第4部分第3篇：边缘网关应用开发（征求意见稿）.docx

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1、Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业标准Q/CSG XXXXX 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4-3部分：边缘网关应用开发（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24 数据及接口总体说明25 数据组织及交互36 消息总线接口47 应用开发技术要求58 应用开发安全要求459 应用管理46附录A自描述信息格式47附录B消息总线数据接口格式48附录C应用采用的三方库信息采集表49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

2、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、

3、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TS

4、2.3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TS3.1.3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

5、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

6、：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4部分第3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

7、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）。III南方电网云边融合智能调度运行平台体系化技术标准第4-3部分：边缘网关应用开发（征求意见稿）1 范围本技术标准规定了CEP中边缘网关应用开发要求。本技术标准适用于南方电网CEP的边缘网关的应用开发、部署和检测。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 2423.1电工

8、电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T 2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T 2423.3环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验GB/T 2423.4电工电子产品基本环境试验规程 试验Db: 交变湿热试验方法GB/T 2423.5电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Ea和导则: 冲击GB/T 2423.8电工电子产品环境试验 第2部分: 试验方法 试验Ed: 自由跌落GB/T 2423.9电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Cab：恒定湿热验GB/T 2423.10电工电子产品环境试验 第2部分: 试验方法 试验

9、Fc和导则:振动(正弦)GB 4208外壳防护等级（IP代码）GB/T 13729-远动终端设备GB/T 14598.3 电气继电器 第5部分：量度继电器和保护装置的绝缘配合要求和试验增加绝缘测试引用标准GB/T 15153.2远动设备及系统第2部分：工作条件第2篇：环境条件（气候、机械和其他非电影响因素）GB/T 17626.2电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度实验GB/T 17626.3电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度实验GB/T 17626.4电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度实验GB/T 17626.5电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度实验G

10、B/T 17626.6电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度实验GB/T 17626.8电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度实验GB/T 17626.9电磁兼容 试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度实验GB/T 17626.10电磁兼容 试验和测量技术 阻尼振荡磁场抗扰度实验GB/T 17626.11电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度实验GB/T 17626.12电磁兼容 试验和测量技术 震荡波抗扰度实验GB/T 36478.1物联网 信息交换和共享 第1部分：总体架构GB/T 36478.2物联网 信息交换和共享 第2部分：通用技术要求GB/T 365

11、72 电力监控系统网络安全防护导则 DL/T 476电力系统实时数据通信应用层协议DL/T 634.5101远动设备及系统 第5 部分：传输规约 第101 篇：基本远动任务配套标准DL/T 634.5104远动设备及系统 第5 部分：传输规约 第104 篇：采用标准传输协议子集的DL/T 634.5101 网络访问DL/T 645多功能电能表通信协议DL/T 719远动设备及系统 第5 部分：传输规约 第102 篇：电力系统电能累计量传输配套标准DL/T 743电能量远方终端DL/T 890能量管理系统应用程序接口（EMS-API）DL/T 1230电力系统图形描述规范Q/CSG 110017

12、.66 南方电网一体化电网运行智能系统技术规范 第6部分：厂站应用 第6篇：智能远动机功能规范Q/CSG 1204009中国南方电网电力监控系统安全防护技术规范Q/CSG 11109004中国南方电网有限责任公司计量自动化终端上行通信规约国家发展改革委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电监信息201262号 电力行业信息安全等级保护基本要求3 术语和定义TS1.2界定的以及下列术语和定义适用于本技术标准。3.1 边缘网关 edge gateway 一种网关设备，部署在变电站、配电站所/台区/杆塔、分布式新能源等新兴市场主体的并网点等

13、位置，负责采集本地电网运行数据，上送边缘集群，并实现电网运行方式切换、调频/调峰等指令操作，具备边缘计算和云边协同应用功能，支撑调度运行和市场运营。边缘网关根据应用场景和功能性能差异分为I型边缘网关、II型边缘网关和III型边缘网关。I型边缘网关指部署在变电站的智能远动机。II型边缘网关具备交直流模拟量测量及开关量输入输出功能，应用于配电站所/台区/杆塔、分布式新能源、储能、电动汽车充电设施等场合。III型边缘网关从接入对象的监控系统（本地/平台）采集数据，应用于综合能源园区、虚拟电厂等场合。3.2 边缘网关应用 edge gateway application部署于边缘网关，通过通信、采集等

14、方式完成数据获取，数据计算处理后完成既定功能的可执行代码或者代码组合。可以独立安装、运行、停止、卸载。4 数据及接口总体说明在边缘网关上设置数据中心，实现各应用全景数据记录；数据中心存储全部的模型和数据，支持一定容量的历史数据存储；通过查阅数据中心可以获取数据当前值，也可以查询到数据历史记录。各应用、数据中心之间通过数据消息进行数据同步。消息交换采用MQTT消息总线实现，MQTT消息总线按主题进行消息订阅发布，如图1所示。图1 数据接口架构图应用上线后，向消息总线注册相关的主题，数据中心以通配符方式订阅全部主题；通过消息总线实现数据消息在应用和数据中心之间的传递，如图2所示。图2 主题订阅发布

