智能电网未来的发展趋势

物联网0145

智能电网未来的发展趋势,第1张

在市场需求、技术创新与公共政策的协同推动下,我国数字经济发展规模将进一步扩大。智慧电网目的是建立完善的兼容系统、利用科技手段进行记录,不仅可以提高现场运行效率,有效减少电力系统的负面安全影响和经济损失,还可以为电网的智能化做好积极准备。实现设备连续性数据统计,揭示数据规律的变化,深入挖掘数据,科学准确地安排运营工作。

智慧电网可以推进变电中央控制站建设,可以加快构建“无人值守集中监控”的变电维新模式的转换升级,大大提高设备监控强度、运行维护的精细度和生产信息化程度,能够彻底解决电网运维质量较低和人员数量不足等问题。

Hightopo 智慧电网数据可视化 —— 采用人工手动摆放变电站点位的方式,呈现出福建省中 500kV 超高压变电站在三维电网地图上的位置,同时绘制出具有动态流动效果的输电网,生动形象的展示出输电网的运作状态。

上图为 Hightopo 的三维数据可视化智慧变电系统,主要采用轻量化三维建模技术,根据变电站现场的 CAD 图、鸟瞰图、设备三视图等资料进行还原外观建模,通过 HT 实现可交互式的 Web 三维场景,可进行缩放、平移、旋转,场景内各设备可以响应交互事件。

HT 的 3D 可视化系统将多种复杂的管理系统信息聚集在虚拟仿真环境下,搭建变电站全场景的呈现,通过智能数据分析,人工智能巡检、实时监控告警等功能的结合,使运维人员更高效的集中监控管理,达到降本增效的目的。

未来电力系统必将完成由功能导向向价值导向的转变,其核心在于全面贯通发电、输电、配电、用电各环节的业务流程,整合电、热、冷、气等各领域的能源需求,构建开放、多元、互动、高效的能源服务平台,支撑绿色、低碳、可持续的社会用能体系。

什么是“泛在电力物联网”?要建一个什么样的泛在电力物联网?

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为什么要建泛在电力物联网?

国家电网公司在2019年两会报告中提出建设世界一流能源互联网企业的重要物质基础是要建设运营好“两网”,这里所说“两网”分别是“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”。泛在电力物联网这个名词首次出现在国家电网公司的两会报告中,成为和坚强智能电网相提并论的重点工作。

首先来看国网2019年1号文件是怎么说的:在2019年1月13日发布的国家电网有限公司2019年1号文件中,排在年度重点工作首位的就是:推动电网与互联网深度融合,着力构建能源互联网。具体内容是:“持之以恒地建设运营好以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网……。充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术和先进通信技术,实现电力系统各个环节万物互联、人机交互,打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的泛在电力物联网,为电网安全经济运行、提高经营绩效、改善服务质量,以及培育发展战略性新兴产业,提供强有力的数据资源支撑。承载电力流的坚强智能电网与承载数据流的泛在电力物联网,相辅相成、融合发展,形成强大的价值创造平台,共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。”

可以认为一号文件中对泛在电力物联网的定义以及在能源换联网中的重要地位作出了明确地官方解释。一号文件的重点工作之二是:培育壮大发展新动能,创新能源互联网业态。其具体内容是:研究探索利用变电站资源建设运营充换电(储能)站和数据中心站的新模式,积极推动公司通信光纤网络、无线专网和电力杆塔商业化运营,拓展服务客户新空间。大力开拓电动汽车、电子商务、智能芯片、储能、综合能源服务等新兴业务,促进新兴业务和电网业务互利共生、协同发展。一号文件的重点工作之三是:扩大开放合作共享,打造能源互联网生态圈。具体内容是:充分利用电网数据、技术、标准优势,加强与新经济和互联网企业合作,积极参与新能源、智能制造、智能家居、智慧城市等新兴业务领域的开拓建设,加快构建围绕能源互联网发展的产业链、生态圈。

