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            面向電力用戶的配電網將轉型升級 支撐能源互聯網快速發展

            作者:國家電網報   發布日期:2020-10-14 14:00   來源:國家電網報   

             當前,能源革命和數字革命正在深度融合。從技術特征和功能形態上看,作為能源革命中心環節的電網正向能源互聯網演進。


             今年,國家電網有限公司提出建設具有中國特色國際領先的能源互聯網企業戰略目標。直接面向電力用戶的配電網也將轉型升級。將配電網與物聯網深度融合,構建配電物聯網技術體系,可滿足用戶多元化用能服務需求,支撐能源互聯網快速發展。


             引入新技術新理念,推動傳統配電網向能源互聯網演進


             作為電網的重要組成部分,配電網直接面向電力用戶,與生產生活息息相關,是保障和改善民生的重要基礎設施,也是用戶對電網服務感受和體驗的最直觀對象。


             推動傳統配電網向能源互聯網演進,機遇與挑戰并存。


             一是社會需求不斷變化。分布式電源、儲能、微電網、新能源汽車、新型交互式用能等設備大規模接入配電網,用戶深度參與互動。用戶對電力的依賴程度越來越高,多元化用能服務需求也在快速增長。配電網需具備對外開放共享合作、整合社會資源、拓展新興業務的能力,以帶動產業鏈發展,助力打造能源互聯網產業生態圈。


             二是行業痛點、難點問題亟待解決。配電網設備規模總量大、發展速度快,目前量測覆蓋率不足、設施設備標準化程度不高,配電網一線運維管理人力資源與配電網增長規模不匹配。現有的監測管控手段和資源配置能力不足,無法滿足中低壓配電網精益化管理要求和快速變化的業務服務需求。


             基于上述兩點,配電網需引入“大云物移智”等新技術和新理念,構建以配電網、物聯網深度融合為導向的配電物聯網創新技術體系與靈活業務架構,實現配電網的全面感知、數據融合和智能應用,從本質上推動配電環節業務模式、服務模式和管理模式不斷創新,全力支撐能源互聯網快速發展。


             創新打造“云、管、邊、端”配電物聯網系統


             遵循公司能源互聯網建設布局與智能物聯體系技術架構,可創新打造“云、管、邊、端”配電物聯網系統。


             ●“云”層。重點攻關“云”層微服務架構技術、海量終端接入技術、大數據分析技術、人工智能分析技術等,實現海量終端連接、系統靈活部署、彈性伸縮、應用和數據解耦、應用快速上線,滿足業務需求快速響應、應用彈性擴展、資源動態分配、系統集約化運維等要求,實現業務與數據解耦、資源高效配置,以及數據對多業務系統的共享。


             ●“管”層。應用電力自動化系統IEC 61850標準、IEC通用信息模型(CIM)和物聯網信息模型,重點攻關物聯信息模型融合擴展技術、“邊云”和“邊端”通信網絡管理技術、5G網絡在配電物聯網應用技術,實現通信網絡自組網、設備自發現自注冊、資源自描述,支撐邊端設備即插即用,滿足配電業務處理實時性和帶寬需求。


             ●“邊”層。重點攻關多核、多容器的終端通用軟件平臺技術、多源數據處理與融合技術、應用程序(APP)信息交互技術、人工智能技術,采用“硬件平臺化+業務軟件APP化”的技術架構,提高業務處理的實時性,減輕云平臺的通信和計算壓力;應用軟件定義終端,實現電力系統生產業務和服務應用功能的靈活部署。


             ●“端”層。重點研究設備自描述、自發現、自注冊技術,通過與“邊”和“云”的配合,采用“輕量級物聯網操作系統+設備業務應用軟件”的技術架構,采集配電網運行狀態、設備狀態、環境狀態及其他輔助信息等基礎數據,并執行決策命令或就地控制,同時完成與用戶的友好互動,有效滿足電網生產和服務用戶的需求。


             對內提供數據支撐和平臺化服務,對外滿足用戶多元化需求


             配電物聯網將全面構建配電臺區及低壓配電網的能源自治生態體系,可實現臺區能源自治與電能質量優化、線損實時分析與區域綜合降損、新能源靈活消納與運行智能控制等,對內提供數據支撐和平臺化服務,對外滿足用戶多元化需求。


             臺區能源自治與電能質量優化。配電物聯網發揮智能配變終端邊緣計算優勢和就地管控能力,統籌協調換相開關、智能電容器等設備,治理電網的三相不平衡、無功、諧波等電能質量問題;在云平臺分析所有臺區歷史數據和區域特性等數據,優化區域電能質量智能調節策略,滿足用戶高質量用電需求。


             線損實時分析與區域綜合降損。配電物聯網通過智能設備升級和有效覆蓋,就地集成臺區總表、用戶電表等采集感知設備信息,可實時獲取電壓、電流、有功等關鍵數據,利用邊緣計算就地開展臺區線損統計分析,及時上送異常等各類情況至云端后臺,實時監管中低壓線損情況,有效支撐線損治理、竊電核查等工作開展。


             停電準確定位與精準透明發布。利用各類智能終端和邊緣計算技術,為用戶提供末端配網事件處理服務,監測并主動發現用電異常情況,制訂解決方案并提供處理服務。結合智能感知的停復電事件,云端自動識別停電影響范圍及重要敏感用戶,自動生成結構化停電信息,并通過短信或微信點對點精準推送信息至用戶,全面提升用電體驗和互動感知能力。


             新能源靈活消納與運行智能控制。配電物聯網可滿足光伏發電等新能源大量、快速、安全接入需求,協助用戶管理電源,優化設備工作性能,形成符合用戶用能方式的新能源工作策略;實現配網雙向潮流有序化,完成諧波治理及對系統運行方式的靈活調節,依據云端分析,采用典型控制策略實時控制電源輸出功率,并監視、削減諧波影響;有效配合配網故障處理和日常檢修,構建適應高新能源滲透率的配網中、低壓物聯系統。


             新能源汽車有序充電與充電樁布點優化。根據邊緣計算節點的日負荷預測信息、當前區域用電信息和用戶充電信息,配電物聯網可實時擬合當天區域充電曲線,預測用戶充電情況,向用戶反饋充電完成情況;根據分時電價、用戶申請充電模式和預測負荷曲線,提供多種優化充電策略,引導用戶選擇適當充電方式,實現充電效益最大化,滿足電網削峰填谷要求,并為后續充電樁布點優化提供支撐。


             配電物聯網對內可為電網規劃建設、生產運行、電力營銷、企業管理、供電服務提供數據支撐和平臺化服務,對外可為電力用戶、分布式能源、新能源汽車、政府及社會提供數據共享和增值服務。以建設配電物聯網感知層、網絡層、平臺層、應用層為核心,配電網與物聯網的深度融合將提升供電服務能力、企業精益管理能力、配電網源網荷儲協同發展能力、新業務發展支撐能力,支撐配電網向能源互聯網邁進,推動配電領域業務與技術達到國際領先水平。

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