泛在電力物聯網在地級供電公司實踐的分析

國家電網公司2019年兩會提出建設“三型兩網”企業,即打造“三型”(樞紐型、平臺型、共享型)企業,建設運營好“兩網”(堅強智能電網、泛在電力物聯網)。首次將泛在電力物聯網與堅強智能電網放在同等重要的位置,彰顯了國家電網公司轉型改革的巨大決心。作為地級供電企業,一方面要合力促進國家電網公司整體轉型發展;另一方面立足本地,承擔社會責任,更好地服務地方經濟。

國家電網公司層面泛在電力物聯網建設的目標

國家電網公司對泛在電力物聯網定義為實時連接公司能源生產、傳輸、消費各環節設備、客戶、數據,全面承載電網運營、企業運營、客戶服務、新型業態等全業務的新一代信息通信系統,具有終端泛在接入、平臺開放共享、計算云霧協同、數據驅動業務、應用隨需定制等特征。泛在電力物聯網與智能電網深度融合,共同構成能源互聯網。

國家電網公司建設泛在電力物聯網的目的主要是充分應用大數據、云計算、物聯網、移動互聯網、人工智能及區塊鏈等現代信息通信技術,實現電力系統各個環節萬物互聯、人機交互,大力提升數據自動采集、自動獲取、靈活應用能力。

在電網內部業務方面,實現全業務數據的唯一數據源,各業務應用提取各自所需數據,實現各自流程,并實現共享共用。在外部業務方面,一頭鏈接用戶端,與智能用電實現動態互動,提升高水平的用電服務;另一頭鏈接發電端,與新能源發電、儲能等實現互動,提升電網受電穩定性。

地級供電公司信息化建設的現狀和形勢

國網衢州供電公司在采集終端方面,已接入智能電表等各類終端3000萬臺(套),采集終端400萬臺(套),日采集數據規模不斷增加,支撐了公司當前管理和運營。

在網絡傳輸方面,建設光纜線路近2000千米,建成骨干SDH傳輸網。數據網方面建設完成1000Mbps信息內外網、通信數據網、調度數據網。開展了230Mhz無線網的試點建設。

在基礎設施方面,擁有信息、通信、自動化及集體企業各類中小型機房(除供電所、營業所機房和配線機房)6個,機柜一共300余個。供電所、營業所機房全部滿足國網C類機房標準。

在業務應用方面,在調控、運檢、營銷等專業領域已開展大量物聯網技術應用,且取得一定成效,主要包括各類采集系統、在線監測等,對電網主營業務進行了有效支撐。在新興業務拓展方面,逐步探索綜合能源服務、車聯網等新興市場,取得有效進展。

目前,衢州供電公司作為在東部發達省份的欠發達地區,在電力信息化建設方面,面對新的社會和經濟形勢,主要存在以下幾方面的問題。

一是新能源發電特別是光伏發電的大量建設接入,對電網安全穩定運行造成影響。光伏發電受自然環境變化而變化,已有的運行實例已經表明其功率存在瞬時突變的可能。如長三角某地區光伏功率瞬時突變可以達到40~50萬千瓦,電壓、頻率等均存在失穩的隱患,容易引起區域性停電。

二是電力檢修、建設施工現場安全管理仍待提高。電力施工現場安全風險仍然較高,施工人員安全意識有待提高。電力安監稽查人員無法完全滿足稽查要求,存在稽查盲區,無法有效全面的對電力生產場所進行安全監管。

三是電網智能化水平有待提高。在大電網方面,經過近20年的信息化建設,電網智能化水平得到一定提高,電網監測數據、運行狀態及控制能力較為完備,但電網智能化程度不高,在大多數時候仍需要人工進行控制、指揮調度。在配網方面,監測水平和智能水平更為低下,配網自動化剛剛開展,未全面覆蓋。山區架空線路在特定自然環境下安全運行存在較大風險。