从一号文件中可以看出国网未来将通过建设电力互联网发展与互联网经济相关的新业态,包括新能源、智能制造、智能家居、智慧城市等新业务。非传统领域的新业态已经和传统电网业务处于同等重要的地位,实际上,所谓所谓新能源、智能家居、智慧城市,都可以被囊括进“泛在电力物联网”。总地来看,“坚强智能电网”仍是国网业务的基本盘,坐稳输-变-配-用-售环节的既定业务范围,在增量配网试点和配售电侧改革不断深入的背景下坚守传统阵地,抵御“外部的野蛮人”,是国网今后工作的“拿分项”;而在国有企业改革走向深水区,电改大势倒逼,国网新一代领导层逐步稳定之际,提出“泛在电力物联网”概念,则是主动出击开拓新方向的求变之举,是国网今后工作的“发力点”。

国网内部对于公司发展和业务调整,有一定的共识和紧迫感,主要集中于以下几个方面:一是随着新能源发电占比升高,电网形态日趋复杂,电力潮流和电网故障演化机理不断由可预见向难以预见演变,这对电网的安全稳定运行提出了更高要求;二是电改推进、政府及社会对电价下调的要求,导致企业经营面临瓶颈;三是在互联网经济与数字经济的蓬勃发展下,社会经济形态发生着深刻变化,在改革即将进入深水区之际,如果没有做好未来这几年的发展转型,通信运营商现在面临的困境可能就是国网的明天。而借着“泛在电力物联网”的东风,继续在传统强电部门深耕,加强信息化,还是着力发展电动汽车、综合能源服务等新业务,需要一个有力的规划纲领作为指导。

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什么是“泛在电力物联网”?要建一个什么样的泛在电力物联网?

物联网的概念由 MIT 的 Kevin Ashton在1998年首次提及,他指出将

RFID技术和其他传感器技术应用到日常物品中构造一个物联网。紧接着的第二年由 Kevin Ashton 带头建立的 Auto-ID center

对物联网的应用进行了更为清晰的描述:依靠全球 RFID 标签无线接入互联网,使得从剃须刀到欧元纸币再到汽车轮胎等数百万计的物品能够被持续地跟踪和审计。

电力行业对“物联网”的理解是:物联网是一个实现电网基础设施、人员及所在环境识别、感知、互联与控制的网络系统。其实质是实现各种信息传感设备与通信信息资源的(互联网、电信网甚至电力通信专网)结合,从而形成具有自我标识、感知和智能处理的物理实体。实体之间的协同和互动,使得有关物体相互感知和反馈控制,形成一个更加智能的电力生产、生活体系。从而衍生出泛在智能电网——基于通信技术的全业务泛在电力物联网-泛在电力物联网概念。

各国在建设现代电网的过程中都用到了物联网,但对其应用的侧重点则各有不同。在欧洲,提升供电安全性、节能减排、发展低碳经济是各国积极发展智能电网的主要原因,在这种驱动力下,欧洲电力行业对物联网的应用更倾向于清洁能源和环保方向;在日本,可再生能源接入、节能降耗和需求响应是日本发展智能电网的主要驱动力,日本电力行业对于物联网的应用主要在于对新能源发电监控和预测、智能电表计量、微网系统监控等领域;在中国,物联网技术为提高电网效率、供电可靠性提供了技术支撑,RFID技术、各类传感器、定位技术、图像获取技术等使仓库管理、变电站监控、抢修定位与调度、巡检定位、故障识别等业务实现灵活、高效、可靠的智能化应用。

目前国网对泛在电力物联网的具体定义还未形成,将传统电力生产、传输、消费的所有环节信息化,都可以称为泛在电力物联网。就目前国网的技术储备而言,增强电网的感知、通信、计算和分析能力,是其可预见的发展方向。2018年的国网信通工作会议上就提出了“打造全业务泛在电力物联网,建设智慧企业,引领具有卓越竞争力的世界一流能源互联网企业建设”的工作目标,并提出了建设国网-电力物联网SG-eIoT

(electric Internet of Things)的技术规划。预计将综合运用“大云物移智”等信通新技术,与新一代电力系统相

互渗透和深度融合,实时在线连接能源电力生产和消费各环节的人、机、物,全面承载并贯通电网生产运行、企业经营管理和对外客服服务等业务。在终端层表现为万物互联的连接能力,在网络层表现为无处不在、无时不有的通信能力,在平台层表现为对全景设备和数据的管控能力。在2018年国网信通工作会议上制定的规划来看,整个“SG-eIoT”系统在技术上将分为终端、网络、平台、运维、安全等五大体系,打通输电业务、变电业务、配电业务、用电业务、经营管理等五大业务场景,通过统一的物联网平台来接入各业务板块的智能物联设备,制订各类电力终端接入系统的统一信道、数据模型、接入方式,以实现各类终端设备的即插即用。

