网络服务及端口；g）具备电网智能业务终端内软件APP间隔离的功能，防止APP间攻击。11电网智能业务终端接入规范目 次i _髋io2编制主要原则103与其他标准文件的关系104主要工作过程105 标准结构和内容116 紋側111 编制背景本标准依据国家电网有限公司关于下达2020年度公司第一批技术标准制修订计划的通知（国 家电网科2020） 21号文）的要求编写。本标准编制背景是电力物联网作为能源互联网建设的重要组成部分，相关标准在国家能源标准体系 中较为重要。而电网智能业务终端作为电力物联网的基础。目前不论在国内还是国际上，均关注概念性、 框架性的议题，缺少针对电力行业特点和具体应用方法的标准，仅配电、变电等领域有零散的国际标准， 在具体业务和应用上难以有效指导工程实践。本标准编制的目的是对电网侧智能业务终端接入电力物联网的技术要