第3部分第5篇：云边数据交互（征求意见稿）.docx

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1、Q/CSG Q/CSG XXXXX 中国南方电网有限责任公司企业标准中国南方电网有限责任公司 发 布2022-XX-XX 实施2022-XX-XX发布南方电网云边融合智能调度运行平台体系化技术标准第3-5部分：云边数据交互（征求意见稿）Q/CSG XXX目 次前 言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14总则15云端系统与边缘集群交互36边缘集群与边缘网关交互47边缘网关与终端设备交互5前 言为贯彻落实公司体系化、规范化、指标化目标，全面支撑以新能源为主体的新型电力系统运行，承接公司数字化转型与数字南网建设任务，适应电网运行特征从计划性、集中式向开放共享、智能互动的方向转变，构建全面支撑

2、电网安全运行和现货市场高效运营两大业务融合的智能调度运行平台，特制定南方电网云边融合智能调度运行平台（CEP）体系化技术标准。本次发布的体系化技术标准用于指导公司CEP云端系统、边缘端系统的建设。本体系化技术标准分为7部分27篇41分册，第1部分为体系及定义，共2篇，描述了总体架构和术语定义；第2部分为模型及接口，共3篇，描述了边缘集群与边缘网关的模型、协议及交互等要求；第3部分为云端系统，共5篇，描述了调度云平台、云端系统平台、云端应用、云端系统人机交互、云边数据交互等要求；第4部分为边缘端系统，共5篇，描述了边缘集群、边缘网关技术要求及边缘网关应用开发、智能运维、即插即用等要求；第5部分为

3、智能应用，共2篇，描述了各类智能应用技术等要求；第6部分为本质安全，共6篇，描述了云端和边缘端的本质安全技术等要求；第7部分为测试及检验，共4篇，描述了云端系统检验、边缘端系统检验、本质安全检测等要求。本体系化技术标准体系架构如下表所示：部分篇分册编号第1部分：体系及定义第1篇：总体架构和一般要求TS1.1第2篇：术语和定义TS1.2第2部分：模型及接口第1篇：边缘网关即插即用模型TS2.1第2篇：边缘网关即插即用接口及协议TS2.2第3篇：边缘集群接入TS2.3第3部分：云端系统第1篇：调度云第1分册：基础资源即服务TS3.1.1第2分册：平台即服务TS3.1.2第3分册：数据即服务TS3.

4、1.3第4分册：调度云平台与边缘集群协同交互TS3.1.4第2篇：云端系统平台TS3.2第3篇：云端应用开发TS3.3第4篇：云端系统人机交互TS3.4第5篇：云边数据交互TS3.5第4部分：边缘端系统第1篇：边缘集群 TS4.1第2篇：边缘网关TS4.2第3篇：边缘网关应用开发 TS4.3第4篇：边缘网关智能运维TS4.4第5篇：边缘网关即插即用 TS4.5第5部分：智能应用第1篇：预测及分析第1分册：人工智能系统负荷预测TS5.1.1第2分册：人工智能母线负荷预测TS5.1.2第3分册：人工智能新能源功率预测TS5.1.3第4分册：基于区块链的分布式能源交易TS5.1.4第5分册：云边融合

5、统一优化模型TS5.1.5第2篇：协同控制第1分册：电化学储能自动调频控制TS5.2.1第2分册：新能源有功功率自动控制TS5.2.2第3分册：充电设施云边协同自动控制TS5.2.3第4分册：微电网云边协同自动控制TS5.2.4第5分册：可调节负荷云边协同自动控制TS5.2.5第6分册：虚拟电厂云边协同自动控制TS5.2.6第7分册：配电网自动电压控制TS5.2.7第8分册：云边协同控制TS5.2.8第6部分：本质安全第1篇：本质安全技术导则TS6.1第2篇：云端系统本质安全TS6.2第3篇：边缘网关本质安全TS6.3第4篇：边缘集群本质安全TS6.4第5篇：数据安全TS6.5第6篇：基于区块

6、链的数据应用和传递TS6.6第7部分：测试及检验第1篇：云端系统检验TS7.1第2篇：边缘网关检验TS7.2第3篇：边缘集群检验TS7.3第4篇：本质安全检测TS7.4本技术标准是该系列的第3部分第5篇。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。本文件由中国南方电网有限责任公司标准化部归口管理。本文件由中国南方电网电力调度控制中心提出、编制和负责解释。本文件起草单位：中国南方电网电力调度控制中心。本文件参加单位：本文件主要起草人员：本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国南方电网有限责任公司标准化部（广东省广州市黄埔区科翔路11号南网科研基地，510663）。5