四是在智能用電方面進展緩慢。電力體制改革放開售電市場和增量配網業務,地級供電企業面臨市場化競爭壓力。智能用電設備與智能電網的良好互動尚未完全實現。

地級供電公司泛在電力物聯網建設的思考和建議

國家電網公司近10余年信息化建設一貫的原則就是統一協調、統一部署,信息化建設自上而下,各大業務應用和數據平臺采取大集中的方式。泛在電力物聯網規劃建設的大方向仍將延續這一特點,這是現代大型集團企業集中化管理的必由之路。但具體建設中又有所不同,總體來說,地級供電公司泛在電力物聯網建設思路可以概括為兩點:一是補強提升傳統業務;二是開拓創新新興業務。

從地市公司的自身特點來看,在傳統電網業務方面,仍將以國家電網集中化規劃建設為主導,輔以自身需求的小創新。但在新能源發電、智能用電市場、綜合能源服務等新興市場方面,地縣級供電公司是直面市場的排頭兵,是電網公司轉型改革的正面戰場,因此地級供電公司泛在電力物聯網建設重點在新能源發電、智能用電、能源服務等新興市場。

補強提升傳統業務

一是要實現電網狀態全感知。在發電、輸電、變電、配電及用電各個環節,針對現有的各類傳感系統進行補強,地理維度上的補強,即在中低壓配電網領域提升自動化、信息化和數字化水平。整合各類在線監測、監控等末端節點,形成規范的物聯網接入終端、網關及平臺。在地級供電企業層面,重點在輸電、配電等方面,充分利用視頻監控、傳感監測、AR互動及人工智能等技術做出探索。

二是要實現作業現場行為全管控。地級供電企業有著大量零散的施工現場,迫切通過物聯網等信息技術對電力施工、檢修現場進行管控。部署視頻監控、行為識別、在線監測、狀態感應等裝置,通過物聯網及互聯網連接傳送至云平臺后,利用人工智能分析,實現工作現場的環境、作業工藝、安全工器具、工作人員狀態等全面監控。

三是傳輸網絡再擴容。加強光纖骨干網的建設,升級傳輸網絡傳輸帶寬,拓展信息高速通道。開展電力無線專網及5G無線專網建設,作為光纖網絡的有益補充,彌補光纜無法覆蓋的區域。

開拓創新新興業務

一是針對電動汽車市場開展應用研究。目前,電動汽車與智能電網的結合研究尚未形成統一標準。在特定的城市,試點研究電動汽車與泛在電力物聯網的融合具有較好的前瞻意義。通過智能充電樁、無線網等方式對供電范圍內所有納入電動汽車智能物聯的客戶提供智能化服務,實現對電動汽車的車況、電池狀況等實時掌控。特別是針對電池進行智能保姆式管理,實現末端電網與智能電動汽車良好互動。

二是依托泛在電力物聯網,開展智能用電互動服務研究。研究智能控制終端,實時采集家庭屋頂光伏、電動汽車、智能電器等用電明細數據,監測用電設備狀態,實現與用電設備的雙向通信功能。通過家庭用電負荷智能分析,創新開展新型用電套餐化管理,提高電力市場占有率。開展家電領域智能用電設備的標準制定,依托智能電表打通智慧家庭的“最后一公里”。

三是通過泛在電力物聯網支撐綜合能源服務業務。綜合能源服務業務作為市場化的業務,其本質是為客戶創造最大的綜合能源價值。電網企業開展綜合能源服務面臨嚴峻的市場競爭壓力,需要發揮電網企業的自身優勢。充分利用泛在電力物聯網技術,體現電力物聯的需求。例如在電力市場價格波動和分布式光伏并網出力波動的情況下,通過對一部分負荷進行靈活調控,實現源網荷協調。這樣就需要實現AI智能全過程的云端分析決策、邊緣側測量和協調及用電端感知和控制,提供可控性更高、成本更低、質量更優的綜合能源服務,為客戶創造綜合能源價值。


