建設泛在電力物聯網的探索與實踐

發布日期: 2019-09-04 信息來源: 管理員

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今年以來,公司各單位認真貫徹落實“三型兩網、世界一流”戰略部署,積極推進泛在電力物聯網建設,不斷在大數據應用、智慧能源服務等方面創新實踐,取得了積極成效。

云主站,讓電網更高效更智能

  大數據正在改變傳統行業生態,電力行業也不例外。對電力數據的大規模采集和系統性分析,可以優化電力生產、傳輸、消費等各環節,實時監控電網運行,預判故障風險,優化運維搶修流程。

  然而,傳統運維模式下的智能電網配電自動化主站,僅能實現對輸變電設備本身的運維管理。隨著海量數據的接入,傳統的主站架構已經不能滿足電網安全可靠、靈活高效的更高要求。

  某種意義上說,移動互聯加速了大數據進程,而大數據又推動了云計算的發展。當與人們生活息息相關的配電網遇到“云”,會帶來哪些變化呢?

  5月28日,國網上海市電力公司建成國內首個配電物聯網云主站。這是應用物聯網技術對智能電網配電自動化主站的一次升級。

 

  “如果將配電物聯網比作人體的中樞神經系統,那配電物聯網云主站就是我們的大腦?!迸淶縹锪浦髡狙蟹⒏涸鶉順氯講┦克?。

  云化后的配電物聯網主站,接入了為上海居民和企業提供用電保障的17858座中低壓配電站、123989臺公變臺區、1065.3萬戶低壓客戶,還有各類分布式電源、充電樁等。它產生的數據不再限于輸電線路和變電站等電網設備,而是囊括各類智能終端的物聯感知數據。這些每秒以億為單位更新的感知數據,與檢修、營銷和調控專業相關系統的信息交互,實現全面匯集、分層處理。

  6月27日10時,上海浦東供電公司員工宮黛在辦公室的電腦上打開云主站,與此同時,同事唐力在豪園張江配電站用手持終端掃描配電變壓器、智能配變終端的設備標簽。5秒鐘后,宮黛在云主站看到唐力掃描的終端完成注冊與配置,關聯設備的相應信息也出現了。

  數據采集后,最重要的是分析。對電力數據深入分析應用,不僅能提高電網的運營效率和水平,更能與宏觀經濟、人民生活、社會保障、道路交通等信息融合,促進經濟社會發展。目前,云主站已經具備了物聯數據初級研判能力,可為配網運檢信息全過程管理提供切實可行的解決方案。

  目前,云主站已經具備基礎電氣數據采集、環境狀態采集、動態拓撲識別、低壓故障研判、電能質量監測、自動無功補償、停復電信息上報等功能。

  值得一提的是智能配變終端的即插即用功能。以中等大小的臺區為例,每個臺區有1000多個變量,以前的自動化控制系統需要為各項設備提前配置點表,記錄每個變量的使用情況,一名員工每天最多完成一兩個臺區的點表配置。而不同臺區的智能配變終端順序和內容不同,每個臺區都要單獨配置,并在現場接入時逐一調試、核對。智能配變終端即插即用,讓主站側不需要再配置點表,使設備接入時間從4小時縮短到5分鐘。

  應用邊緣計算,主動感知信息。5月30日18時,上海浦東古桐六村一臺戶外10千伏箱變低壓出線線路開關跳閘,18時01分,搶修人員賀永明的手機接到通知,18時27分,故障消除。

  故障發生時,安裝在箱變臺區側的智能配變終端記錄了這一跳閘事件,并實時上報至云主站系統。云主站系統第一時間將故障對應生成的搶修工單在線發給了搶修人員的手持終端。搶修人員接到工單后,根據故障臺區名和線路名稱找到故障點并處置。從發現跳閘到解決問題一共不到30分鐘,極大縮減了故障處理時間。這主要來自對故障信息的迅速掌握,依靠的是邊緣計算。因為靠近數據源,實時性好,響應快,安全性高,邊緣計算成為泛在電力物聯網感知層的核心技術。

  在泛在電力物聯網場景下,依靠電網中數量龐大的智能配變終端,通過云主站計算分析+本地邊緣計算結合的方式,可以組合分析“配變臺區-電纜箱-電表箱-低壓客戶”檢測數據,實現對故障區段、停電客戶的自動研判和快速定位,甚至可以組合分析各種設備狀態數據、環境監測數據以及客戶用電數據,實現配網故障提前預警。