7、南方电网云边融合智能调度运行平台体系化技术标准第3-5部分：云边数据交互（征求意见稿）1 范围本技术标准规定了CEP中云端系统平台与边缘侧集群、边缘侧集群与边缘网关、以及边缘网关与端侧设备间数据交互的技术要求。本技术标准适用于南方电网CEP云端系统平台的规划、设计、建设、改造和检测。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本技术标准的引用而成为本技术标准的条款。凡是标注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本技术标准。凡是不标注日期的引用文件，其最新版本适用于本技术标准。 GB/T 22239-2019 信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T 33590-

8、2017 智能电网调度控制系统技术方案DL/T 5003 电力系统调度自动化设计技术规程Q/CSG1204009-2015 中国南方电网电力监控系统安全防护技术方案Q/CSG 1204005.39.1-2014 南方电网一体化电网运行智能系统技术规范 第3部分：数据 第9篇：数据接口与协议 第1分册：厂站主站间数据交换 QCSG 1204005.39.2-2014 南方电网一体化电网运行智能系统技术规范 第3部分：数据 第9 篇：数据接口与协议 第2分册：横向主站间数据交换QCSG 1204005.39.3-2014 南方电网一体化电网运行智能系统技术规范 第3部分：数据 第9篇：数据接口与协

9、议 第3分册：纵向主站间数据交换国家发展改革委2014第14号令 电力监控系统安全防护规定国能安全201536号 电力监控系统安全防护总体方案南方电网一体化电网运行智能系统（OS2）网级主站标准化设计指南（2018版）3 术语和定义3.1通信规约Communication Protocol数据通信协议，为保证数据通信系统中通信双方能有效、可靠地通信而规定的双方应共同遵守的一系列约定，包括数据的格式、顺序和速率、链路管理、流量调节和差错控制等。3.2APN Access Point Name接入点，无线访问的一个访问点的名称，通过这个名称可以访问已分配的固定网络。4 总则4.1 总体结构CEP的

10、数据交互架构如图1所示，主要包括：a) 数据流一：网、省、地边缘集群与I型边缘网关通过调度数据网、专线交互的数据流，包括传统厂站监视数据、运行控制指令等；b) 数据流二：地级边缘集群与II型边缘网关通过无线专网交互的数据流，包括分布式新能源监测数据、控制指令等；c) 数据流三：云端系统与网级边缘集群通过二区防火墙横向交互的数据流，云端系统与省、地边缘集群通过调度数据网或专线交互的数据流；云端系统与虚拟边缘集群通过消息队列交互的数据流。包括常规电网监测数据、分布式新能源、虚拟电厂、综合园区监测数据、运行控制指令、预测数据、错峰预警等。d) 数据流四：虚拟边缘集群与II/III型边缘网关通过互联网

11、（有线、4G、5G）交互的数据流，包括聚合商采集数据、虚拟电厂监测数据，运行控制指令等。e) 数据流五：边缘侧网关与端侧设备通过有线或无线方式交互的数据流，包括装置运行状态，运行控制指令等。图1 CEP数据交互总体结构图4.2 总体要求1.2.3.4.4.1.4.2.4.2.1. 安全分区CEP云端系统各功能模块应分别部署于生产控制大区的安全II区和管理信息大区的安全III区，边缘集群各功能模块应分别部署于生产控制大区的安全I区、II区和管理信息大区的安全III区。4.2.2. 横向隔离CEP所在生产控制大区与管理信息大区之间应部署统一的电力专用横向安全隔离装置（或组成隔离阵列）实现物理隔离，

12、同一安全区内各子系统之间应采用防火墙或带有访问控制功能的网络设备实现逻辑隔离。4.2.3. 纵向加密认证云端系统与省地边缘集群、边缘集群与边缘网关、边缘网关与公用网络上的端设备之间的交互链路上，应部署电力专用纵向加密认证网关、加密认证装置或加密软件，为通讯双方提供双向身份认证、数据加密和访问控制服务。4.2.4. 网络专用边缘集群与I、II型边缘网关交互应采用逻辑上专用网络设备组网，在物理层面上实现与外部互联网安全隔离。4.2.5. 通道冗余应具备通信通道的主备冗余功能，当主通道采集发生故障后，相应的备通道能即时自动升为主通道运行，主备通道切换时，通过主备通道切换机制和数据保全机制，实现在故障

