電力數(shù)據(jù)無(wú)處不在。給手機(jī)充電這個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)作，就會(huì)產(chǎn)生用電量、充電時(shí)長(zhǎng)等數(shù)據(jù)。分析這些數(shù)據(jù)，可以為人們的用電行為精準(zhǔn)“畫(huà)像”，量身設(shè)計(jì)用能方案，也可幫助電網(wǎng)側(cè)合理平衡負(fù)荷峰值。
大數(shù)據(jù)正在改變傳統(tǒng)行業(yè)生態(tài)，電力行業(yè)也不例外。對(duì)電力數(shù)據(jù)的大規(guī)模采集和系統(tǒng)性分析，可以優(yōu)化電力生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)等各環(huán)節(jié)，實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行，預(yù)判故障風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化運(yùn)維搶修流程。
然而，傳統(tǒng)運(yùn)維模式下的智能電網(wǎng)配電自動(dòng)化主站，僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)輸變電設(shè)備本身的運(yùn)維管理。隨著海量數(shù)據(jù)的接入，傳統(tǒng)的主站架構(gòu)已經(jīng)不能滿足電網(wǎng)安全可靠、靈活高效的更高要求。
年初，國(guó)家電網(wǎng)有限公司全面部署泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。這為電網(wǎng)運(yùn)行更安全、管理更精益、投資更精準(zhǔn)、服務(wù)更優(yōu)質(zhì)開(kāi)辟了一條新路，也可以充分發(fā)揮電網(wǎng)獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，開(kāi)拓?cái)?shù)字經(jīng)濟(jì)藍(lán)海市場(chǎng)。
某種意義上說(shuō)，移動(dòng)互聯(lián)加速了大數(shù)據(jù)進(jìn)程，而大數(shù)據(jù)又推動(dòng)了云計(jì)算的發(fā)展。當(dāng)與人們生活息息相關(guān)的配電網(wǎng)遇到“云”，會(huì)帶來(lái)哪些變化呢？
海量數(shù)據(jù)采集 一鍵分析處理
5月28日，國(guó)網(wǎng)上海市電力公司建成國(guó)內(nèi)首個(gè)配電物聯(lián)網(wǎng)云主站。這是應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)智能電網(wǎng)配電自動(dòng)化主站的一次升級(jí)。
“如果將配電物聯(lián)網(wǎng)比作人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，那配電物聯(lián)網(wǎng)云主站就是我們的大腦。”配電物聯(lián)網(wǎng)云主站研發(fā)負(fù)責(zé)人陳冉博士說(shuō)。
云化后的配電物聯(lián)網(wǎng)主站，接入了為上海居民和企業(yè)提供用電保障的17858座中低壓配電站、123989臺(tái)公變臺(tái)區(qū)、1065.3萬(wàn)戶低壓客戶，還有各類分布式電源、充電樁等。它產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不再限于輸電線路和變電站等電網(wǎng)設(shè)備，而是囊括各類智能終端的物聯(lián)感知數(shù)據(jù)。這些每秒以億為單位更新的感知數(shù)據(jù)，與檢修、營(yíng)銷和調(diào)控專業(yè)相關(guān)系統(tǒng)的信息交互，實(shí)現(xiàn)全面匯集、分層處理。
6月27日10時(shí)，上海浦東供電公司員工宮黛在辦公室的電腦上打開(kāi)云主站，與此同時(shí)，同事唐力在豪園張江配電站用手持終端掃描配電變壓器、智能配變終端的設(shè)備標(biāo)簽。5秒鐘后，宮黛在云主站看到唐力掃描的終端完成注冊(cè)與配置，關(guān)聯(lián)設(shè)備的相應(yīng)信息也出現(xiàn)了。
而之前，完成設(shè)備臺(tái)賬錄入、發(fā)布及關(guān)聯(lián)至少需要三個(gè)工作日，且存在錄入錯(cuò)誤、關(guān)聯(lián)關(guān)系紊亂等業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。
數(shù)據(jù)采集后，最重要的是分析。對(duì)電力數(shù)據(jù)深入分析應(yīng)用，不僅能提高電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)效率和水平，更能與宏觀經(jīng)濟(jì)、人民生活、社會(huì)保障、道路交通等信息融合，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。目前，云主站已經(jīng)具備了物聯(lián)數(shù)據(jù)初級(jí)研判能力，可為配網(wǎng)運(yùn)檢信息全過(guò)程管理提供切實(shí)可行的解決方案。
目前，云主站已經(jīng)具備基礎(chǔ)電氣數(shù)據(jù)采集、環(huán)境狀態(tài)采集、動(dòng)態(tài)拓?fù)渥R(shí)別、低壓故障研判、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償、停復(fù)電信息上報(bào)等功能。