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泛在電力物聯網在地級供電公司實踐的分析

發布時間:2019-05-15   來源:中國電力網

國家電網公司2019年兩會提出建設“三型兩網”企業,即打造“三型”(樞紐型、平臺型、共享型)企業,建設運營好“兩網”(堅強智能電網、泛在電力物聯網)。首次將泛在電力物聯網與堅強智能電網放在同等重要的位置,彰顯了國家電網公司轉型改革的巨大決心。作為地級供電企業,一方面要合力促進國家電網公司整體轉型發展;另一方面立足本地,承擔社會責任,更好地服務地方經濟。

國家電網公司層面泛在電力物聯網建設的目標

國家電網公司對泛在電力物聯網定義為實時連接公司能源生產、傳輸、消費各環節設備、客戶、數據,全面承載電網運營、企業運營、客戶服務、新型業態等全業務的新一代信息通信系統,具有終端泛在接入、平臺開放共享、計算云霧協同、數據驅動業務、應用隨需定制等特征。泛在電力物聯網與智能電網深度融合,共同構成能源互聯網。

國家電網公司建設泛在電力物聯網的目的主要是充分應用大數據、云計算、物聯網、移動互聯網、人工智能及區塊鏈等現代信息通信技術,實現電力系統各個環節萬物互聯、人機交互,大力提升數據自動采集、自動獲取、靈活應用能力。

在電網內部業務方面,實現全業務數據的唯一數據源,各業務應用提取各自所需數據,實現各自流程,并實現共享共用。在外部業務方面,一頭鏈接用戶端,與智能用電實現動態互動,提升高水平的用電服務;另一頭鏈接發電端,與新能源發電、儲能等實現互動,提升電網受電穩定性。

地級供電公司信息化建設的現狀和形勢

國網衢州供電公司在采集終端方面,已接入智能電表等各類終端3000萬臺(套),采集終端400萬臺(套),日采集數據規模不斷增加,支撐了公司當前管理和運營。

在網絡傳輸方面,建設光纜線路近2000千米,建成骨干SDH傳輸網。數據網方面建設完成1000Mbps信息內外網、通信數據網、調度數據網。開展了230Mhz無線網的試點建設。

在基礎設施方面,擁有信息、通信、自動化及集體企業各類中小型機房(除供電所、營業所機房和配線機房)6個,機柜一共300余個。供電所、營業所機房全部滿足國網C類機房標準。

在業務應用方面,在調控、運檢、營銷等專業領域已開展大量物聯網技術應用,且取得一定成效,主要包括各類采集系統、在線監測等,對電網主營業務進行了有效支撐。在新興業務拓展方面,逐步探索綜合能源服務、車聯網等新興市場,取得有效進展。

目前,衢州供電公司作為在東部發達省份的欠發達地區,在電力信息化建設方面,面對新的社會和經濟形勢,主要存在以下幾方面的問題。

一是新能源發電特別是光伏發電的大量建設接入,對電網安全穩定運行造成影響。光伏發電受自然環境變化而變化,已有的運行實例已經表明其功率存在瞬時突變的可能。如長三角某地區光伏功率瞬時突變可以達到40~50萬千瓦,電壓、頻率等均存在失穩的隱患,容易引起區域性停電。

二是電力檢修、建設施工現場安全管理仍待提高。電力施工現場安全風險仍然較高,施工人員安全意識有待提高。電力安監稽查人員無法完全滿足稽查要求,存在稽查盲區,無法有效全面的對電力生產場所進行安全監管。

三是電網智能化水平有待提高。在大電網方面,經過近20年的信息化建設,電網智能化水平得到一定提高,電網監測數據、運行狀態及控制能力較為完備,但電網智能化程度不高,在大多數時候仍需要人工進行控制、指揮調度。在配網方面,監測水平和智能水平更為低下,配網自動化剛剛開展,未全面覆蓋。山區架空線路在特定自然環境下安全運行存在較大風險。