有意思的是,国网一直以来虽然没有明确喊出电力物联网的口号,却已经有了相当的技术积累。国网的信息化水平近年来也不断提升,目前国网系统接入的终端设备超过5亿只(其中47亿只电表,各类保护、采集、控制设备几千万台),规划到2030年,接入SG-eIoT系统的设备数量将达到20亿,整个泛在电力物联网将是接入设备最大的物联网生态圈;经过D5000、调控云等系统改造和升级,国调中心在电网观测、控制水平已经称得上世界先进,输电网基本做到可观、可控、能控、在控;各地配电自动化系统建设也在推进当中,规划到2020年完成全网95%的配电自动化覆盖率,各种在线监测、智能预警系统比比皆是;基于PMS20系统,主要设备的全生命周期管理在近两年内也能基本完成;通信网络建设如火如荼,无线专网、保护专网陆续上马;国网智慧车联网平台目前已经连接全社会80%的公共充电桩以及4万多辆电动汽车。想要在近年内交一份能够写出足够多亮点的成绩单,问题应该不大。

笔者认为,国家电网作为世界五百强第2的旗帜性央企,应该有更高要求拿出真正的可以定义行业发展方向的技术方案,要么具备成熟的、可复制的海外技术输出能力,被海外能源企业接纳,例如华为通信解决方案,支付宝/微信移动支付;要么具备强烈提升用户体验、能直接让用户感受代际差异的新服务水平,如高铁。就供电可靠性、电网安全稳定性等方面而言,进一步提升的空间和产生的社会效应都已有限。泛在电力物联网应该向着智慧小区/智慧城市整体能源解决方案、智慧交通整体能源供给方案、智慧能源套餐及交易模式、用户能效分析及用户画像、智能家居与用能管理等方面延伸。虽然国家电网是国内每年电气专业研究生就业的首选单位,是每年获取专利数最多的企业,甚至超越了华为,但国家电网作为一家科技公司的形象在公众心中依然没有建立起来,电力用户期待获得更多的知情权和参与感,例如得到用电诊断、科学用电方案、差异化电价信息等增值服务。在前有堵截后有追兵的行业背景下,要“建成世界一流的能源互联网企业”,只有深刻改变用户习惯,才能进一步赢得发展的先机。

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建设泛在电力物联网应规划先行

一般情况下,抛出一个战略性概念后,国网公司会在组织机构、科技研发、重点工程等方面共同发力,并使之成为今后3-5年的主要方向。按以往规律,国网的新概念往往由相关利益部门主张并提出,上升形成公司战略后由原提出部门出主力班底进行战略规划、科研投入和工程运作。新战略的实施情况,有时受制于公司其他利益部门对该战略的支持和配合力度。国网领导班子对新成立部门的支持力度、其他利益部门对新成立部门的配合力度往往关系着新战略的整体推进效果。相对于我国政府和企业过往一些实施相对成功的战略,国网的风格还有些遵循丛林法则,主要由强势部门和地方公司利益驱动,在领导层取得首肯后立即上马项目,一定程度上缺乏规划引领的顶层设计,导致重复建设、技术路线多样,虽然每年都涌现出数量众多“世界一流”的技术或工程,却难以形成合力,在国际上和社会上缺乏“中国高铁”这样的名片技术。

物联网技术虽然在电网有着广阔的应用和前景,但也面临一些发展问题。从技术上来看,感知层的传感器数据准确性、传感器在复杂环境下的故障率、数据传输的及时性、无线传输的安全性等都是亟待解决的问题。受到可靠性、成本、原有管理制度等多种因素的制约,物联网产业一直推进缓慢。制定合理的长期规划,对指导物联网在电网发展具有重要意义。

因此,国网应组织科研单位牵头,遵循目标导向,按照我国不同地区电网技术基础及资源禀赋,设定泛在电力物联网近期目标及中长期技术规划,尽快明确重点项目及技术攻关方向,集中力量突破既定关键技术。此外,利用好自身科研人才和科研力量,必要时与外部企业及科研力量联合,突破传统电力生产-科研-设备研发利益窠臼,走出电网成熟技术的舒适区,从微创新转变为模式创新,真正成长为具备全球影响、全民感受的科技巨头。

