山西电网泛在电力物联网应用解决方案

山西电网泛在电力物联网应用解决方案

(国网山西省电力公司030032)

泛在电力物联网,就是围绕电力系统各环节,充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术,实现电力系统各环节万物互联、人机交互,具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统,包含感知层、网络层、平台层、应用层四层结构。通过广泛应用大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、区块链、边缘计算等信息技术和智能技术,汇集各方面资源,为规划建设、生产运行、经营管理、综合服务、新业务新模式发展、企业生态环境构建等各方面,提供充足有效的信息和数据支撑。

坚强智能电网和泛在电力物联网,二者相辅相成、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。

1.为什么要建设泛在电力物联网

社会对电的依赖,要求供电可靠性更高,电网越来越复杂,接入设备类型和数量越来越多,电网形态发生变化,电网安全运行压力加大。受电力市场开放、输配电价降低、电量增长减速等因素影响,电网业务面临日趋激烈市场竞争,企业经营遇到瓶颈。互联网经济、数字经济等社会经济形态发生变化,通过平台对接供需要双方,打造多边市场,对传统电力行业带来巨大挑战。

坚强智能电网,主要是指能源的供给侧,或者说电力供给侧,主要强调以特高压为骨干网架的多级电网的协调发展,也就是“坚强智能电网”。它非常关键,也是中国能源和电力供给侧进行结构性改革必有有的基础支撑。

目前山西正在加快建设国家清洁能源基地,构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系,但山西传统能源系统的规划仅仅面对单一煤炭资源,割裂了各类能源系统的资源优化配置,降低了整体能源利用效率。为在更大范围内实现能源系统资源优化配置,提高可再生能源消纳能力和系统综合能效,全面拓展转型发展新局面,需进一步提升电力系统灵活性,优化电力系统结构,扩大山西电力外送规模,提高新能源消纳占比,将多种类型能源系统有机耦合,充分发挥不同能源形式的互补特性和协同效应。

2.建设目标

泛在电力物联网的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。简单讲,就是能实现物与物、物与人、人与人之间广泛互联的电力信息网络。

2.1保障电网安全稳定运行。拓展数据来源采集范围,共享公司信息资源,整合输变电设备地理位置和台账、变电站三维、重要通道气象环境及灾害、舆情等信息,智能化分析、合成各种数据源信息,全面感知电网内外部运行状况,有效提升调控部门对电网的全方位掌控能力。

2.2提高新能源消纳水平。实时获取火电机组供热、受阻信息,精准判断发电能力和调节空间,动态调整机组上下限。接入分布式电源运行数据,纳入全网电力平衡和电网运行状态分析。充分利用气象数据,提高新能源发电预测精度。联通外送省份电网实时运行与负荷预测数据,优化开机组合,实施燃煤机组和新能源机组按比例打捆外送,扩大清洁电力能源外送,提高外送通道利用效率。

2.3促进电网结构持续优化。挖掘海量电网运行数据价值,全面分析输变电设备利用率、电网薄弱环节、不同地区风光资源特性、清洁能源消纳等问题,为电网规划、电源选址、微电网和虚拟电厂系统组建、分布式能源接入、科学实施“煤改电”等提供辅助决策,从源头提高电网运行质效。

2.4实现源网荷储协调响应。接入全省工业大用户、一般工商业用户电量、实时运行数据信息,分析掌握负荷用电特性,根据电网平衡情况,实时发布电价信息,引导用户用电习惯,将电网运行控制从“源随荷动”传统模式转变为“源网荷储智能互动”模式,提高电网精益化运行水平,实现电源、电网、用户经济效益最大化。

2.5提升电网对外服务水平。面向全社会提供差异化信息服务,将电力平衡信息及停电计划信息及时提供至发电企业,辅助合理安排机组发电计划及发电设备检修维护。将市场交易及分析信息提供至政府部门、大用户、发电集团、售电公司等市场主体,为交易组织、市场监管等提供依据。

泛在电力物联网的运行基础就是“大数据”,应当深挖大数据驱动价值,充分利用数据信息作出相关决策。成立数据资产管理委员会,推动大数据实验室建设,开展数据资产管理和规划编制。梳理数据库、数据链,加强省市数据及技术共享,形成全流程、全方位数据应用支撑。构建数据驱动型的监测体系,强化战略执行监控和运营质量评价,分类形成典型场景和素材库。

3.如何实现泛在电力物联网

泛在电力物联网的建立将促进源-网-荷互动发展到前所未有的高度。发展源-网-荷互动调度,不仅为电网运行提供了丰富的调度资源,减少能量市场交易的价格尖峰,而通过最大化利用清洁能源和负荷调整,能源利用格局更加优化有序,常规能源机组可运行于更佳的发电状态,将取得显著的节能减排效益,从而真正实现资源节约型、环境友好型的智能泛在电力物联网。随着泛在电力物联网大数据的的不断发展与完善,要实现从业务数据化到数据业务化的逐步转变。

智能电网调度控制系统,山西省电力公司依托D5000建立了较为全面的厂站信息采集体系,实现发电、输电、变电等电力生产运行环节的覆盖和各电压等级厂(场)、站运行信息实时采集、监视和控制。存在各子系统独立分析决策,火电、水电、风电和光伏等多种能源精细化协调运行控制能力不足等问题。

调控云,采用云计算软件架构,构造基于虚拟化、集中式存储技术的计算资源池、存储资源池,已完成各电压等级厂(场)、站数据模型搭建,实现全省35kV以上厂站5分钟采样有功量测数据、告警数据运行数据一次。基于开放的云平台服务,初步实现调控云与D5000系统、OMS系统、PIS2.0系统、网络安全监测平台等应用系统的数据交互与共享,为开展全业务数据整合的工作打下基础。存在配网、用户、气象信息、自然灾害信息、设备状态、火电机组供热和受阻、分布式电源信息等数据接入不全面及功能应用开发不完善、电网运行技术支撑不足等问题。

电力现货市场,以“全电量优化、新能源优先”为核心原则,建设发电侧竞争、用户侧参与、统一平衡的“双优型”现货市场,通过现货交易促进省内新能源消纳、保障电力平衡、拓展外送市场。目前现货市场运营共享平台已建成交易技术支持系统、调度技术支持系统中现货、辅助服务及相关交易系统、财务电费结算系统、营销用户侧管理系统、互联网部数据中心系统,实现了现货交易大数据的互联互通和高效流转。仍存在新能源场站建模与计量、结算单元尚不匹配等问题。

总之,“泛在电力物联网”概念的提出,既是国家电网公司走出“舒适区”为适应“电改后时代”、“国企混改时代”以及“新能源时代”等新时代发展需要所做出的规划,同时也是为了公司后续发展、持续盈利等方面做出的努力。建设泛在电力物联网为电网运行更安全、管理更精益、投资更精准、服务更优质开辟了一条新路,同时也充分发挥电网独特优势,开拓数字经济这一巨大蓝海市场。建设泛在电力物联网是落实“三型两网、世界一流”战略目标的核心任务。泛在电力物联网的构想宏大而且意义深远,它的建设也不可能一蹴而就,需要长时间的规划和建设。要全面打造泛在电力物联网,需要从以下几个方面入手,循序渐进,逐步完善并实现。

参考文献:

[1]单葆国,史海疆.泛在电力物联网的发展前景[J].??电气时代.?2019(06)

[2]顾旻霞,刘廉如.物联网商业模式初探[J].??信息技术与网络安全.?2019(02)

[3]童光毅.?关于当代能源转型方向的探讨[J].?智慧电力.?2018(10)

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