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行業(yè)動態(tài)

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服務(wù)社會經(jīng)濟(jì)、保障改善民生、振興國家工業(yè)。

面向電力用戶的配電網(wǎng)將轉(zhuǎn)型升級 支撐能源互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展

發(fā)布時間:2020-10-14    瀏覽次數(shù):1539

        當(dāng)前,能源革命和數(shù)字革命正在深度融合。從技術(shù)特征和功能形態(tài)上看,作為能源革命中心環(huán)節(jié)的電網(wǎng)正向能源互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)。
        今年,國家電網(wǎng)有限公司提出建設(shè)具有中國特色國際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)。直接面向電力用戶的配電網(wǎng)也將轉(zhuǎn)型升級。將配電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)深度融合,構(gòu)建配電物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系,可滿足用戶多元化用能服務(wù)需求,支撐能源互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展。
        引入新技術(shù)新理念,推動傳統(tǒng)配電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)
        作為電網(wǎng)的重要組成部分,配電網(wǎng)直接面向電力用戶,與生產(chǎn)生活息息相關(guān),是保障和改善民生的重要基礎(chǔ)設(shè)施,也是用戶對電網(wǎng)服務(wù)感受和體驗的最直觀對象。
        推動傳統(tǒng)配電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn),機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。
        一是社會需求不斷變化。分布式電源、儲能、微電網(wǎng)、新能源汽車、新型交互式用能等設(shè)備大規(guī)模接入配電網(wǎng),用戶深度參與互動。用戶對電力的依賴程度越來越高,多元化用能服務(wù)需求也在快速增長。配電網(wǎng)需具備對外開放共享合作、整合社會資源、拓展新興業(yè)務(wù)的能力,以帶動產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,助力打造能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。
        二是行業(yè)痛點、難點問題亟待解決。配電網(wǎng)設(shè)備規(guī)模總量大、發(fā)展速度快,目前量測覆蓋率不足、設(shè)施設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化程度不高,配電網(wǎng)一線運維管理人力資源與配電網(wǎng)增長規(guī)模不匹配。現(xiàn)有的監(jiān)測管控手段和資源配置能力不足,無法滿足中低壓配電網(wǎng)精益化管理要求和快速變化的業(yè)務(wù)服務(wù)需求。
        基于上述兩點,配電網(wǎng)需引入“大云物移智”等新技術(shù)和新理念,構(gòu)建以配電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)深度融合為導(dǎo)向的配電物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新技術(shù)體系與靈活業(yè)務(wù)架構(gòu),實現(xiàn)配電網(wǎng)的全面感知、數(shù)據(jù)融合和智能應(yīng)用,從本質(zhì)上推動配電環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)模式、服務(wù)模式和管理模式不斷創(chuàng)新,全力支撐能源互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展。
        創(chuàng)新打造“云、管、邊、端”配電物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)
        遵循公司能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)布局與智能物聯(lián)體系技術(shù)架構(gòu),可創(chuàng)新打造“云、管、邊、端”配電物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
        ●“云”層。重點攻關(guān)“云”層微服務(wù)架構(gòu)技術(shù)、海量終端接入技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、人工智能分析技術(shù)等,實現(xiàn)海量終端連接、系統(tǒng)靈活部署、彈性伸縮、應(yīng)用和數(shù)據(jù)解耦、應(yīng)用快速上線,滿足業(yè)務(wù)需求快速響應(yīng)、應(yīng)用彈性擴(kuò)展、資源動態(tài)分配、系統(tǒng)集約化運維等要求,實現(xiàn)業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)解耦、資源高效配置,以及數(shù)據(jù)對多業(yè)務(wù)系統(tǒng)的共享。
        ●“管”層。應(yīng)用電力自動化系統(tǒng)IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)、IEC通用信息模型(CIM)和物聯(lián)網(wǎng)信息模型,重點攻關(guān)物聯(lián)信息模型融合擴(kuò)展技術(shù)、“邊云”和“邊端”通信網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)、5G網(wǎng)絡(luò)在配電物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù),實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)自組網(wǎng)、設(shè)備自發(fā)現(xiàn)自注冊、資源自描述,支撐邊端設(shè)備即插即用,滿足配電業(yè)務(wù)處理實時性和帶寬需求。
