千億數(shù)字新基建霎匈,如何打造智慧電網新未來铛嘱?

新基建的浪潮下袭厂,國家電網有了新的大動作嵌器。6月15日,國家電網在京舉行“數(shù)字新基建”重點建設任務發(fā)布會暨云簽約儀式蚓让,面向社會各界發(fā)布“數(shù)字新基建”十大重點任務历极,并與華為衷佃、阿里、騰訊锄列、百度等合作伙伴簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議惯悠。其2020年總體投資高達247億元,預計拉動社會投資約1000億元筒严。

電能的應用被成為能源領域的第三次重大革命鸭蛙,引導社會生產進入技術密集型時代筋岛,規(guī)娜颍化生產揩晴、批量化生產應運而生贪磺。過去幾十年寒锚,我國電力發(fā)展始終堅持“就地平衡”的原則,哪里有需求就在哪里建電廠刹前。因為東中部經濟發(fā)展速度較快泳赋,對電能需求較大,所以這些地區(qū)聚集了大量火電廠喇喉,環(huán)境污染非常嚴重祖今。經濟的高速發(fā)展需要消耗大量能源,作為快速發(fā)展中國家拣技,我國能源消費在世界排名第二千诬,導致我國絕大多數(shù)城市的大氣污染物排放已經達到了區(qū)域環(huán)境質量達標值允許的最大排放量。

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對于我國來說膏斤,調整能源結構徐绑、防控大氣污染已經迫在眉睫。電網數(shù)字化未來何在莫辨?如何打造智慧電網,推動電網數(shù)字化轉型升級沮榜?NewMedia新媒體聯(lián)盟創(chuàng)始人盘榨、移動互聯(lián)網趨勢觀察家、資深媒體人敞映、知名評論人较曼、新媒體營銷和品牌傳播專家袁國寶在其著作《新基建:數(shù)字經濟重構經濟增長新格局》一書中全面系統(tǒng)的解讀了目前我國電網數(shù)字化轉型的現(xiàn)狀,深度剖析了中國未來新一輪數(shù)字化轉型升級的內在邏輯與實現(xiàn)路徑振愿。本文內容摘自袁國寶《新基建:數(shù)字經濟重構經濟增長新格局》一書。

低壓用電信息采集

錢江世紀城地處杭州一環(huán)中心弛饭,與錢江新城擁江而立冕末,從灘涂變良田,從偏僻農村到國際化城區(qū)侣颂,錢江世紀城成為杭州蕭山建設的樣本工程档桃。夜晚走在公路上,一眼望去憔晒,映入眼前的是霓虹燈下的一派繁華藻肄,很難看到電線桿蔑舞、電線,以至于讓人忽略了其電力設施嘹屯。

但電無所不在攻询,原來,蕭山區(qū)供電公司積極打造智慧電網和泛在電力物聯(lián)網州弟。在地下钧栖,該公司利用縱橫交錯的電纜將變電站與開閉所連接起來,打造了一張四通八達的地下電網婆翔。依托該電網拯杠,蕭山區(qū)供電公司可為當?shù)貐^(qū)民與企業(yè)提供故障主動搶修、智慧用能建議等優(yōu)質用電服務啃奴。

在故障主動搶修方面潭陪,蕭山區(qū)供電公司安裝智能配變終端與低壓線路監(jiān)測終端,從而對配電關鍵節(jié)點用電量最蕾、電壓依溯、電流等數(shù)據(jù)進行匯總,實現(xiàn)開關站—配電線路—配電變壓器—低壓配電線路—用戶用電狀態(tài)的全流程用電監(jiān)測服務揖膜。

當電力設備出現(xiàn)故障時誓沸,智能配變終端借助邊緣計算技術,快速分析故障數(shù)據(jù)之后傳輸給云端主站進行綜合研判壹粟。這使電力工作人員在用戶報修前拜隧,就能精準掌握故障位置、原因等趁仙,并組織維修團隊實施主動搶修洪添,同時,系統(tǒng)主動向受影響的居民發(fā)送停電信息雀费,告知居民停電原因與預計恢復時間干奢。

在智慧用能建議方面,蕭山區(qū)供電公司借助智能配變終端盏袄,對家庭忿峻、企業(yè)等用戶用電行為進行分析,從而描繪立體化的用戶畫像辕羽,在此基礎上逛尚,便可以為用戶提供個性化的智慧用能建議。

