1.国网信通产业集团业务场景
国网信息通信产业集团有限公司（以下简称国网信通产业集团），是国家电网有限公司全资子公司，是中国能源行业主要的信息通信技术、产品及服务提供商，致力于能源行业的互联网建设和数字化转型发展。国网信通产业集团以加快建成能源数字化服务国际领军企业为战略目标，聚焦物联网、云计算、大数据、人工智能、区块链、安全等产业领域，全面服务能源互联网建设，助力构建新型电力系统，促进能源绿色低碳发展，居于能源行业信息通信领域领先水平。
电网作为连接电力生产和消费的重要网络平台，构建新型电力系统是推动国家能源低碳转型和高质量发展的中心环节。而新型电力系统建设对电网数字化提出了新的要求，新型电力系统采集对象控制规模扩大，并需要统筹全网采集控制数据，在源网荷储全环节海量数据实时汇聚和高效处理的基础上，对数据采集、传输、存储、应用也提出了更高的时效性要求，并须在电源侧和负荷侧应用多种灵活的控制策略和控制渠道，以便应对强随机性的各类场景。新型电力系统需要通过先进的数据传感、物联、管理技术，达到广泛互联互通、全局协同计算、全域在线透明。
为实现新型电力系统建设，基于物联网时序数据库 IoTDB 强大的产品特性，国网信通产业集团完成了支持多协议接入和数据实时处理的精准用电调控终端、物联管理平台及实时量测数据中心等产品，搭建了云边一体化全景状态感知基础设施。IoTDB 协助覆盖电力行业数据采集、缓存、汇聚、存储、计算、共享及可视化展现，支持端边云协同的电力实时数据全生命周期管理，有力支撑新型电力系统达到实时感知、全域计算、协同联动的业务目标。
2.业务需求痛点
2.1 亿级终端数据采集
2.2 实时计算共享
2.3 协同部署
3.选型 IoTDB 原因
3.1 端边云协同部署能力
3.2 多源数据实时采集、写入
3.3 快速数据处理、异常监测
3.4 集成助力数据分析
4.解决方案
4.1 整体方案
国网信通产业集团基于 IoTDB 建设的云边一体化全景状态感知基础设施包括精准用电调控终端、物联管理平台及实时量测数据中心，并有多类保障体系与第三方合作伙伴接入，从各方企业及不同业务角度共同赋能基础设施与平台建设。IoTDB 应用于上述三个平台当中，提供了稳定、高效的数据写入、存储、查询能力。
精准用电调控终端是应用于电力负荷管理的智能终端，电源侧、电网侧、用户侧、供应链侧等端侧实时上传的时序数据，通过精准用电调控终端的设备接入层、基础服务层、对外服务层，在楼宇、园区、台区等边缘侧实现用电、热力、燃气、给水、环境等多种能源的数据采集、缓存、实时计算，并将数据上报至物联管理平台。IoTDB 为智能终端提供轻量级、高频、低时延的数据写入能力，以及数据补全、基于阈值、趋势进行异常诊断等数据质量容错能力。
物联管理平台是物联网中各专业、各类型终端的统一接入和管理的平台，在云平台侧面向海量智能终端，通过设备管理、连接管理、应用管理、规则引擎、数据处理等模块，实现千万级终端在线接入及管控、数据实时汇聚、缓存及高效转发能力，并可根据各类终端的业务场景需求制定实时数据策略，下达给精准用电调控终端。IoTDB 主要部署于规则引擎模块和数据处理模块，为物联管理平台提供高吞吐、低成本的数据写入和存储能力。
实时量测数据中心在云平台侧在线汇聚物联管理平台传输的全量实时数据，囊括时序数据管理、实时数据计算、数据服务、可视化展示等功能组，通过计算推演和分析拟合，实现实体电网在数字空间的数据实时动态呈现，并进一步帮助新型电力系统实现电能质量分析、光伏监控、负荷管理等功能。IoTDB 主要部署于时序数据管理功能组和实时数据计算功能组，为实时量测数据中心提供海量数据低成本存储、高性能查询能力，以及与 Kafka、Spark、Grafana 等数据组件强大的生态集成能力。
同时，在用电各智能业务终端，如充电场站、光伏场站等，基于 IoTDB 实现的全景数据管理基座，国网信通产业集团设计了实时监测预警，协同调控、发电预测、电能质量监测等应用，打造了“技术先进、架构坚强、应用灵活、提升全面”的分布式新能源协同调控系统。依托 IoTDB 的灵活部署能力与时序数据的高时效性，实现了分布式新能源的信息感知、实时监视、故障预警、群调群控能力，支持各典型电力应用场景，支撑大规模分布式光伏灵活应用和高效消纳。
通过国网信通产业集团的云边一体化全景状态感知基础设施与分布式新能源协同调控系统，IoTDB 支持国网信通产业集团实现了端边云协同的电力各业务场景时序数据高效管理，并覆盖海量时序数据采集、缓存、汇聚、存储、计算、共享及可视化展现全流程。
4.2 各应用情况
4.2.3 实时量测数据中心
实时量测中心实现电力系统各环节遥测、遥信、辅控、设备状态、事件等采集数据的全面实时接入与数字系统计算推演，支撑物理电网实时状态的精准感知、及时反映、协同互动。因此，物联管理平台数据管理方案需要实现多场景数据的高吞吐写入、高可靠存储、低时延查询计算能力。
依托 IoTDB 对站、线、户、测点等不同单位进行海量数据接入、历史数据汇聚及实时数据服务，结合 Flink、Kafka、Spark 等组件实现数据计算推演和分析拟合，实时量测中心实现了在线汇聚 PB 级的全环节采集数据，保障亿级新增数据/天存储，千万/分钟批处理效率，实现高可靠、低时延实时数据管理。以南方某省为例，5000 万电力用户按 100 采集点采集不同种类的电气量数据，每 15 分钟产生的数据大约为 5 亿条，每天产生 500 亿条数据，批处理集群要求具备 3000 万每分钟的处理能力；遥信及事件类要求较高的实时性，时延需要在 30 秒以内，可靠性需达到 99.99% 以上。此项目数据管理需求可被 IoTDB 为核心的实时量测数据中心稳定、高效的达成。
5.未来展望
针对国网信通产业集团建设全量状态感知基础设施产品的目标，IoTDB 已协助在多个应用平台侧构建了高实时性、端边云协同的时序数据管理方案，并成功覆盖电力数据管理全流程，为电力数字空间提供稳定、高效的数据感知基础。未来，IoTDB 团队将和国网信通产业集团继续深度合作，针对国网信通产业集团不同项目、不同终端的客制化需求，落地支持更多场景的高性能、多功能的时序数据管理架构，共同赋智、赋能、赋值新型电力系统的构建。
