前言

电力物联网是应用于电网的工业级物联网，通过建设电力物联网，可以快速提升电网的感知、互动与调节能力，从而保障电力系统“发、输、变、配、用” 五大环节的安全、稳定、高效、持续运行，同时充分利用“大、云、物、移、智” 等现代信息技术和先进通信技术，可以提高电力系统的智能化水平，推动能源互联网建设，真正实现电力行业的可持续发展。

我国物联网技术经过数十年的探索与实践，在智能电网中的应用从理论到实践都已经比较成熟。近几年来，国家电网有限公司 （以下简称国家电网）“三朵云”、230 MHz电力无线专网的建设以及“三型两网、世界一流” 战略目标的提出，展现出电力物联网巨大的应用潜力。随着配电自动化和智能电表覆盖率的大幅提升，我国将初步建成安全可靠、开放兼容、双向互动、高效经济、清洁环保的智能电网体系。同时，国家电网已接入智能电表等各类终端5. 4亿余台，采集数据日增量超过60TB，并大力推进配网自动化和设备精益管理系统的部署，实现主配网设备动态感知和智能处理。

目前，国家电网和中国南方电网有限责任公司 （以下简称中国南方电网）已相继提出数字化转型战略，通过电力网络与通信网络的深度耦合，构建万物互联、人机交互的电力物联网，实现电力系统运行状态全面感知和数据信息的高速传递，保障电网的安全稳定运行，建立标准化、智能化、规范化的电力系统，为电力企业创造新的经济增长点。无线通信技术以及信息安全技术的发展是高效、可靠实现电力物联网海量终端接入，大带宽、高速率数据传输，以及高可靠、低时延控制数据传输的前提，也是电力物联网的支柱部分。可以预见，未来我国电力物联网将进入快速发展阶段，电力物联网体系日益庞大、终端数量大幅提高、业务类型多样化、通信需求爆发式增长，其对时延、传输可靠性和数据处理能力等指标也会提出更高的要求。

本书试图深入、全面地介绍电力物联网通信与信息安全技术。全书共分为6章，包括电力物联网概述、电力物联网关键通信技术、电力物联网可靠性保障与安全监测、5G赋能电力物联网——通信技术应用与解决方案、电力物联网安全访问技术、电力物联网工程应用实例。第1章介绍电力物联网的发展背景、建设电力物联网的意义、典型业务场景分析、面临的新形势与新挑战，以及5G与电力物联网的融合。第2章介绍电力物联网关键通信技术，包括网络功能虚拟化、软件定义网络、网络切片等，并阐述了这些通信技术在电力物联网中的具体应用。第3章介绍电力物联网中存在的安全隐患，并介绍如何从提升协议可靠性与安全监测两方面增强电网的可靠性。第4章介绍5G通信技术在电力物联网的应用与解决方案，包括大规模天线、智慧能源管理网络切片、高可靠低时延通信、跨层资源分配优化、边缘协同、电力空地信息网络、电动汽车充放电调度等。第5章介绍电力物联网安全访问技术，包括国内外研究现状、基于模糊身份加密的安全访问机制和安全服务度量与发现。第6章结合电力物联网的建设和研究经验，介绍智能变电站二次设备在线监测技术、智能变电站交换机测试方法及在线监测、基于5G的电力物联网信息采集装置的应用实例。

本书是华北电力大学电气与电子工程学院和上海交通大学网络空间安全学院在教学科研工作中对电力物联网领域无线通信技术与信息安全技术的总结。本书的工作分工如下：周振宇负责全书统筹以及第1章、第2章、第4章、第6章部分内容撰写工作；伍军负责第3章及第5章的撰写工作；廖海君承担第1章、第2章、第4章及第6章部分内容撰写工作。在撰写过程中，研究生于海军、王曌、陈心怡、潘超、陈亚鹏、杨秀敏、贾泽晗、刘晨、张浩、王雅倩、苏晓宇、田歌星、衣鹏、张翔、蔡骥然、杨林满等协助整理了文字、图表、公式等素材，在此表示衷心的感谢！

近年来我国电力物联网的建设发展迅速，目前其涉及的理论知识与工程技术均不可胜数，由于编者水平有限，更兼时间和精力有限，书中难免存在不妥或疏漏之处，恳请读者批评指正。

编者