物聯(lián)網(wǎng)“滲入” 看電力物聯(lián)網(wǎng)如何玩轉(zhuǎn)智能電網(wǎng)

發(fā)布時間:2016-09-07   來源:國研中電EPTC微信公眾號

  物聯(lián)網(wǎng)對于電網(wǎng)來說,并非一個全新的事物,相關(guān)技術(shù)已經(jīng)“滲入”智能電網(wǎng)的各個環(huán)節(jié),被用于信息采集、狀態(tài)監(jiān)測、回饋控制等,從而全方位提高智能電網(wǎng)各環(huán)節(jié)的信息感知深度和廣度。2014年國家工信部網(wǎng)站發(fā)布了《工業(yè)和信息化部2014年物聯(lián)網(wǎng)工作要點》,從突破核心關(guān)鍵技術(shù)、推進應(yīng)用示范等多方面進行任務(wù)細分,并提出支持政策。這對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展無疑是利好消息,甚至可能成為促進智能電網(wǎng)發(fā)展的一道推力。

  配電網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)

  目前,南方電網(wǎng)公司已經(jīng)踏上了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的探索之路,物聯(lián)網(wǎng)成為了公司信息化規(guī)劃的重要組成部分。目前,已經(jīng)在小范圍對物聯(lián)網(wǎng)進行了試點研究和應(yīng)用,例如在智能小區(qū)用電管理方面,通過智能插座以及無線組網(wǎng)的方式對家庭用電設(shè)備用電情況進行統(tǒng)計,并實現(xiàn)對全屋家電的無線遙控;在高壓變電站,實現(xiàn)了無線自組網(wǎng)的變壓器溫度實時監(jiān)測,從而減少變壓器因溫度過高引起的故障;基于現(xiàn)實增強技術(shù)(AR)的現(xiàn)場作業(yè)管理,通過谷歌眼鏡實時進行設(shè)備識別和接收設(shè)備信息,同時支持遠程技術(shù)支援,從而方便班組檢修。同時,還嘗試將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與無線專網(wǎng)傳輸、大數(shù)據(jù)等技術(shù)結(jié)合,進一步實現(xiàn)電網(wǎng)精細化管理。

  電力物聯(lián)網(wǎng)可以提供對電網(wǎng)基礎(chǔ)運行業(yè)務(wù)和企業(yè)現(xiàn)代化運營模式的全方位支撐,重點圍繞電力物聯(lián)網(wǎng)感知層、網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層展開:感知層重點研究統(tǒng)一的信息模型,具體包括統(tǒng)一標識、統(tǒng)一語義、統(tǒng)一數(shù)據(jù)表達格式、安全防護等,形成相關(guān)標準規(guī)范,研發(fā)系列傳感器、傳感芯片、標準化通信模塊及信息格式轉(zhuǎn)換設(shè)備等。網(wǎng)絡(luò)層重點研究并制定統(tǒng)一通信規(guī)約,研發(fā)標準化通信芯片、無線通信裝置、骨干網(wǎng)通信裝置、標準化接入網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)管系統(tǒng)等,引入多種融合通信技術(shù),豐富通信手段,解決信息中遠距離可靠傳輸問題。應(yīng)用層重點研究基于SG-ERP架構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型,實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲管理及統(tǒng)一服務(wù),開發(fā)電力物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用平臺,為現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)及應(yīng)用服務(wù)提供支撐。