值得一提的是智能配變終端的即插即用功能。以中等大小的臺(tái)區(qū)為例，每個(gè)臺(tái)區(qū)有1000多個(gè)變量，以前的自動(dòng)化控制系統(tǒng)需要為各項(xiàng)設(shè)備提前配置點(diǎn)表，記錄每個(gè)變量的使用情況，一名員工每天最多完成一兩個(gè)臺(tái)區(qū)的點(diǎn)表配置。而不同臺(tái)區(qū)的智能配變終端順序和內(nèi)容不同，每個(gè)臺(tái)區(qū)都要單獨(dú)配置，并在現(xiàn)場(chǎng)接入時(shí)逐一調(diào)試、核對(duì)。智能配變終端即插即用，讓主站側(cè)不需要再配置點(diǎn)表，使設(shè)備接入時(shí)間從4小時(shí)縮短到5分鐘。
目前，智能配變終端即插即用正在上海張江園區(qū)、中國(guó)國(guó)際進(jìn)口博覽會(huì)等區(qū)域開(kāi)展試點(diǎn)應(yīng)用，預(yù)計(jì)年內(nèi)在上海推廣。
應(yīng)用邊緣計(jì)算 主動(dòng)感知信息
5月30日18時(shí)，上海浦東古桐六村一臺(tái)戶外10千伏箱變低壓出線線路開(kāi)關(guān)跳閘，18時(shí)01分，搶修人員賀永明的手機(jī)接到通知，18時(shí)27分，故障消除。
故障發(fā)生時(shí)，安裝在箱變臺(tái)區(qū)側(cè)的智能配變終端記錄了這一跳閘事件，并實(shí)時(shí)上報(bào)至云主站系統(tǒng)。云主站系統(tǒng)第一時(shí)間將故障對(duì)應(yīng)生成的搶修工單在線發(fā)給了搶修人員的手持終端。搶修人員接到工單后，根據(jù)故障臺(tái)區(qū)名和線路名稱找到故障點(diǎn)并處置。從發(fā)現(xiàn)跳閘到解決問(wèn)題一共不到30分鐘。
兩年前，客戶發(fā)覺(jué)故障后報(bào)修，運(yùn)維搶修指揮人員再安排搶修隊(duì)伍前往處置，至少需要1個(gè)小時(shí)?！霸O(shè)備量大、面廣、單點(diǎn)設(shè)備信息少，在傳統(tǒng)技術(shù)環(huán)境下，中低壓配電網(wǎng)側(cè)的故障自動(dòng)監(jiān)測(cè)和處理效率難以滿足實(shí)際需要?！眹?guó)網(wǎng)上海電力設(shè)備部配電處處長(zhǎng)紀(jì)坤華說(shuō)。
時(shí)間明顯節(jié)省，主要來(lái)自對(duì)故障信息的迅速掌握。這種終端側(cè)的及時(shí)高效處理就是邊緣計(jì)算。因?yàn)榭拷鼣?shù)據(jù)源，實(shí)時(shí)性好，響應(yīng)快，安全性高，邊緣計(jì)算成為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)感知層的核心技術(shù)。云主站的優(yōu)勢(shì)之一就是對(duì)邊緣計(jì)算的兼容。
在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下，依靠電網(wǎng)中數(shù)量龐大的智能配變終端，通過(guò)云主站計(jì)算分析+本地邊緣計(jì)算結(jié)合的方式，可以組合分析“配變臺(tái)區(qū)-電纜箱-電表箱-低壓客戶”檢測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障區(qū)段、停電客戶的自動(dòng)研判和快速定位，甚至可以組合分析各種設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及客戶用電數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)故障提前預(yù)警。
在客戶側(cè)，云主站對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷及電動(dòng)汽車(chē)客戶的用車(chē)行為、停車(chē)行為、充電時(shí)間、充電方式、車(chē)型種類等多種因素進(jìn)行分析，讓電動(dòng)汽車(chē)有序充電，既能為客戶節(jié)約能效，又能讓電網(wǎng)運(yùn)行更加有效率。這樣的應(yīng)用還有很多，未來(lái)，云主站可以滿足削峰填谷、需求側(cè)響應(yīng)、新能源消納、定制化電力等多種需求。
應(yīng)用了云主站的上海張江科學(xué)城泛在電力物聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)正在建設(shè)中。根據(jù)規(guī)劃，建成后，示范區(qū)內(nèi)的可再生能源占比由43%提升至50%，單位產(chǎn)值能耗從0.27噸/萬(wàn)元下降至0.2噸/萬(wàn)元，能源利用效率從47%提升至51%，電能在能源消費(fèi)中的占比從75%上升至80%。
云主站建成的當(dāng)天，同處一室的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)智能感知裝置性能檢測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)入試運(yùn)行模式。感知裝置性能檢測(cè)系統(tǒng)與配電物聯(lián)網(wǎng)云化主站的集成發(fā)展，將進(jìn)一步助推配用電設(shè)備的廣泛連接交互、信息深度采集與數(shù)據(jù)融合分析。
配電物聯(lián)網(wǎng)云主站的建設(shè)剛剛開(kāi)始。隨著5G的商用，國(guó)網(wǎng)上海電力將依托5G應(yīng)用平臺(tái)，積極推進(jìn)智能分布式配電自動(dòng)化、精準(zhǔn)負(fù)荷控制、配網(wǎng)同步相量測(cè)量單元、分布式能源控制、用電信息采集、移動(dòng)作業(yè)等5G創(chuàng)新應(yīng)用研究及示范。