        ●“邊”層。重點攻關(guān)多核、多容器的終端通用軟件平臺技術(shù)、多源數(shù)據(jù)處理與融合技術(shù)、應(yīng)用程序(APP)信息交互技術(shù)、人工智能技術(shù),采用“硬件平臺化+業(yè)務(wù)軟件APP化”的技術(shù)架構(gòu),提高業(yè)務(wù)處理的實時性,減輕云平臺的通信和計算壓力;應(yīng)用軟件定義終端,實現(xiàn)電力系統(tǒng)生產(chǎn)業(yè)務(wù)和服務(wù)應(yīng)用功能的靈活部署。
        ●“端”層。重點研究設(shè)備自描述、自發(fā)現(xiàn)、自注冊技術(shù),通過與“邊”和“云”的配合,采用“輕量級物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)+設(shè)備業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件”的技術(shù)架構(gòu),采集配電網(wǎng)運行狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境狀態(tài)及其他輔助信息等基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并執(zhí)行決策命令或就地控制,同時完成與用戶的友好互動,有效滿足電網(wǎng)生產(chǎn)和服務(wù)用戶的需求。
        對內(nèi)提供數(shù)據(jù)支撐和平臺化服務(wù),對外滿足用戶多元化需求
        配電物聯(lián)網(wǎng)將全面構(gòu)建配電臺區(qū)及低壓配電網(wǎng)的能源自治生態(tài)體系,可實現(xiàn)臺區(qū)能源自治與電能質(zhì)量優(yōu)化、線損實時分析與區(qū)域綜合降損、新能源靈活消納與運行智能控制等,對內(nèi)提供數(shù)據(jù)支撐和平臺化服務(wù),對外滿足用戶多元化需求。
        臺區(qū)能源自治與電能質(zhì)量優(yōu)化。配電物聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮智能配變終端邊緣計算優(yōu)勢和就地管控能力,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)換相開關(guān)、智能電容器等設(shè)備,治理電網(wǎng)的三相不平衡、無功、諧波等電能質(zhì)量問題;在云平臺分析所有臺區(qū)歷史數(shù)據(jù)和區(qū)域特性等數(shù)據(jù),優(yōu)化區(qū)域電能質(zhì)量智能調(diào)節(jié)策略,滿足用戶高質(zhì)量用電需求。
        線損實時分析與區(qū)域綜合降損。配電物聯(lián)網(wǎng)通過智能設(shè)備升級和有效覆蓋,就地集成臺區(qū)總表、用戶電表等采集感知設(shè)備信息,可實時獲取電壓、電流、有功等關(guān)鍵數(shù)據(jù),利用邊緣計算就地開展臺區(qū)線損統(tǒng)計分析,及時上送異常等各類情況至云端后臺,實時監(jiān)管中低壓線損情況,有效支撐線損治理、竊電核查等工作開展。
        停電準(zhǔn)確定位與精準(zhǔn)透明發(fā)布。利用各類智能終端和邊緣計算技術(shù),為用戶提供末端配網(wǎng)事件處理服務(wù),監(jiān)測并主動發(fā)現(xiàn)用電異常情況,制訂解決方案并提供處理服務(wù)。結(jié)合智能感知的停復(fù)電事件,云端自動識別停電影響范圍及重要敏感用戶,自動生成結(jié)構(gòu)化停電信息,并通過短信或微信點對點精準(zhǔn)推送信息至用戶,全面提升用電體驗和互動感知能力。
        新能源靈活消納與運行智能控制。配電物聯(lián)網(wǎng)可滿足光伏發(fā)電等新能源大量、快速、安全接入需求,協(xié)助用戶管理電源,優(yōu)化設(shè)備工作性能,形成符合用戶用能方式的新能源工作策略;實現(xiàn)配網(wǎng)雙向潮流有序化,完成諧波治理及對系統(tǒng)運行方式的靈活調(diào)節(jié),依據(jù)云端分析,采用典型控制策略實時控制電源輸出功率,并監(jiān)視、削減諧波影響;有效配合配網(wǎng)故障處理和日常檢修,構(gòu)建適應(yīng)高新能源滲透率的配網(wǎng)中、低壓物聯(lián)系統(tǒng)。
        新能源汽車有序充電與充電樁布點優(yōu)化。根據(jù)邊緣計算節(jié)點的日負(fù)荷預(yù)測信息、當(dāng)前區(qū)域用電信息和用戶充電信息,配電物聯(lián)網(wǎng)可實時擬合當(dāng)天區(qū)域充電曲線,預(yù)測用戶充電情況,向用戶反饋充電完成情況;根據(jù)分時電價、用戶申請充電模式和預(yù)測負(fù)荷曲線,提供多種優(yōu)化充電策略,引導(dǎo)用戶選擇適當(dāng)充電方式,實現(xiàn)充電效益最大化,滿足電網(wǎng)削峰填谷要求,并為后續(xù)充電樁布點優(yōu)化提供支撐。
        配電物聯(lián)網(wǎng)對內(nèi)可為電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)、生產(chǎn)運行、電力營銷、企業(yè)管理、供電服務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐和平臺化服務(wù),對外可為電力用戶、分布式能源、新能源汽車、政府及社會提供數(shù)據(jù)共享和增值服務(wù)。以建設(shè)配電物聯(lián)網(wǎng)感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、應(yīng)用層為核心,配電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的深度融合將提升供電服務(wù)能力、企業(yè)精益管理能力、配電網(wǎng)源網(wǎng)荷儲協(xié)同發(fā)展能力、新業(yè)務(wù)發(fā)展支撐能力,支撐配電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)邁進(jìn),推動配電領(lǐng)域業(yè)務(wù)與技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
(作者單位:中國電力科學(xué)研究院有限公司)
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