专网物联卡和运营商核心网。物联网的云管端框架体系自下而上分为四个层次:感知层、网络层、平台层、应用层,其中下面的专网物联卡和运营商核心网属于专。物联网是一个基于互联网,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通,从而提供智能服务的网络。

该培训计划内容如下:

1、物联网基础知识:介绍物联网的基本概念、技术架构、应用场景等,帮助学员了解物联网的基本原理和应用。

2、电力物联网应用:介绍电力物联网在电力生产、输配电、用电管理等方面的应用,帮助学员了解电力物联网的应用场景和实际应用。

3、物联网技术:介绍物联网相关的技术,包括传感器技术、无线通信技术、云计算技术等,帮助学员了解物联网技术的基本原理和应用。

4、数据分析与处理:介绍数据分析与处理的基本方法和工具,帮助学员了解如何对物联网产生的大量数据进行分析和处理。

A股中大涨的公司都有的特点就是,不单要有实力,还要有市场追捧的热度才能行,这篇文章就跟大家聊聊电力物联网这个话题,介绍几家有实力有热度的龙头!

国电南瑞:该公司是我国电力自动化、轨道交通监控的技术、设备、服务供应商和龙头企业。

西力科技:公司在配用电新业务方面, 通过已经开发的智能计量网关、 智慧插座等产品拓展市场应用布局, 并加强与通信运营公司的合作, 深耕电力物联网市场。最近很多机构都非常看好该公司!

威胜信息:该公司的话,电力物联网经验丰富,坚持技术创新,引领国内电力物联网通信网关技术标准,市场份额名列前茅,在智慧水务、燃气、消防、工商业园区等领域系统布局涵盖应用层、网络层、感知层的整体方案,物联网国内连接数超过一亿用户,海外连接数超过一千万用户。

三德科技:这家公司的产品很多,公司燃料智能化管控系统是基于燃料管理的客观需求,具有感知、识别、记忆、决策等智能特征,可实现在线监测、远程监视、自动报警、控制、诊断和维护等功能,有效实现燃料全过程无人干预、智能管理,最终达成火电企业安全、经济、环保运行之目标,成为电力物联网的一环。公司产品获得了一批高质量客户的青睐,其中包括国投、华电等代表性集团客户。

红相股份:该公司与杭州趣链科技有限公司经友好协商一致,双方就泛在电力物联网等领域开展合作的事宜,达成《战略合作框架协议》。

以上的这几家公司,都算是整个行业里的龙头,都有很大的发展潜力,值得投资者们都研究一下,希望这篇文章能给正在寻找投资方向的朋友们一些启发!

零边际成本电网。多生产、传输、消费额外一单位电能,引起的成本的增加趋近于零,满足这个条件,电网就是零边际成本电网,因此属于电力物联网发展的远景形态是零边际成本电网。电力物联网是物联网在智能电网中的应用,是信息通信技术发展到一定阶段的结果。

中国坚强智能电网技术的实现需要涉及多方面的技术和实施措施。以下是一些关键技术和实施措施,可以为实现智能电网奠定基础:

1 建立数字化电力监控系统:实现数字化电力监控是智能电网建设的核心任务。数字化监控系统可以远程实时监测电力供应和消费情况,从而提高电力系统的效率和可靠性。

2 推广分布式能源:分布式能源是指在用户端通过太阳能、风能等方式制造的能源,可以将过剩电力发送回电网。在智能电网中,可以通过先进的智能电力调度技术将这些分布式能源与传统的中央发电厂集成在一起。

3 构建大规模电力储能系统:电力储能技术可以解决电网在能源传送、配送和尖峰时刻的需求平衡问题。在实现智能电网中,建设大规模的电力储能系统变得至关重要。

4 推广智能电力调度技术:智能电力调度技术是实现智能电网的关键技术。它可以通过信息化和协调控制等方式,实现电力供需的平衡和优化,提升电网的稳定性和可靠性。

5 加速能源互联网建设:能源互联网是实现智能电网的重要手段,是电力系统数字化、智能化和高效化的综合体现。依靠全球化的能源互联网,可以实现全球能源资源的有效调度和管理。

总之,实现中国坚强智能电网技术需要在技术研发、政策支持、行业合作等多方面进行努力。各方可以共同探索智能电网的技术路径和发展模式,促进能源转型升级和绿色发展。

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