15、操作控制，分为需要进行全局互斥和不需要进行全局互斥两种。对于不需要全局互斥的操作控制，由操控端应用直接向被控端应用发送控制指令（如果被控对象在本应用内，则直接内部实现）。需要进行全局互斥的操作控制，操控端应用向数据中心发出控制请求；如果满足全局互斥要求，数据中心向被控端应用发送控制请求，被控端应用将操作控制结果回送数据中心，由数据中心将操作控制结果转发给操控端应用；如果不满足全局互斥要求，数据中心直接向操控端应用回复否定返校。数据中心对操作控制过程进行记录。5 数据组织及交互应用向数据中心发送数据模型后，通过装置注册方式在数据中心实现本应用下的装置实例化建模，数据传递信息格式部分参见TS2.2

16、中ASDU中的JSON格式，其余部分参见附录A。在数据中心与各应用间交互的数据包括模型数据、量测数据、状态数据、控制操作。各类数据的交互过程如下：a) 模型数据：应用在上线后向数据中心发送本应用相关模型数据；应用提供本身相关模型数据服务。各应用通过数据总线向数据中心查询需要的模型数据；数据中心可以定期查询应用模型数据；b) 量测数据：应用将自己产生的数据向订阅的应用及数据中心进行分发；数据中心对装置的量测数据当前值进行维护并提供当前值的查询服务；c) 状态数据：应用将自己产生的数据向订阅的应用及数据中心进行分发；数据中心对装置的状态数据当前值进行维护并提供当前值和历史变化记录的查询服务；d)

17、操作控制：不需进行全局互斥的操作控制，由控制端应用直接向被控端应用发送操作控制指令，被控端应用向控制端应用返回操作控制反馈；需要进行全局互斥的操作控制，控制端应用将操作控制指令发送给数据中心，由数据中心进行全局互斥判断，满足互斥条件的操作控制命令转发给被控端应用，被控端应用将操作控制反馈回送数据中心，数据中心转发至控制端应用；不满足互斥条件的操作控制指令由数据中心向控制端应用回送否定返校。操作控制命令以及操作控制结果在数据中心保存对应的记录并提供查询服务。6 应用数据接口6.1 主题设置消息总线直接采用MQTT消息总线，提供主题订阅、发布接口实现数据订阅发布。一个应用在连接上消息总线后，根据自

18、身的数据情况，向数据总线注册一个或多个主题。消息总线直接采用MQTT消息总线，提供主题订阅、发布接口实现数据订阅发布。一个应用在连接上消息总线后，根据自身的数据情况，向数据总线注册一个或多个主题。主题名称为分段式，不同段之间采用“/”隔开，具体格式为SrcApp/DestApp/ServiceType/Service/Message。面向所有app的服务类数据DestApp段不填写具体的App名称，改为AllApp。ServiceType字段，根据具体的服务不同，从Data/Service/Control/Manage中选用，其中Control类型为全局控制指令，经由数据中心控制转发并实现全局

19、互斥；Service则对应具体的服务，应用视情况可以进行其中全部或者部分主题的注册；详细内容见下表。6.2 数据交互主题在各个主题，通过不同的数据接口实现具体的数据交互和服务功能。数据交互主题如下：表1 主题及消息接口业务服务分类接口主题消息类型（Head/FuncName）设备注册设备app/ServiceChannel/Manage/Dev/DevAddDevAddServiceChannel/app/Manage/Dev/DevAddRespDevAddResp取消注册设备app/ServiceChannel/Manage/Dev/DevDelDevDelServiceChannel/a

20、pp/Manage/Dev/DevDelRespDevDelResp设备状态更新app/ServiceChannel/Manage/Dev/DevUpdateDevUpdateServiceChannel/app/Manage/Dev/GetDevInfRsepDevUpdateResp参数定值查询参数定值ServiceChannel/app/Manage/Para/ParaReadParaReadapp/ServiceChannel/Manage/Para/ParaReadRespParaReadResp参数定值预置ServiceChannel/app/Manage/ Para /ParaS

21、etParaSetapp/ServiceChannel/Manage/Para/ParaSetRespParaSetResp参数定值激活ServiceChannel/app/Manage/Para/ParaActivateParaActivateapp/ServiceChannel/Manage/Para/ParaActivateRespParaActivateResp参数定值撤销ServiceChannel/app/Manage/Para/ParaCancelParaCancelapp/ServiceChannel/Manage/Para/ParaCancelRespParaCancelRe

