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智能電網建設中三個重要概念的理解

时间:2023-07-26     【转载】

在智能電網建設中,涉及到三個重要概念,即:電網智能化、企業數字化和數字電網平臺。對這三個概念的準確理解和把握,于海南智能電網示范省建設十分重要。為此,筆者經過認真學習,將認識領會與大家分享,以期有所參考,更希望得到指正,以便正確指導海南智能電網建設實踐。


概言之,這三者有著密切的聯系。電網智能化和企業數字化是一個事物的兩個方面,如同一個硬幣的“兩面”,不可分離。而數字電網平臺是基于電網數字化、實現企業數字化的重要基礎。下面依次談談對三個概念的理解。


*個概念是電網智能化。


包括兩個層面:首先是設備智能化,通過在傳統的電氣設備用上先進的傳感技術、量測技術和控制技術等實現。這里的智能化包括設備自身能夠感知運行狀態和健康狀態,能夠通過“主動報告”被感知,而且還可以受遠方操作而被控制,類似傳統的“四遙”。然后再通過先進的通信技術和互聯網技術,實現萬物互聯,形成所謂的電力物聯網。由于電網設備包羅萬象,分布十分廣泛,所以又被稱為“泛在電力物聯網”。


其次是整個電網智能化。形成電力物聯網以后,我們在不同程度地運用“云大物移智”(即云計算、大數據、物聯網、移動應用和人工智能技術),對電網的智能化運行控制和維護,實現所謂的電網智能化。廣義的智能電網建設,涉及發電、輸電、變電、配電、用電五大環節,包括清潔友好的發電、安全高效的輸變電、靈活可靠的配電、多樣互動的用電、智慧能源與能源互聯網、全面貫通的通信網絡、高效互動的調度及控制體系、集成共享的信息平臺、全面覆蓋的技術保障體系等9個領域的內容。下面筆者主要圍繞輸、變、配、用四個專業,從工程角度簡要描述,希望能讓讀者對智能電網的具象化認識有所幫助。


智能變電站,通過主要設備智能化、一次系統模塊化、二次系統集成化、通信系統網絡化,實現變電站運行調整的遠程集中控制及電氣操作“一鍵式”自動完成。推廣變電設備在線監測和巡檢機器人應用,變被動教條式預試定檢為主動預測式運維。智能輸電線路,推廣設備在線監測、無人機巡線、雷電定位、故障定位以及視頻監控等技術,提升智能化運維水平。運用復合光纖相位變化檢測技術,實現對線路潮流極限的動態控制,大幅提高線路運行經濟性。智能配電網的內容十分豐富,通過配電自動化實現配網故障的快速定位、隔離和自愈,極大縮短非故障段停電時間。利用配網廣域同步監測技術實現配網故障的精準定位,有效縮短故障搶修時間。推廣智能柱上開關、智能環網柜、智能配電房,實現配網可觀可視可控。低壓智能臺區,主要是實現低壓無功自動補償、三相不平衡和電能質量自動優化等。智能家居方面,通過智能插座、智能用電終端、智能傳感和“互聯網+”技術,實現家庭用能設備現地(或遠程)智能控制、家居環境參數實時監測與控制,并通過能源管理系統,實現家庭能效的精益管理。


由于篇幅所限,智能電網的工程建設內容只能擇要列舉一些,但也可以看出,智能電網建設是具象的,不是抽象的,也并不復雜,更不神秘。


第二個概念是企業數字化,分兩個層面和兩個階段。


兩個層面是指電網的數字化和企業的數字化。*個層面電網數字化,是相對于實體物理電網而言的。電網智能化過程中必然伴隨電網數字化,也包括兩個層次:一是設備數字化,包括設備運行狀況和健康狀況動態參數的數字化,以及反映設備結構性能方面的靜態參數(包括3D可視化)。二是電網數字化;谠O備數字化,通過建模實現整個電網乃至電力系統的數字化。數字化以后的電網,首先能做到可視化或透明化,F在的物理電網只能看到設備外觀和表象,看不到它內部固有的靜態參數,更看不到設備健康狀況和實時運行動態,可視化讓傳統電網變成“透明電網”。其次實現電網的可控,包括在線進行自動控制和調整優化,還可以模擬加入“干預”,實現電網各種運行方式和情景的仿真。目前我們仍在被動地適應電網潮流的自然分布,談不上駕馭電網,只有當潮流控制器等大功率電力電子產品廣泛應用、以及整個智能電網實現系統級的全面可控以后,駕馭電網的能力才得到真正體現。


