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云主站,讓電網更高效更智能

作者:中國儲能網新聞中心 來源:國家電網報 發布時間:2019-08-07 瀏覽:
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電力數據無處不在。給手機充電這個簡單的動作,就會產生用電量、充電時長等數據。分析這些數據,可以為人們的用電行為精準“畫像”,量身設計用能方案,也可幫助電網側合理平衡負荷峰值。

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。

年初,國家電網有限公司全面部署泛在電力物聯網建設。這為電網運行更安全、管理更精益、投資更精準、服務更優質開辟了一條新路,也可以充分發揮電網獨特優勢,開拓數字經濟藍海市場。

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?

海量數據采集 一鍵分析處理

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。”配電物聯網云主站研發負責人陳冉博士說。

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。

而之前,完成設備臺賬錄入、發布及關聯至少需要三個工作日,且存在錄入錯誤、關聯關系紊亂等業務風險。

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。

目前,智能配變終端即插即用正在上海張江園區、中國國際進口博覽會等區域開展試點應用,預計年內在上海推廣。

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。

兩年前,客戶發覺故障后報修,運維搶修指揮人員再安排搶修隊伍前往處置,至少需要1個小時。“設備量大、面廣、單點設備信息少,在傳統技術環境下,中低壓配電網側的故障自動監測和處理效率難以滿足實際需要。”國網上海電力設備部配電處處長紀坤華說。

時間明顯節省,主要來自對故障信息的迅速掌握。這種終端側的及時高效處理就是邊緣計算。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。云主站的優勢之一就是對邊緣計算的兼容。

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。

在客戶側,云主站對電動汽車充電負荷及電動汽車客戶的用車行為、停車行為、充電時間、充電方式、車型種類等多種因素進行分析,讓電動汽車有序充電,既能為客戶節約能效,又能讓電網運行更加有效率。這樣的應用還有很多,未來,云主站可以滿足削峰填谷、需求側響應、新能源消納、定制化電力等多種需求。

應用了云主站的上海張江科學城泛在電力物聯網示范區正在建設中。根據規劃,建成后,示范區內的可再生能源占比由43%提升至50%,單位產值能耗從0.27噸/萬元下降至0.2噸/萬元,能源利用效率從47%提升至51%,電能在能源消費中的占比從75%上升至80%。

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。

關鍵字:泛在電力物聯網

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