  云主站建成的當天,同處一室的泛在電力物聯網智能感知裝置性能檢測系統轉入試運行模式。感知裝置性能檢測系統與配電物聯網云化主站的集成發展,將進一步助推配用電設備的廣泛連接交互、信息深度采集與數據融合分析。

  配電物聯網云主站的建設剛剛開始。隨著5G的商用,國網上海電力將依托5G應用平臺,積極推進智能分布式配電自動化、精準負荷控制、配網同步相量測量單元、分布式能源控制、用電信息采集、移動作業等5G創新應用研究及示范。

電力物聯網助天津華麗轉身

  8月14日,天津市政府與國家電網有限公司在津簽署的《加快實施“三型兩網” 建設“五個現代化天津” 推進京津冀協同發展戰略合作框架協議》,成為公司與地方政府簽署的第一份關于“三型兩網”建設的框架協議。

 

  建設智慧城市、打造能源革命先鋒城市是天津市的目標,也是一項復雜的系統工程。在公司“三型兩網、世界一流”戰略目標指引下,國網天津市電力公司以此為機遇,全力服務“五個現代化天津”建設,推進泛在電力物聯網建設,強健城市運行的神經系統,致力于城市的華麗轉身。

  入夜時分,海河兩岸五光十色的燈光將這座城市裝點得分外靚麗,一排排路燈默默守護著城市的夜晚。

  位于王串場一號路和華昌大街路口的一基路燈桿看似普通,卻有“眼”能看,開“口”會講。

  “您好!您已處于積水較深區域,前方水深25厘米,請您注意出行安全?!幣懷”┯杲盜俸?,當路人行走到低洼積水地段前,就會聽到頭頂上的路燈傳來這樣的提示音。

  原來,這基路燈桿安裝了一個智慧燈頭,集成了監控攝像頭和語音廣播功能,配合安裝在桿體中部的水位監測裝置,一旦積水深度超過設定值,監控攝像頭探測到有人進入低洼區域,就會向后臺發送告警,工作人員可通過廣播遠程提醒行人。

  監控攝像、水位傳感、語音廣播等設備智能聯動,使路燈成為智慧城市的“眼”和“嘴”,為百姓提供了更多的服務。

  泛在電力物聯網為智慧城市建設提供了無限可能。天津電科院計量中心技術人員劉浩宇正在實驗室應用新型智能電表,模擬檢測家用電器的分項用電能耗情況。國網天津電力依托天津重點實驗室中的高級量測試驗單元,圍繞泛在電力物聯網,研制出了首款具備智能負荷辨識功能的新一代智能電表。

  “這款新型智能電表在外觀上與常規電表無異。負荷辨識、狀態監測、停復電上報等三大功能通過??榛杓?,內嵌于電表基表之中,可快速便捷換裝,為客戶帶來安全高效的智慧用電體驗?!碧旖虻緦ぷ魅嗽苯檣芩?,通過采用“云端+邊緣計算”技術,這塊電表不僅能準確“識別”家用電器,還可實時采集家庭用電負荷種類及各種電器消耗分電量信息,通過精細化用電數據監測與能耗預警分析,為客戶找出家中高耗能電器,提供節能指導。

  目前,第一批新型智能電表已試點安裝在中新天津生態城人才公寓,表計新功能運行穩定。國網天津電力計劃在中新天津生態城選擇700戶居民客戶現場安裝應用,同時加快系統應用功能開發,最終構建居民側綜合能源服務解決方案,實現居民家庭負荷的精準采集與監測,為客戶提供節能診斷、用電安全隱患辨識、電器評價等智慧互動增值服務。

  除了面向居民客戶,新型智能電表在商業客戶層面也實現了成功應用。“近日,我們應用用電負荷智能感知技術,成功對一家跨國餐飲集團的餐廳開展了綜合用能計量與評價服務,并出具用電量監控分析、能耗對標等用能分析報告,實現商業客戶側能源的分級分類分項計量,為企業進一步節能降耗提供幫助?!碧旖虻緲圃杭屏恐行募際躒嗽倍昧?。