13、切换期间数据不丢失。5 云端系统与边缘集群交互5.1 交互范围云端系统与边缘集群间的交互范围包括模型、数据、运维管控和服务。5.5.1.5.1.1. 模型交互模型交互应满足以下技术要求：a) 应支持常规电网模型、新型电力系统模型（如集中式新能源、分布式新能源、虚拟电厂、综合园区、充电设施模型）等；b) 应支持满足SVG格式要求的图形。5.1.2. 数据交互数据交互应满足以下技术要求：a) 应支持边缘集群上送常规电网设备、新型电力系统设备（如集中式新能源、分布式新能源、虚拟电厂、综合园区、充电设施）等的遥测、遥信、遥脉等实时数据或E格式遥测、遥信等数据；b) 应支持云端向边缘集群下发面向常规电网

14、设备、新型电力系统设备（如集中式新能源、分布式新能源、虚拟电厂、综合园区、充电设施等）等的遥控、遥调等控制信息；c) 应支持主配网、新能源设备等的标志牌状态等文件的交互；d) 应支持常规电网设备、新型电力系统设备（如集中式新能源、分布式新能源、虚拟电厂、综合园区、充电设施）等的设备状态、设备告警信息的交互；e) 应支持计划值、预测数据、错峰预警等信息交互；f) 应支持能量市场、辅助服务市场的报价、出清等数据交互；g) 应支持告警信息交互；h) 应支持云端下发人工智能模型参数。5.1.3. 运维管控运维管控应满足以下技术要求：a) 边缘集群应支持向云端系统发送运行环境状态，包括主机、网络、存储等

15、硬件或虚拟硬件的CPU使用率、内存使用率、磁盘使用率、网络端口状态、网络端口出入流量、网络端口丢包率等运行状态；b) 边缘集群应支持向云端系统发送运行状态告警，包括主机、网络、存储等物理硬件告警，虚拟主机、虚拟网络和虚拟存储的告警；c) 边缘集群应支持向云端系统发送应用程序运行状态，包括容器集群、容器实例、关键应用的CPU使用率、内存使用率和在线或离线等运行状态；d) 边缘集群应支持向云端系统发送应用状态告警，包括应用容器实例、应用容器集群等的告警；e) 边缘集群应支持向云端系统发送服务组件告警，包括容器管理集群、数据库集群、微服务网关、消息总线等的告警；f) 应支持上送边缘集群的容器镜像至云

16、端，支持接收云端系统下发的容器镜像；g) 边缘集群应支持向云端系统上送程序部署情况，包括部署的容器集群信息、虚拟机信息、应用程序版本信息等；h) 应支持边缘集群向云端系统发送应用程序包，发送应用程序拉取请求；i) 边缘集群应能够接收并处理云端系统下发的应用程序部署包，实现应用部署与升级。5.1.4. 服务交互云边服务交互是边缘集群调用云端系统所提供的基础及应用服务功能，以及云端系统调用边缘集群所提供的应用服务功能。a) 应支持调用云端资源服务，如云主机、容器集群等；b) 应支持访问云端基于大数据分析及AI引擎的应用服务；c) 应支持云端申请调用边缘集群资源服务，如边缘侧的虚拟主机、容器集群等；

17、d) 应支持云端调用边缘集群的边缘计算服务。5.2 通讯协议通讯协议参考第3部分第1篇第4分册：调度云平台与边缘计算集群协同交互技术规范相关内容。5.3 通讯链路通讯链路应满足以下技术要求：a) 应支持通过调度数据网或调度专网实现省、地边缘集群与云端系统纵向通讯，应支持通过防火墙实现网级边缘集群与云端系统横向通讯，应支持通过调度云内部网络实现虚拟边缘集群与云端系统通讯；b) 应支持云端系统内的数据通过安全II区与安全III区间正反向隔离装置实现跨区交互；应支持边缘集群内的数据通过安全I区与安全II区间的防火墙、安全I/II区与安全III区间的正反向隔离装置实现跨区交互；应支持同一安全区内边缘集

