【施耐德电气白皮书】IT与OT的融合如何推动智能电网发展
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文本预览
IT与OT的融合
如何推动智能电网发展
编著人：Jeff Meyers, P.E.
摘要
电力企业投资智能电网技术的目的，是为实现更高的能效和
性能。智能电网平台意味着运营技术（OT）——物理基础
设施与应用——和信息技术（IT）——实现快速、完全人性
化界面的融合。本白皮书阐述了向可扩展、适应性智能电
网网络转型的最佳实践。
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0IT与OT的融合如何推动智能电网发展
引言
运营技术（OT）是电力企业得以安全、可靠发电和配电的一系列组件。OT包括从断路器
和分段器到固态继电器等操作装置以及中间过程的许多设备。OT通常也包含控制室应用程序，
例如整个网络的监控与数据采集（SCADA）系统，就像复杂的变电站网关一样连至各个设备，
或者就像传感器一样简单。OT通常应用于关键任务框架，负责电力企业运营的员工人人皆晓，
但其他人很少（如果有的话）会去考虑或理解。
如果说OT是小范畴概念的话，那么信息技术（IT）则反之。IT系统允许机器直接与人在一秒或
更长时间之内交换信息。在电力行业，IT系统无论在数量上还是质量上都实现了指数增长。改进
的企业资源计划（ERP）、地理信息系统（GIS）和客户关系管理（CRM）系统，以及办公区域
效能工具和移动计算设备，已经遍布电力企业工作场所。但以前，IT的增长和隐形OT设备是井
水不犯河水的，OT设备默默地耕耘，服务并保护着电网。
智能电网正在改变电力企业运营，使IT跨越传统边界，大大缩短与OT之间的鸿沟，迅速模糊两
个范畴之间的区隔（见图1）。本白皮书探讨IT与OT之间的动态整合，以及电力企业如何利用该
融合，实现更智能、更可靠、更具成本效益的运营。
图1
IT与OT融合。
智能电网 电网现代化的发展正驱动着电力企业在智能化设备和自动化部署方式上发生重大的概念性转变。
该自动化呈现下列趋势：
重新定义
技术标准 1. OT部署持续增长
2. 电力企业持续实施IT，以塑造、监控和管理其配电系统
3. 电力企业急需整合IT和OT网络
施耐德电气白皮书 修订：0 页数：2IT与OT的融合如何推动智能电网发展
增长驱动 可用于电网的新型设备
因素
OT部署的增长以多种方式推动了智能电网的发展。过去几年里，新技术不断被引入市场，从出
色的供电监控，到更高效的发电和低消耗，再到更具创新性的能源储存，塑造更智能的电网。
新型电网技术包括许多带有整合通信模块的设备，例如：
中低压线路传感器和低压断路器
凿开功率流波形以简化可再生能源整合的新逆变器
有载抽头变换装置，使变压器成为提供电网灵活性的有源元件
基于铅酸电池、锂离子和液流电池技术的电网级与消费者级能源储存设备
此外，智能电表及家庭网络技术也有助于模糊能源供应与能源配送领域的界线。
OT角色扩展到消费
者
传统设备更加智能，功能更加成熟
高级电表架构（AMI）实现了一 除了新技术之外，现有设备的改进如今也正在部署当中。其中包括增加固态继电器以及自动开关
系列基于消费者的全新OT，其中
和分段器控制器的‘智能性’，以及改进调节器和电容器控制器。例如，当今的电容器触排控制器
大部分是传统电力企业无法企及
或控制的。 能够利用远程、实时参数来影响开关切换，同时通过整合通信模块对电力质量进行监控和报告。
家庭网络和‘产销者’正在快 更多设备实现互联，助力数据交换
速变成现实，消费者越来越多
地选择缩减能源使用或者自己 各种设备的扩散以及围绕现代电网的“多面手”心态也推动了OT的增长。2006年的大多数调查指
发电以满足自身需求，这对于 出，SCADA控制在北美的全部配电馈线中使用率不到20%。根据ARC的研究，从那以后，配电
电网运营商有启示作用。 变电站自动化每年约以7%的速度增长，而大部分行业观察者认为该趋势将会持续到2020年。1
以上数据代表了变电站围墙内的增长，但OT真正的扩散发生在围墙外的配电馈线上。和变电站
自动化不同，馈线自动化意味着每条自动化馈线涉及7到10个线路设备，甚至更多。对电压/无功
控制与日俱增的关注将导致电容器和调节器控制器数量的增加，多数情况下也会增加线路电压传