  囯網天津電力將面向更多大型連鎖餐飲、商業活動中心等商業客戶推廣新型智能電表,開展用能監測、行為分析、節能指導等用電服務,在客戶端直觀展示能源計量數據,實現數據變現,為更多企業開展節能工作提供數據分析支持。

讓萬物互聯,感受智慧能源新體驗

  “用電信息采集成功率99.3%,王畈村1號臺區線損出現異常波動……”8月20日,湖北孝感安陸市供電公司雷公供電所所長毛勇登錄“班組透視窗”管理平臺,僅用10分鐘,就得到了一份詳細的分析報告。平臺對30多套業務系統、140多項考核指標進行了自動查詢和智能分析,共監測到11個異動問題。雷公供電所所長程志兵根據這份分析報告,迅速擬出了當天的重點工作任務工單,并開展專項檢查。

  今年,國網湖北省電力有限公司整合各專業信息化系統,打通30多套關鍵業務系統間的信息壁壘,實現運行、檢修、營銷等跨專業數據融合,形成統一數據資產。在此基礎上,該公司為供電所提供了高效快捷的數字化管理平臺——“班組透視窗”。

 

  “班組透視窗”減輕了基層班組的供電服務壓力,提升了供電服務的響應速度。目前,湖北1049個基層供電所工作人員均能通過“班組透視窗”采集臺區集中器掉線、電流、電壓實時數據,主動監測和發現客戶側的用電異常和設備故障。

  配電自動化讓電網更智慧。配電網是連接主網、客戶及各類分布式交互終端的關鍵環節,也是泛在電力物聯網建設的主戰場。目前,國網湖北電力已在13個地市建成配電自動化主站,在武漢、鄂州、宜昌、咸寧、孝感、黃石等地開始實用化應用。今年上半年,該公司共開展??夭僮?27次,??爻曬β?9.75%。

  4月,為了深化泛在電力物聯網建設,國網湖北電力在鄂州設立配電物聯網示范區,從配電自動化全覆蓋建設、智能配變終端應用、配電電纜智能管理及供電服務指揮系統深化應用等方面開展試點。

  目前,鄂州供電公司已在主城區實現配電自動化全覆蓋。該公司配電網故障查找和處理時間大幅下降,倒閘操作時間由33分鐘縮短到1.5分鐘,故障隔離時間由57分鐘縮短到3分鐘以內,并創造了13秒內自動執行故障分析、隔離和負荷轉供全過程的紀錄。該公司運維投訴工單同比下降40%,配網供電可靠性提升至99.96%。

  按照國網湖北電力配電自動化建設應用三年目標,到2020年,全省城農網中壓配電線路配電自動化覆蓋將達到95%,實現配網主干線可觀、可測及故障定位和隔離,部分區域實現自愈。到2025年,國網湖北電力將建成具有一定自愈能力的配電網,實現架空網和地下電纜網故障自動隔離,自動恢復供電。

  10月,第七屆世界軍人運動會將在武漢舉行。國網湖北電力將借助這次保電契機,集成PMS2.0系統、電網地理信息系統平臺、供電服務指揮等業務系統,整合各類在線監測系統,構建以協同指揮、綜合展示、預警預控、智能交互、任務管控等功能為核心的智能保電指揮平臺。

  此外,國網湖北電力著力打造智慧能源服務示范項目,為長江岸電推廣、綜合能源服務提供可復制、可推廣的經驗。

  “用手機掃碼,就可以用上岸電了,全年可節約成本約10萬元?!?月25日,游輪“長江黃金3號”在宜昌秭歸港使用岸電時,電機員陳力說。岸電正受到越來越多船主的認可和歡迎。在長江三峽壩區綠色岸電試驗區,國網湖北電力大力推廣應用岸電云網平臺,拓展電力交易、大數據分析等增值業務,打造以岸電為基礎、全產業鏈的立體化服務生態圈。

  國網湖北電力為正在建設的鄂州機場航空都市區提供“互聯網+”智慧用能方案,構建以電為優先的清潔低碳能源消費體系。項目將建成全國第一個使用江水源熱泵的機??;打造“互聯網+”大數據平臺,實現整個機場能源系統智能化運營與管理,多能互補、高效利用。屆時,機場可再生能源利用率將達到16%,每年可節約用電約3366萬千瓦時,相當于減少化石能源消耗1萬噸。

  信息來源:黨組宣傳部,國網天津、上海、湖北電力,國家電網報社

 

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