18、群不同子系统间通过横向交互防火墙实现跨子系统的横向数据交互；6 边缘集群与边缘网关交互6.1 数据交互范围边缘集群与边缘网关间的数据交互范围包括模型、数据和运维管控。6.6.1.6.1.1. 模型交互模型交互应满足以下技术要求：a) 应支持电网模型交互，包括电网一次设备以及新能源新型电力设备、充电桩等建模，参照变电站模型（厂站、电压等级、间隔、设备、拓扑）层次关系进行建模；b) 应支持设备模型交互，指边缘网关及其接入的二次设备的建模，包括一二次设备的关联关系、量测信息、运行状态等，应实现设备态势感知、在线监测等应用的基础支撑。6.1.2. 数据交互数据交互应满足下列技术要求：a) 应支持对边缘

19、网关数据的召唤与存储，包括边缘网关本地设置、本地日志以及历史数据；b) 应支持接收和处理边缘网关上送的电网运行状态数据；c) 应支持接收边缘网关上送的常规电网设备、集中式新能源、分布式新能源、电动汽车充电站、储能、综合能源、微电网和虚拟电厂的数据；d) 应支持命令下发，包括向边缘集群下发电网运行方式切换、调频、调峰、计划值等指令；e) 应支持远程登录边缘网关并浏览信息；f) 应支持边缘集群应用与边缘网关应用协同交互；g) 应支持向边缘网关下发数据订阅命令；6.1.3. 运维管控运维管控应满足以下技术要求：a) 应支持边缘网关的即插即用，自动完成和边缘网关的通信连接和设备注册；b) 应支持对边缘

20、网关应用服务的部署；c) 应支持对边缘网关的远程管理包括版本升级、参数配置等；d) 应支持对边缘网关的状态监测，包括在线状态、应用状态等；e) 支持对边缘网关应用功能启停等；f) 宜基于XML与边缘网关建立统一的信息交互模型。6.2 通讯协议通讯协议要求：a) 应支持 DL/T634.5-101、DL/T634.5-104、DL/T719-2000、MQTT、HTTPS、 DL/T698.45或DL/T 645 等通信协议，并支持协议扩展；b) 应支持消息队列通信方式，采用主题的方式实现订阅和发布；应具备数据交互实例故障时自动拉起数据交互实例并恢复消息队列的处理，故障期间的数据应能够缓存在消息

21、队列服务端，避免数据丢失；c) 应支持模型文件的可靠传输机制，保证重要数据传输的完整性，能检测传输过程的损坏。6.3 通讯链路通讯链路应满足以下技术要求：a) 网、省、地三级边缘集群与I型边缘网关间应支持通过调度数据网或调度专网通信；b) 地级边缘集群与II型边缘网关间应支持通过APN (4G/5G)等无线通信接口通信，II型边缘网关应通过安全接入区与地级边缘集群交互；c) 虚拟边缘集群应支持通过安全接入区或内外网摆渡系统，与互联网上的II/III型边缘网关通信，上下行交互的数据应在互联网出口登记管理；d) 边缘网关数据报文应采用国密（如SM2、SM4等）加密；7 边缘网关与终端设备交互7.1

22、 数据交互范围边缘网关与端侧设备数据交互范围包括：a) 信息采集应包括从智能设备获取电网运行状态、装置运行情况等数据；b) 控制指令应包括向智能设备下发电网运行方式切换、调频、调峰等控制指令。7.2 通信协议通信协议要求：a） I型边缘网关（变电站智能远动机）南向通信可采用IEC61850协议或以太网103协议等；b） II、III型边缘网关可采用Modbus协议、DL/T 634.5103协议、DL/T 634.5101协议、DL/T 634.5104协议、CoAP协议、DL/T 698.44、DL/T 698.45-2017、DL/T 645-2007或相关拓展协议等；c） 应支持数据的可

23、靠传输机制，保证重要数据传输的完整性，能检测传输过程的损坏；7.3 通信链路通信链路应满足以下技术要求：a） I型边缘网关不能接入互联网设备，通信组网应保证端设备接入网络和互联网之间相互隔离。b） II、III型边缘网关宜支持有线以太网与端设备通信，通信介质宜采用超五类线、单/多模光纤。c） II、III型边缘网关宜支持串口与端设备通信，支持RS-232/485接口，通信介质宜采用带屏蔽层的双绞线。d） II、III型边缘网关宜支持无线端设备接入，无线协议支持蓝牙、Zigbee、Wi-Fi LoRa/LoRa WAN、RF等。e） II、III型边缘网关与端设备通信应支持身份认证和数据加密，可采用外置加密认证终端实现。