  電力物聯(lián)網(wǎng)特點

  首先,電力物聯(lián)網(wǎng)實際上是專用網(wǎng)。電力物聯(lián)網(wǎng)可用的基層網(wǎng)絡(luò)可以有很多種。根據(jù)應(yīng)用的需要可以是電力行業(yè)通信專網(wǎng),也可以是新建的專用于電力物聯(lián)網(wǎng)的通信網(wǎng),在應(yīng)急情況下就可以部分采用公眾通信網(wǎng)。原則上,電力物聯(lián)網(wǎng)只有電力系統(tǒng)才能連進去,電力物聯(lián)網(wǎng)的絕大多數(shù)信息流只能在電力系統(tǒng)內(nèi)部流動。其次,電力物聯(lián)網(wǎng)往往是受限網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)中有大量豐富多樣的應(yīng)用,電力系統(tǒng)不同的應(yīng)用對信息提出不同的需求。所以,電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用多樣性與承載平臺的通用性之間需要有應(yīng)用中間件來適配,進行數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)挖掘與決策支撐等智能信息處理。物聯(lián)網(wǎng)信息對于各種應(yīng)用是受限的。同時,電力物聯(lián)網(wǎng)具有嚴格的用戶身份識別、驗證、鑒權(quán)制度,不同用戶享受不同等級的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。所以電力物聯(lián)網(wǎng)也是用戶受限的。最后,電力物聯(lián)網(wǎng)具有高度的安全性和可靠性。由于電力物聯(lián)網(wǎng)直接支撐電網(wǎng)業(yè)務(wù),所以電力物聯(lián)網(wǎng)很大程度上影響著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。所以建設(shè)堅強智能電網(wǎng)必須要求電力物聯(lián)網(wǎng)具有極高的安全性和可靠性。

  國家電網(wǎng)公司對物聯(lián)網(wǎng)的研究應(yīng)用?;凇敖y(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一組織、統(tǒng)一實施”的原則以及SG-ERP總體架構(gòu),國家電網(wǎng)公司電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)集中了公司系統(tǒng)內(nèi)電力物聯(lián)網(wǎng)核心攻關(guān)團隊及優(yōu)勢資源,進行規(guī)劃研究、標準制定、產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品驗證,并通過建立應(yīng)用示范,逐步推廣物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,實現(xiàn)與智能電網(wǎng)的同步建設(shè)。

  電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

  利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以提高對配電線路等電網(wǎng)設(shè)備的感知能力,并很好的結(jié)合信息通信網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)聯(lián)合處理、數(shù)據(jù)傳輸、綜合判斷等功能,提高配電網(wǎng)的技術(shù)水平和智能化水平,配電線路狀態(tài)監(jiān)測是其重要應(yīng)用環(huán)節(jié)之一,主要包括氣象環(huán)境監(jiān)測、線路微風(fēng)震動等,這些都需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持,包括傳感器技術(shù)、智能分析和處理技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)及可靠通信技術(shù)。

  在配電系統(tǒng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可提高配電網(wǎng)設(shè)備的自動化和數(shù)字化水平、設(shè)備檢修水平及自動診斷水平,通過物聯(lián)網(wǎng)可對設(shè)備環(huán)境狀態(tài)信息、機械狀態(tài)信息、運行狀態(tài)信息進行實時監(jiān)測和預(yù)警診斷,提前做好故障預(yù)判、設(shè)備檢修等工作,由于各種原因,電力設(shè)備會發(fā)生發(fā)熱現(xiàn)象,設(shè)備各部位溫度表征設(shè)備運行是否處于正常運行狀態(tài)的一個重要參數(shù),采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可實現(xiàn)對設(shè)備溫度的實時監(jiān)控,同樣,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可用于電力桿塔或重要設(shè)施的全方位防護,通過在桿塔、配電線路或重要設(shè)備上部署各種智能傳感器和感知設(shè)備,組成多傳感器協(xié)同感知的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)目標識別、侵害行為的有效分類和區(qū)域定位,從而達到對配網(wǎng)設(shè)備全方位防護的目標。

  我國配電網(wǎng)環(huán)境多樣、復(fù)雜,自然環(huán)境、人為活動都會對配電網(wǎng)線路產(chǎn)生影響。物聯(lián)網(wǎng)在這方面的應(yīng)用主要包括:巡檢人員的定位、設(shè)備運行環(huán)境和狀態(tài)信息的感知、輔助狀態(tài)檢修和標準化作業(yè)指導(dǎo)等。

  電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

  電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將在智能電網(wǎng)的諸多環(huán)節(jié)廣泛應(yīng)用。有些物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用,有些還需要加大推廣應(yīng)用力度。

  配電環(huán)節(jié)是智能電網(wǎng)中一個極為重要的環(huán)節(jié),目前已經(jīng)開展了許多相關(guān)的工作。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以更好地實現(xiàn)這些高級應(yīng)用,提高輸電環(huán)節(jié)的智能化水平和可靠性程度。物聯(lián)網(wǎng)在輸電環(huán)節(jié)中可以實現(xiàn)具有較大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

