建设泛在电力物联网为电力企业的发展和转型提供了新的契机和机遇,将智能电网与泛在电力物联网的统筹融合建设成能源互联网是未来电力能源发展的必然趋势。泛在电力物联网的本质是通过多元主体的泛在连接形成以数据为驱动的能源互联网,实现业务的持续创新发展和能源产业链的价值提升。本文接下来先通过梳理泛在电力物联网的演进历程和解读泛在电力物联网的概念及其体系架构,然后从互联网视角分析泛在电力物联网的思维特征和运营模式特征,最后从数据业务化及综合能源服务等方面提出泛在电力物联网的发展路线,为能源互联网的建设和发展提供参考。
1泛在电力物联网本质内涵及重要性
泛在电力物联网是以“空天地”协同通信网为基础,以平台服务和数据共享为核心,具有智慧化、多元化特征,包含信息感知、网络、平台和应用各层级,覆盖能源电力“端-网-云”各环节,实现电力系统各个环节万物互联、人机交互,与坚强智能电网相辅相成、发展,具有状态全息感知、数据处理、应用便捷灵活、业务多元发展、服务全新体验、开放共享内涵的新型网络系统。
泛在电力物联网与坚强智能电网相辅相成,共同推进电网向能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网企业转型。目前,国内外对泛在电力物联网的研究较少,仅集中于对泛在电力物联网的概念解读,其发展和建设还处于起步阶段,而以智能电网为支撑,如何建设资源更灵活、服务更优质、产业更延伸的泛在电力物联网以推动能源结构改革是当前亟待解决的关键问题。尤其在新一代电力系统体制改革的背景下,利用互联网的思维转变国家电网传统的发展模式,形成多主体、多业务、多产业的开放共享模式,是泛在电力物联网发展和建设的重要支撑。鉴于此,该文基于泛在电力物联网的演进历程,从互联网视角解读泛在电力物联网的概念、体系架构及特征,并提出互联网视角下泛在电力物联网的发展路线。
建设泛在电力物联网,是网络强国战略在公司的具体实践,是落实“三型两网”战略的核心任务。按照“二张网”的定位,我们要积极落实国网公司泛在电力物联网顶层设计和行动计划,结合自身实际,充分发挥我们在资源、管理、人才和信息化应用等方面的优势,因地制宜、勇于创新,先行先试、主动作为,突出注重实效,在完善和提升现有各类信息通信技术应用系统的基础上,以数据共享为核心,数据驱动业务创新应用,建设探索泛在电力物联网建设模式,推动泛在电力物联网在超特高压变电站运检管理方面的建设与应用。
2现阶段超特高压变电站运维管理存在的主要问题
电力企业中传统超特高压变电站运维管理存在诸多问题。一是管理效率有待提高,变电站设备管理业务跨部门、沟通效率低,流程标准化程度和核心业务自主化程度有待提高;二是变电设备管理数据精益程度不足,数据基础运维能力偏弱,存在数据多头维护、更新不及时等情况,资源分配质量控制需加强;三是设备管理作业手段亟待改善,运维自动化水平较低,巡检工作效率较低,简单重复性运维工作占比较大,全链条监控和大数据分析不足;四是变电设备检修质量尚需提升,检修需求响应速度慢,属地应急处置能力不足,难以体现生产应急抢险的及时性。在“大云物移智”新格局下,突破传统超特高压变电站运检管理模式,实现从“三集五大”到“属地精益运检”的蜕变日益迫切。实时感知与通信技术作为应用于电力行业实现智能电网的关键性应用技术之一,通过“全量化采集、全目标一体化解析、全时空感知、全业务流程挖掘、全态势掌握、全维度分析、全场景应用”,充分运用电网、设备、环境与资源等各类全景数据,进而实现提升电网供电监测能力和应急响应速度,提高超特高压变电站的供电可靠性。
3全息智慧变电站的主要技术特征
全息智慧变电站综合利用电力传感器、物联网、人工智能、边缘计算等计算和设备,实现物(断路器、主变压器、高抗等)、人(运检人员、人员所佩戴装备)、网(终端、系统、平台)的互联互通、全面感知。全息智慧变电站内安装了温湿度、微气象、设备分布式故障诊断、主变及高抗智能故障诊断和实物ID标签,相当于让变电设备有了“神经元”,可以大幅减轻人工巡检的工作强度。通过研判分析这些传感器采集的海量数据,我们能够根据设备健康状态个性化定制检修策略,实现设备检修精准决策,推动检修模式从“粗放经营”向“精细定制”转变。
全息智慧变电站利用大量低功耗传感器构成前端感知网络,可全时段、全维度、高密度采集设备状态数据。在此基础上构建的智慧变电站能够准确把控设备的实时状态变化并为变电运维人员提供决策支撑,实现“设备会说话、变电站会思考”。
传统变电站内设备巡检受人工、环境等不确定因素干扰,运维人员难以及时掌握设备健康变化趋势,执行状态检修时也只能在基准周期基础上进行较为保守的调整。而有了这些“神经元”后,运维人员不再需要定期对变电站内悬垂导线线夹测温,便可精准掌握每一悬垂导线的线夹温度,辅助运检人员对常见易发热设备部件采取预防和应对措施,增强电网供电保障能力。
全息智慧变电站不仅具有变压器全景状态感知、GIS刀闸姿态传感、断路器触头温度实时监测和电缆实时火灾监测预警等一次设备智能监测感知功能,还具有二次设备异常感知、二次回路链路实时监测、二次屏柜环境感知等二次设备智能监测感知功能,并以“以机器代人”模式为核心来实现变电站内主设备运行状态监测信息和负债设备状态信息等运检全业务数据整合,从而做到“自动巡视、自动识别、智能预警、智能决策”。
全息智慧变电站利用人工智能技术,深入挖掘海量数据,开展研判分析,能及时捕捉设备缺陷初期症状,快速判断缺陷的位置与性质,“对症”输出差异化、精细化检修策略,减少设备故障可能,实现变电站全寿命周期管理,让运维管理更高效、生产作业更精准。
4结束语
在泛在电力物联网建设大背景下,我们要大力增强超特高压变电站一次、二次设备以及辅助设施设备的全息感知及各类数据互联接入能力,充分利用智慧变电站现有的智能终端升级改造,变电设备加装监测模块和智能融合终端等手段来实现超特高压变电站所有设备设施的全息感知,实现变电设备故障超前识别和推送报警等功能。
参考文献
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