四是在智能用電方面進展緩慢。電力體制改革放開售電市場和增量配網業務,地級供電企業面臨市場化競爭壓力。智能用電設備與智能電網的良好互動尚未完全實現。

地級供電公司泛在電力物聯網建設的思考和建議

國家電網公司近10余年信息化建設一貫的原則就是統一協調、統一部署,信息化建設自上而下,各大業務應用和數據平臺采取大集中的方式。泛在電力物聯網規劃建設的大方向仍將延續這一特點,這是現代大型集團企業集中化管理的必由之路。但具體建設中又有所不同,總體來說,地級供電公司泛在電力物聯網建設思路可以概括為兩點:一是補強提升傳統業務;二是開拓創新新興業務。

從地市公司的自身特點來看,在傳統電網業務方面,仍將以國家電網集中化規劃建設為主導,輔以自身需求的小創新。但在新能源發電、智能用電市場、綜合能源服務等新興市場方面,地縣級供電公司是直面市場的排頭兵,是電網公司轉型改革的正面戰場,因此地級供電公司泛在電力物聯網建設重點在新能源發電、智能用電、能源服務等新興市場。

補強提升傳統業務

一是要實現電網狀態全感知。在發電、輸電、變電、配電及用電各個環節,針對現有的各類傳感系統進行補強,地理維度上的補強,即在中低壓配電網領域提升自動化、信息化和數字化水平。整合各類在線監測、監控等末端節點,形成規范的物聯網接入終端、網關及平臺。在地級供電企業層面,重點在輸電、配電等方面,充分利用視頻監控、傳感監測、AR互動及人工智能等技術做出探索。

二是要實現作業現場行為全管控。地級供電企業有著大量零散的施工現場,迫切通過物聯網等信息技術對電力施工、檢修現場進行管控。部署視頻監控、行為識別、在線監測、狀態感應等裝置,通過物聯網及互聯網連接傳送至云平臺后,利用人工智能分析,實現工作現場的環境、作業工藝、安全工器具、工作人員狀態等全面監控。

三是傳輸網絡再擴容。加強光纖骨干網的建設,升級傳輸網絡傳輸帶寬,拓展信息高速通道。開展電力無線專網及5G無線專網建設,作為光纖網絡的有益補充,彌補光纜無法覆蓋的區域。

開拓創新新興業務

一是針對電動汽車市場開展應用研究。目前,電動汽車與智能電網的結合研究尚未形成統一標準。在特定的城市,試點研究電動汽車與泛在電力物聯網的融合具有較好的前瞻意義。通過智能充電樁、無線網等方式對供電范圍內所有納入電動汽車智能物聯的客戶提供智能化服務,實現對電動汽車的車況、電池狀況等實時掌控。特別是針對電池進行智能保姆式管理,實現末端電網與智能電動汽車良好互動。

二是依托泛在電力物聯網,開展智能用電互動服務研究。研究智能控制終端,實時采集家庭屋頂光伏、電動汽車、智能電器等用電明細數據,監測用電設備狀態,實現與用電設備的雙向通信功能。通過家庭用電負荷智能分析,創新開展新型用電套餐化管理,提高電力市場占有率。開展家電領域智能用電設備的標準制定,依托智能電表打通智慧家庭的“最后一公里”。

三是通過泛在電力物聯網支撐綜合能源服務業務。綜合能源服務業務作為市場化的業務,其本質是為客戶創造最大的綜合能源價值。電網企業開展綜合能源服務面臨嚴峻的市場競爭壓力,需要發揮電網企業的自身優勢。充分利用泛在電力物聯網技術,體現電力物聯的需求。例如在電力市場價格波動和分布式光伏并網出力波動的情況下,通過對一部分負荷進行靈活調控,實現源網荷協調。這樣就需要實現AI智能全過程的云端分析決策、邊緣側測量和協調及用電端感知和控制,提供可控性更高、成本更低、質量更優的綜合能源服務,為客戶創造綜合能源價值。




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