  變電環(huán)節(jié)是智能電網(wǎng)中一個十分重要的環(huán)節(jié),目前已經(jīng)開展了許多相關(guān)的工作,主要是全面開展變電站綜合自動化建設(shè)。物聯(lián)網(wǎng)在配電網(wǎng)自動化方面的應(yīng)用主要集中在以下幾個方面:快速故障診斷、隔離和自動恢復(fù)供電、無功/電壓控制、配網(wǎng)潮流檢測分析計算等。

  電力設(shè)備的狀態(tài)檢修是工業(yè)化國家普遍推行的一種科學(xué)的設(shè)備檢修管理策略。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在配電網(wǎng)現(xiàn)場作業(yè)管理方面的應(yīng)用主要包括:身份識別、電子標簽與電子工作票、環(huán)境信息監(jiān)測、遠程監(jiān)控等。搭建配電網(wǎng)現(xiàn)場作業(yè)管理系統(tǒng),實現(xiàn)確認對象狀態(tài),匹配工作程序和記錄操作過程的功能,減少誤操作風(fēng)險和安全隱患,真正實現(xiàn)調(diào)度指揮中心與現(xiàn)場作業(yè)人員的實時互動。

  結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以研究不同類型風(fēng)電機組的穩(wěn)態(tài)特性和動態(tài)特性及其對電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性、暫態(tài)穩(wěn)定性的影響;提出風(fēng)電場接入電網(wǎng)的可靠性分析評估方法,建立可靠性模型,開發(fā)相應(yīng)的分析軟件。開發(fā)風(fēng)能實時監(jiān)測和風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng);建立風(fēng)電機組/風(fēng)電場并網(wǎng)測試體系;研究風(fēng)電場繼電保護技術(shù)及保護配置方案、定值整定;研究變流器、變槳控制、主控及風(fēng)電場綜合監(jiān)控技術(shù)、低電壓穿越技術(shù);開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的風(fēng)電運行、控制、保護等系統(tǒng),進行產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用。聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用有助于研究大規(guī)模核電、風(fēng)電和特高壓輸電對系統(tǒng)內(nèi)抽水蓄能容量規(guī)模的要求;研究“三華特高壓同步電網(wǎng)”中抽水蓄能電站的聯(lián)網(wǎng)效益,主要分析錯峰、調(diào)峰、水火互濟、跨流域補償、互為備用和調(diào)劑余缺的能力;研究大型抽水蓄能電站在智能電網(wǎng)功能定位,逐步實現(xiàn)調(diào)峰填谷、核蓄互助、風(fēng)蓄互補,開展大容量蓄能機組直接接入特高壓電網(wǎng)的研究、實現(xiàn)蓄能機組事故備用、潮流調(diào)整等功能擴展;研究抽水蓄能電站的智能調(diào)度運行控制技術(shù),依靠自主創(chuàng)新,開發(fā)研制抽水蓄能電站關(guān)鍵設(shè)備,包括計算機監(jiān)控、調(diào)速、勵磁、變頻器等,并投入示范應(yīng)用;初步研究蓄能機組跟蹤風(fēng)電功率變化的功率調(diào)節(jié)技術(shù),在風(fēng)蓄互補系統(tǒng)中發(fā)揮更大作用;制定滿足電力系統(tǒng)需求的蓄能機組機網(wǎng)協(xié)調(diào)和輔助服務(wù)等技術(shù)標準。深化抽水蓄能黑啟動功能研究,200MW及以上蓄能機組帶地區(qū)小負荷孤網(wǎng)運行可靠保證。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)同樣有助于開展鈉硫電池、液流電池、鋰離子電池的模塊成組、智能充放電、系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)研究;開展智能電網(wǎng)中儲能電源規(guī)劃設(shè)計和運行調(diào)度技術(shù)的研究;逐步開展儲能技術(shù)在智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、削峰填谷、間歇性能源柔性接入、提高供電可靠性和電能質(zhì)量、電動汽車能源供給、燃料電池以及家庭分散式儲能中的應(yīng)用研究和示范。加強大型壓縮空氣儲能等多種蓄能技術(shù)的研發(fā),在重大技術(shù)突破的基礎(chǔ)上開展試點應(yīng)用。

      關(guān)鍵詞: 物聯(lián)網(wǎng),智能電網(wǎng)

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