比如當電動汽車在充電樁充電時刁愿,充電樁配備的低壓線路終端可實時監(jiān)測充電負荷绰寞、充電周期特性、充電狀態(tài)等,后臺工作人員可一鍵查看充電樁運行信息滤钱,根據(jù)用戶用電量觉壶、充電頻率等,完善配電網及充電樁件缸,引導用戶安全铜靶、有序充電,同時停团,該過程中節(jié)省下來的電力運維成本旷坦,可以用優(yōu)惠活動的形式反饋給用戶,從而實現(xiàn)價值共創(chuàng)佑稠。

智慧電網指的是電力傳輸網絡體系秒梅,也被稱為“電網2.0”,最大的特點就是“電力流”舌胶、“信息流”和“事務流”高度交融捆蜀,可以更好地檢測動力消耗,支撐負載平衡幔嫂,降低動力成本辆它,提高動力輸送及運用功率,減少故障發(fā)生概率履恩,縮短故障維修時間锰茉,提高整個電網的安全性、靈活性切心,讓電商與用戶實現(xiàn)雙向互動飒筑。

在智慧電網的建設過程中,對于電力用戶的用電信息采集系統(tǒng)的建設是非常關鍵的绽昏。通過建設好的用電信息采集系統(tǒng)协屡,可以及時、完整全谤、準確地掌握用戶用電信息肤晓。系統(tǒng)采集的用戶用電信息作為收費依據(jù),牽扯到千家萬戶的利益认然,系統(tǒng)的控制功能影響到用戶的停電补憾、送電。

低壓用電信息采集指的是對電力用戶的用電信息進行采集卷员、處理余蟹、監(jiān)控,借助5G(邊緣計算)技術子刮,實現(xiàn)用戶信息自動采集、用電分析與管理、計量異常監(jiān)測挺峡、相關信息發(fā)布葵孤、電能質量監(jiān)測、智能用戶設備信息交互橱赠、分布式電源監(jiān)控等功能尤仍。

目前,電力用戶用電信息采集的主要業(yè)務是計量狭姨、傳輸數(shù)據(jù)宰啦,包括終端上傳主站的狀態(tài)量采集類業(yè)務以及主站下發(fā)終端(下行方向)的常規(guī)總召命令,上行流量比較大饼拍、下行流量比較少赡模,現(xiàn)有通訊方式以230M、無線公網和光纖傳輸方式為主师抄,各類用戶終端使用集中器漓柑,主站由省公司集中部署。早期叨吮,信息采集每天會布置24個計量點辆布。目前,信息采集主要采用兩種茶鉴,一種是每個5分鐘采集一次锋玲,一種是每隔15分鐘采集一次,每天的0點是統(tǒng)一采集點涵叮。

未來惭蹂,隨著新業(yè)務不斷發(fā)展,用電信息數(shù)據(jù)需要實時上報围肥。同時剿干,隨著終端設備的數(shù)量不斷增多,用電信息采集將延伸到家庭穆刻,借助5G技術置尔,電力企業(yè)有望獲取所有用點終端的負荷信息,通過更精細化的方式實現(xiàn)供需平衡氢伟,實現(xiàn)錯峰用電榜轿。例如,目前朵锣,歐美等國正在實行價階梯報價機制谬盐,需要實時公示電價,讓用戶可以按需采購诚些。

智能配電自動化

從電流走向來看飞傀,電網主要包括發(fā)電皇型、輸電、變電砸烦、配電弃鸦、用電五個環(huán)節(jié)。通過對電力行業(yè)進行充分調研可以發(fā)現(xiàn)幢痘,電網對無線通信有著大量潛在需求唬格。在未來的智慧電網中,5G有四大應用場景颜说,分別是智能分布式配電自動化购岗、毫秒級精準負荷控制、低壓用電信息采集门粪、分布式電源喊积。

配電自動化是一個綜合信息管理系統(tǒng),融合了計算機技術庄拇、數(shù)據(jù)傳輸注服、控制技術、現(xiàn)代化設備及管理等諸多技術與設備措近,具有諸多優(yōu)點溶弟,比如提高供電系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性瞭郑,使電能質量更高辜御,提高用戶服務質量,降低運行費用屈张,減輕勞動強度擒权。具體來看,配電自動化的發(fā)展主要經歷了三個階段:

l?第一階段:這個階段是基于自動化開關設備相互配合的配電自動化階段阁谆,這個階段使用的設備主要包括重合器與分段器等碳抄,無需建設通信網絡與計算機系統(tǒng)。一旦電力系統(tǒng)發(fā)生故障场绿,就能立即通過自動化開關設備的相互配合對故障進行隔離剖效,恢復供電。但從整體來看焰盗,這一階段的配電自動化系統(tǒng)主要局限于自動重合器與備用電源自動投入裝置璧尸,自動化程度較低。但目前熬拒,在配電自動化領域爷光,這些系統(tǒng)仍在大范圍應用。

l?第二階段:這個階段的配電自動化系統(tǒng)是以通信網絡澎粟、饋線終端單元蛀序、后臺計算機網絡為基礎構建起來的欢瞪,既能保證配電網絡正常運行,又能對配電網的運行狀況進行監(jiān)控哼拔,還能改變配電網的運行方式引有,及時察覺配電網故障。一旦電網發(fā)生故障倦逐,調度員就能通過遙控將故障區(qū)域隔離開來,恢復供電宫补。

l?第三階段:隨著計算機技術不斷發(fā)展檬姥,在第二階段配電自動化系統(tǒng)的基礎上,通過增添自動控制功能形成了配電自動化系統(tǒng)粉怕。這個配電自動化系統(tǒng)由兩大系統(tǒng)組成健民,一是集配電網SCADA系統(tǒng)、配電地理信息系統(tǒng)贫贝、需方管理秉犹、調度員仿真調度、故障呼叫服務系統(tǒng)和工作管理等于一體的綜合自動化系統(tǒng)稚晚,二是集變電所自動化崇堵、饋線分段開關測控、電容器組調節(jié)控制客燕、用戶負荷控制和遠方抄表等系統(tǒng)于一體的配電網管理系統(tǒng)鸳劳,功能有140多種。目前也搓,配電自動化系統(tǒng)就是根據(jù)這個目標建設起來的赏廓。

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目前,最主流的方案就是集中式配電自動化方案傍妒,在這個方案中幔摸,通信系統(tǒng)的主要功能是傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務,包括終端上傳主站的遙測颤练、遙信信息采集既忆、主站下發(fā)終端的常規(guī)總召、線路故障定位隔離昔案、恢復時的遙控命令等尿贫,上行流量比較大,下行流量比較小踏揣,主站集中部署在各個地市庆亡。

精準負荷控制

電力負荷控制系統(tǒng)是一個集現(xiàn)代化管理、計算機應用捞稿、自動控制又谋、信息等多學科技術為一體拼缝,實現(xiàn)電力營銷監(jiān)控、電力營銷管理彰亥、營業(yè)抄收咧七、數(shù)據(jù)采集和網絡連接等多種功能的一個完整的系統(tǒng)。一旦電網發(fā)生故障任斋,負荷控制就會通過穩(wěn)控系統(tǒng)切除負荷继阻,保證電網可以維持穩(wěn)定運行。同時废酷,負荷控制會通過第三道防線的頻低壓減載裝置負荷減載瘟檩,防止電網崩潰。通過穩(wěn)控裝置集中切負荷會產生非常大的社會影響澈蟆,同時蕉饼,電網第三道防線措施也會導致用電負荷產生更大面積的損失擂橘。

目前绍豁,在特高壓交直流電網建設過渡階段掌眠,保證電網安全的重要措施依然是安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)建設。為保證直流故障后電網依然能穩(wěn)定運行寥闪,電力企業(yè)一般會使用多直流提升太惠、抽蓄電站切泵等方式來平衡電網功率缺損。但如果直流電網發(fā)生嚴重故障橙垢,這種方式很難阻滯電網頻率跌落垛叨,仍需緊急切負荷。

而采用基于穩(wěn)控技術的精準負荷控制系統(tǒng)柜某,以生產企業(yè)內部的可中斷負荷為控制對象嗽元,既能應對一些緊急情況,還能將社會影響喂击、經濟損失降到最低剂癌。所以,從目前的情況來看翰绊,基于穩(wěn)控技術的精準負荷控制系統(tǒng)是負荷控制系統(tǒng)的一大創(chuàng)新佩谷。

傳統(tǒng)配電網絡因為缺少通信網絡的支持,切除負荷的方式非常直接——切除整條配電線路监嗜。如果立足于業(yè)務影響谐檀、用戶體驗,電力企業(yè)一定希望盡可能減少對用戶的影響裁奇,希望可以對配電網絡進行精準控制桐猬,優(yōu)先切斷可以中斷的非重要負荷,例如電動汽車充電樁刽肠、工廠內部非連續(xù)生產的電源等溃肪,將對重要用戶的影響降到最小免胃。


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