感器的数量。用于自愈合和改良开关控制的馈线自动化将导致变电站外智能开关设备的增加。
运营领域的信息技术正在经历平稳转型。配电监控与数据采集（DSCADA）和配电管理系统（
DMS）过去的开发和维护模式与IT体系结构的其他部分是完全隔离的。并且，它们以前仅聚焦
于控制数量有限的运营资产。如今，DSCADA与DMS应用程序应用范围和整合需求都要宽泛很
多。
重新定义角
色
1 www.researchandmarkets.com/research/7fd6e6/global_scada_based
施耐德电气白皮书 修订：0 页数：3IT与OT的融合如何推动智能电网发展
与此同时，许多站点的停电管理系统（OMS）已经偏离企业转向运营领域。OMS曾被许多人视
为客户服务中心应用程序的一个延伸，但现代OMS部署嵌入网络智能以支持恢复和切换。OMS
网络模型越精确、越新，就越有可能与运营中心的其他应用程序和工作流整合。显而易见，IT与
OT的整合对于塑造、监控和管理配电网络的运营应用程序有着深远的启示作用。
塑造
对精确网络模型的需求驱动着前端的监控与数据采集（SCADA）、配电管理系统（DMS）和停
电管理系统（OMS）应用程序的进一步整合。对于许多遗留的SCADA、DMS和OMS应用程序
而言，维持对网络最新情况的了解可谓一项挑战。
伴随着日常大大小小的工作订单，配电网的变化持续不断。OMS或DMS的性能要求（某种程度
上，配电监控与数据采集（DSCADA）亦然）要求最新网络模型——或者至少其相关部分，必
须立即可用。当发生电力中断或者即将发生紧急倒闸操作时，电网运营商要求模型处于最精确的
当前状态。然而获取这样高性能的模型并不容易。
当今的多数电力企业将地理信息系统（GIS）用作网络和资产管理工具箱中的关键部件。但地理
信息系统的网络模型必须比以往任何时候都更完整、准确和新颖。
支持性能及当前状态要求进行新的网络模型整合。现代整合技术和体系结构能够帮助SCADA、
DMS和OMS共享源自地理信息系统完工网络的一个通用模型。既实现了单个统一环境和用户体
验，即“单个版本的事实”，又不会影响数据新鲜度或速度（见图2）。
图2
如何推动智能电网发展
编著人：Jeff Meyers, P.E.
摘要
电力企业投资智能电网技术的目的，是为实现更高的能效和
性能。智能电网平台意味着运营技术（OT）——物理基础
设施与应用——和信息技术（IT）——实现快速、完全人性
化界面的融合。本白皮书阐述了向可扩展、适应性智能电
网网络转型的最佳实践。
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0IT与OT的融合如何推动智能电网发展
引言
运营技术（OT）是电力企业得以安全、可靠发电和配电的一系列组件。OT包括从断路器
和分段器到固态继电器等操作装置以及中间过程的许多设备。OT通常也包含控制室应用程序，
例如整个网络的监控与数据采集（SCADA）系统，就像复杂的变电站网关一样连至各个设备，
或者就像传感器一样简单。OT通常应用于关键任务框架，负责电力企业运营的员工人人皆晓，
但其他人很少（如果有的话）会去考虑或理解。
如果说OT是小范畴概念的话，那么信息技术（IT）则反之。IT系统允许机器直接与人在一秒或
更长时间之内交换信息。在电力行业，IT系统无论在数量上还是质量上都实现了指数增长。改进
的企业资源计划（ERP）、地理信息系统（GIS）和客户关系管理（CRM）系统，以及办公区域
效能工具和移动计算设备，已经遍布电力企业工作场所。但以前，IT的增长和隐形OT设备是井
水不犯河水的，OT设备默默地耕耘，服务并保护着电网。
智能电网正在改变电力企业运营，使IT跨越传统边界，大大缩短与OT之间的鸿沟，迅速模糊两
个范畴之间的区隔（见图1）。本白皮书探讨IT与OT之间的动态整合，以及电力企业如何利用该
融合，实现更智能、更可靠、更具成本效益的运营。
图1
IT与OT融合。
智能电网 电网现代化的发展正驱动着电力企业在智能化设备和自动化部署方式上发生重大的概念性转变。
该自动化呈现下列趋势：
重新定义
技术标准 1. OT部署持续增长
2. 电力企业持续实施IT，以塑造、监控和管理其配电系统
3. 电力企业急需整合IT和OT网络