22、sp量测数据向业务通道上报量测数据app/ServiceChannel/Data/Mea/DataSpontDataSpontServiceChannel/app/Data/Mea/DataSpontRespDataSpontResp状态数据向业务通道上报状态数据app/ServiceChannel/Data/Status/DataSpontDataSpontServiceChannel/app/Data/Status/DataSpontRespDataSpontResp操作控制操作控制ServiceChannel/app/Control/Command/CtrlCmdCtrlCmdapp/S

23、erviceChannel/Control/Command/CtrlCmdRespCtrlCmdResp数据服务模型向数据中心注册模型app/DataCenter/Manage/Model/ModelChangeModelChangeDataCenter/app/Manage/Model/ModelChangeRespModelChangeResp向数据中心查询模型app/DataCenter/Manage/Model/GetModelGetModelDataCenter/app/Manage/Model/GetModelRespGetModelResp设备注册设备app/DataCenter

24、/Manage/Dev/DevAddDevAddDataCenter/app/Manage/Dev/DevAddRespDevAddResp取消注册设备app/DataCenter/Manage/Dev/DevDelDevDelDataCenter/app/Manage/Dev/DevDelRespDevDelResp查询设备信息app/DataCenter/Manage/Dev/GetDevInfGetDevInfDataCenter/app/Manage/Dev/GetDevInfRespGetDevInfResp参数定值参数定值读取app/DataCenter/Manage/Para/P

25、araReadParaReadDataCenter/app/Manage/Para/ParaReadRespParaReadResp参数定值设置app/DataCenter/Manage/Para/ParaSetParaSetDataCenter/app/Manage/Para/ParaSetRespParaSetResp量测数据向数据中心上报量测数据app/DataCenter/Data/Mea/DataSpontDataSpontDataCenter/app/Data/Mea/DataSpontRespDataSpontResp向数据中心读取量测数据app/DataCenter/Data/

26、Mea/DataReadDataReadDataCenter/app/Data/Mea/DataReadRespDataReadResp状态数据向数据中心上报状态数据app/DataCenter/Data/Status/DataSpontDataSpontDataCenter/app/Data/Status/DataSpontRespDataSpontResp向数据中心读取状态数据app/DataCenter/Data/Status/DataReadDataReadDataCenter/app/Data/Status/DataReadRespDataReadResp6.3 公共消息头Data:

27、 .,Head: Cot: 2,FunName: ModelChangeResp,Mid: 3,Timestamp: 2022-03-07 15:15:56.949表2 公共消息头结构定义参数类型是否必需值说明Head/FunNamestring是功能名，每个ASDU的唯一标识Head/Cotstring是传输原因，1-表示主动请求；2-表示应答请求；3-周期上送；4-变化上送，5-表示主动确认；。Head/Midstring是报文id，每帧报文的唯一个标识，采用范围0-4294967295的数字形式字符串，用于请求帧和响应帧对应，或者主动上送帧和确认帧对应；值由请求方或主动上送方控制，响应方

28、和确认方采用相同值回复。Head/Timestampstring是时间戳，本地时区时间，格式YYYY-MM-DD HH:MM:SS.AAA，其中AAA表示毫秒，下同Datastruct是结构体，每种ASDU内部结构单独定义，6.4 APP与数据中心交互接口6.4.1 注册模型（1） 消息请求app发布datacenter订阅主题app/DataCenter/Manage/Model/ModelChange请求Head: Cot: 1,FunName: ModelChange,Mid: 3,Timestamp: 2022-04-22 00:54:15.050,Data: Models: Chan

29、geType: 1,FileCrc: 0xa2c1a0e4,FullPathFileName:/xxx/NR_PCS-9723JC_J_V1.00.json,ModelName: NR_PCS-9723JC_J_V1.00,ModifyTime: 2022-04-22 00:54:11,ChangeType: 1,FileCrc: 0xba0df224,FullPathFileName: /xxx/HNLN_MODBUS-1234C_J_V1.00.json,ModelName: HNLN_MODBUS-1234C_J_V1.00,ModifyTime: 2022-04-22 00:54:12

30、,ChangeType: 1,FileCrc: 0x07a4b550,FullPathFileName: /xxx/AABB_ABC-1122C_J_V1.00.json,ModelName: AABB_ABC-1122C_J_V1.00,ModifyTime: 2022-04-22 00:54:12,ChangeType: 1,FileCrc: 0x6929a305,FullPathFileName: /xxx/CCDD_ABC-1122C_J_V1.00.json,ModelName: CCDD_ABC-1122C_J_V1.00,ModifyTime: 2022-04-22 00:54:

31、12（2） 请求字段说明参数类型是否必需值说明Head/FunNamestring是ModelChangeHead为统一格式，其它部分略Data/Models/ModelNamestring是模型名，边缘网关内唯一，体现模型版本Data/Models/ModifyTimestring是模型修改时间Data/Models/FullPathFileNamestring是模型文件全路径（映射路径）文件名，模型文件版本体现在模型文件名中Data/Models/ChangeTypestring是变化类型：1-增加，2-删除Data/Models/FileCrcstring是文件检验码，算法采用CRC32

32、，格式采用16进制，如“0x12345678”（3） 消息响应datacenter发布app订阅主题DataCenter/app/Manage/Model/ModelChangeResp请求Head: Cot: 2,FunName: ModelChangeResp,Mid: 3,Timestamp: 2022-03-07 15:15:56.949，Data: Models: ModelName: NR_PCS-9723JC_J_V1.00,Status: 0,ModelName: HNLN_MODBUS-1234C_J_V1.00,Status: 0,ModelName: AABB_ABC-1

33、122C_J_V1.00,Status: 0,ModelName: CCDD_ABC-1122C_J_V1.00,Status: 0（4） 响应字段说明参数类型是否必需值说明Head/FunNamestring是ModelChangeRespHead为统一格式，其它部分略Data/Models/ModelNamestring是模型名，与下行命令相同Data/Models/Statusstring是执行状态，0-成功，1-失败Data/Models/ErrorCodestring否错误码，失败时必填Data/Models/Notestring否备注，可填成功或失败的描述6.4.2 查询模型（1）

34、 消息请求app发布datacenter订阅主题app/DataCenter/Manage/Model/GetModel请求 Head: Cot: 1,FunName: GetMode,Mid: 3,Timestamp: 2022-04-22 00:54:15.050, Data: （2） 请求字段说明参数类型是否必需值说明Head/FunNamestring是GetModelHead为统一格式，其它部分略Datastring是空无内容（3） 消息响应datacenter发布app订阅主题DataCenter/app/Manage/Model/GetModelResp请求 Head: Cot:

35、 2,FunName: GetModelResp,Mid: 3,Timestamp: 2022-04-22 00:54:15.050, Data: Models： ModelName: XXXX_ABC-111_J_V1.00, ModifyTime: YYYY-MM-DD HH:MM:SS, FullPathFileName: ,FileCrc: 0x12345678 , ModelName: XXXX_ABC-222_J_V1.00, ModifyTime: YYYY-MM-DD HH:MM:SS, FullPathFileName: ,FileCrc: 0x12345678, , （4）

36、 响应字段说明参数类型是否必需值说明Head/FunNamestring是GetModelRespHead为统一格式，其它部分略Data/Models/ModelNamestring是模型名，边缘网关内唯一，体现模型版本Data/Models/ModifyTimestring是模型文件修改时间Data/Models/FullPathFileNamestring是模型文件全路径（映射路径）文件名，模型文件版本体现在模型文件名中Data/Models/FileCrcstring是文件检验码，算法采用CRC32，格式采用16进制，如“0x12345678”6.4.3 注册设备（1） 消息请求app发

37、布datacenter订阅主题app/DataCenter/Manage/Dev/DevAdd请求 Head: Cot: 1,FunName: DevAdd,Mid: 3,Timestamp: 2022-04-22 00:54:15.050, Data: Devices: DeviceId: XXXX, DeviceDesc: XXXX, Model: XXXX , DeviceId: XXXX, DeviceDesc: XXXX, Model: XXXX , （2） 请求字段说明参数类型是否必需值说明Head/FunNamestring是DevAddHead为统一格式，其它部分略Data/D

38、evices/DeviceIdstring是设备实例ID，本边缘网关内唯一Data/Devices/DeviceDescstring是设备实例描述Data/Devices/Modelstring是设备实例对应模型（3） 消息响应datacenter发布app订阅主题DataCenter/app/Manage/Dev/DevAddResp请求 Head: Cot: 2,FunName: DevAddResp,Mid: 3,Timestamp: 2022-04-22 00:54:15.050, Data: Devices: DeviceId: XXXX, Status: 0, ErrorCode:

39、 XX, Note: XX , DeviceId: XXXX, Status: 0, ErrorCode: XX, Note: XX , （4） 响应字段说明参数类型是否必需值说明Head/FunNamestring是DevAddRespHead为统一格式，其它部分略Data/Devices/DeviceIdstring是设备实例ID，本边缘网关内唯一Data/Devices/Statusstring是执行状态，0-成功，1-失败Data/Devices/ErrorCodestring否错误码，失败时必填Data/Devices/Notestring否备注，可填成功或失败的描述6.4.4 取消设备注册（1） 消息请求app发布datacenter订阅主题app/DataCenter/Manage/Dev/DevDel请求 Head: Cot: 1,FunName: DevDel,Mid: 3,Timestamp: 2022-04-22 00:54:15.050, Data: Devices: DeviceId: XXXX, Model: XXXX , DeviceId: XXXX,