第二個層面是企業數字化。電網數字化后必然產生大數據,但不等于就是企業的數字化。產生大數據不是目的,目的是要管理它、運用它,挖掘它的價值。只有實現“一切業務數據化、一切數據業務化”,且數據被充分運用于提升業務管理水平,才具備企業數字化的初步特征。且這只能算是企業數字化的*個階段,這一階段的目的主要是滿足駕馭好智能電網的需要。企業數字化的第二個階段,是讓數據真正成為一個企業的要素資源,甚至成為配置其他資源的關鍵要素。企業發展首先靠生產力,生產力包括勞動者、生產工具和生產資料,這是教科書的說法。未來肯定要增加數據這個要素,而且它一定是排在其他要素至少是財和物之前,F在還在流行“資本配置要素資源”的說法,未來一定會變成“數據配置要素資源”。未來數據將不僅是輔助決策,而是直接驅動決策,是對目前人腦決策的重要補充和完善。因為數據能夠更加清楚和準確判斷真正的需求在哪里,資源該往哪里配置,真正實現科學決策。未來南方電網公司要實現向智能電網運營商、能源產業價值鏈整合商、能源生態系統服務商轉型,數據是很重要的基礎。因為融合上下游企業、形成能源生態系統的不僅是電力,更重要的是伴隨電力流動的數據。通過數據發現新的價值存在,催生新的商業機會和商業模式,支撐整個產業未來新的業態和企業的發展轉型。


第三個概念是數字電網平臺。


電網智能化過程中必然產生大數據,這些大數據如何被有效地利用起來,是個很復雜的技術問題和管理問題,也是眾多大型企業都沒有解決好的問題。南方電網公司安排海南電網公司做試點,建設數字電網平臺,并對此寄予了厚望。它主要起什么作用呢?業內IT術語叫“數據中臺”,我們非IT人士通俗叫企業大數據平臺,是一回事。其作用有兩個方面:一是對下實現集成,二是對上支撐應用。向下集成可歸納為“兩個全面”:全面貫通、全面共享。全面貫通包括全環節、全時空、全過程的貫通,就是從發電到輸電、變電、配電,一直到用電等電力從生產到消費的所有環節;全時空,就是電網過去的、現在的、未來的,以及多維度空間;全過程,主要指電網企業內部業務流程,從規劃建設、生產運營一直到客戶服務,是一個完整的業務流程;全面共享包括數據資源共享、分析能力共享、應用能力共享。通過數字電網平臺能夠對數據做到全面貫通和全面共享,就可以支撐上面的各類應用。所支撐的各類應用的功能,也可以歸納為“兩個全面”:全面感知、全面可控。全面感知,指對電網不僅實現可視化,而且可深度感知內部運行狀態,并通過仿真計算進行情景模擬,輔助分析決策,實現狀態優化調整。全面可控,指實現對智能設備的實時控制,提高對智能電網的駕馭水平,提升各項業務管理指標,以及對企業運營全方位實時監控和科學決策。因此,數字電網平臺建設至關重要,它是基于電網數字化、實現企業數字化的重要基礎平臺。


可見,關于智能電網涉及的三個重要概念的關系,再簡單打個比喻,電網智能化如同一部品質很好但設計傳統的高級跑車,企業數字化則是給它配上一套現代化的電子操控系統,便于我們可以很好地駕馭它,跑出效果,而數字電網平臺是支撐這套操控系統建設和運轉的重要基礎。


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