施耐德电气白皮书 修订：0 页数：2IT与OT的融合如何推动智能电网发展
增长驱动 可用于电网的新型设备
因素
OT部署的增长以多种方式推动了智能电网的发展。过去几年里，新技术不断被引入市场，从出
色的供电监控，到更高效的发电和低消耗，再到更具创新性的能源储存，塑造更智能的电网。
新型电网技术包括许多带有整合通信模块的设备，例如：
中低压线路传感器和低压断路器
凿开功率流波形以简化可再生能源整合的新逆变器
有载抽头变换装置，使变压器成为提供电网灵活性的有源元件
基于铅酸电池、锂离子和液流电池技术的电网级与消费者级能源储存设备
此外，智能电表及家庭网络技术也有助于模糊能源供应与能源配送领域的界线。
OT角色扩展到消费
者
传统设备更加智能，功能更加成熟
高级电表架构（AMI）实现了一 除了新技术之外，现有设备的改进如今也正在部署当中。其中包括增加固态继电器以及自动开关
系列基于消费者的全新OT，其中
和分段器控制器的‘智能性’，以及改进调节器和电容器控制器。例如，当今的电容器触排控制器
大部分是传统电力企业无法企及
或控制的。 能够利用远程、实时参数来影响开关切换，同时通过整合通信模块对电力质量进行监控和报告。
家庭网络和‘产销者’正在快 更多设备实现互联，助力数据交换
速变成现实，消费者越来越多
地选择缩减能源使用或者自己 各种设备的扩散以及围绕现代电网的“多面手”心态也推动了OT的增长。2006年的大多数调查指
发电以满足自身需求，这对于 出，SCADA控制在北美的全部配电馈线中使用率不到20%。根据ARC的研究，从那以后，配电
电网运营商有启示作用。 变电站自动化每年约以7%的速度增长，而大部分行业观察者认为该趋势将会持续到2020年。1
以上数据代表了变电站围墙内的增长，但OT真正的扩散发生在围墙外的配电馈线上。和变电站
自动化不同，馈线自动化意味着每条自动化馈线涉及7到10个线路设备，甚至更多。对电压/无功
控制与日俱增的关注将导致电容器和调节器控制器数量的增加，多数情况下也会增加线路电压传
感器的数量。用于自愈合和改良开关控制的馈线自动化将导致变电站外智能开关设备的增加。
运营领域的信息技术正在经历平稳转型。配电监控与数据采集（DSCADA）和配电管理系统（
DMS）过去的开发和维护模式与IT体系结构的其他部分是完全隔离的。并且，它们以前仅聚焦
于控制数量有限的运营资产。如今，DSCADA与DMS应用程序应用范围和整合需求都要宽泛很
多。
重新定义角
色
1 www.researchandmarkets.com/research/7fd6e6/global_scada_based
施耐德电气白皮书 修订：0 页数：3IT与OT的融合如何推动智能电网发展
与此同时，许多站点的停电管理系统（OMS）已经偏离企业转向运营领域。OMS曾被许多人视
为客户服务中心应用程序的一个延伸，但现代OMS部署嵌入网络智能以支持恢复和切换。OMS
网络模型越精确、越新，就越有可能与运营中心的其他应用程序和工作流整合。显而易见，IT与
OT的整合对于塑造、监控和管理配电网络的运营应用程序有着深远的启示作用。
塑造
对精确网络模型的需求驱动着前端的监控与数据采集（SCADA）、配电管理系统（DMS）和停
电管理系统（OMS）应用程序的进一步整合。对于许多遗留的SCADA、DMS和OMS应用程序
而言，维持对网络最新情况的了解可谓一项挑战。
伴随着日常大大小小的工作订单，配电网的变化持续不断。OMS或DMS的性能要求（某种程度
上，配电监控与数据采集（DSCADA）亦然）要求最新网络模型——或者至少其相关部分，必
须立即可用。当发生电力中断或者即将发生紧急倒闸操作时，电网运营商要求模型处于最精确的
当前状态。然而获取这样高性能的模型并不容易。
当今的多数电力企业将地理信息系统（GIS）用作网络和资产管理工具箱中的关键部件。但地理
信息系统的网络模型必须比以往任何时候都更完整、准确和新颖。
支持性能及当前状态要求进行新的网络模型整合。现代整合技术和体系结构能够帮助SCADA、
DMS和OMS共享源自地理信息系统完工网络的一个通用模型。既实现了单个统一环境和用户体
验，即“单个版本的事实”，又不会影响数据新鲜度或速度（见图2）。
图2
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