以数字技能支撑新式电力系统建造
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浏览次数:64   发表日期:2022-09-29 01:43:56   来源:环球体育app下载地址

  图为安徽省亳州市涡阳县的和新风力发电场储能设备。“新动力+储能”的装备具有削峰、填谷、调频等多重功用,有用保证电力系统安全安稳运转。新华社记者 黄博涵 摄

  构建以新动力为主体的新式电力系统,是保证动力供应安全的重要战略行动,是完成碳达峰、碳中和方针的重要手法,具有严重的历史意义和现实意义。

  构建以新动力为主体的新式电力系统面对许多应战。首要,风景等为代表的清洁动力发电的随机性、波动性和间歇性以及电动汽车负荷时空随机散布等特色,导致系统面对的不确定性进一步添加,电力、电量平衡压力大,电网运转操控愈加杂乱和多变;其次,新动力对极点气候的耐受才能软弱,保证高份额新动力并网消纳、系统安全和牢靠供电的难度更大;终究,传统电力系统中千兆瓦级的煤电机组将被数量巨大的兆瓦级风电机组乃至更低容量的光伏发电所代替,特别是配网侧电网形状发生变化,散布式特征愈加显着,新式电力系统中发电设备的数量将到达千万台级,系统需求处理的数据将出现爆破式添加。

  新问题的处理需求与之相适应的新技能使用,新式电力系统的特征必定催生新技能。为了应对新式电力系统建造带来的应战,需求在“可观、可测、可控”的基础上进一步深化,需求以云核算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、区块链等新一代数字技能为中心驱动力,不断进步电网数字化、网络化、智能化水平,加速推进传统电力系统从刚性向灵敏耐性的新式电力系统改变,需求运用数字系统理论推进运转操控系统优化、重构,需求根据数字技能特性进步电网的全域互联、高效感知才能。

  面向新式电力系统建造,应聚集于电网数字化、智能化,以数据流引领和优化电网能量流、事务流,支撑事务立异,根据全域物联网“云-管-边-端”架构,环绕新式电力系统“源网荷储用”事务场景,选用“系列传感+边际技能+多类型通讯+一致渠道+数据交融+事务智能”技能道路,构成终端到系统使用的全体处理方案,打造“状况全感知、设备全衔接、数据全交融、事务全智能”的全域物联网,进步新动力、柔性负荷等主体的广泛互联、全面感知。

  在端侧,终端设备的功用和性能将更多由软件界说,朝着智能化处理、多功用交融的方向展开。芯片算力和集成度的快速进步以及轻量化物联网操作系统逐渐老练,处理了边端算力缺乏的问题,“多专业功用交融、智能分层”技能架构以及“智能化处理”边端设备成为新式电力系统的重要形状。在配网侧,完成多类型的传感终端与智能网关间的即插即用、长途保护。

  在边侧,智能AI使用将逐渐深化。结合新式电力系统“源网荷储用”的需求,未来需求很多的边际物联网核算节点完成对各类现场智能传感器、智能事务终端进行一致接入、数据解析和实时核算的设备或组件,与物联网渠道双向互联,完成跨专业数据就地集成同享、区域自治和云边协同事务处理。边际物联网核算节点结合事务场景的差异,将逐渐出现边端别离、边端交融和边际节点三种功用形状,具有硬件渠道化、软件容器化的特色,完成软硬件解耦、架构一致通用、个性化定制使用、敞开同享的终端使用生态等功用。

  在管侧,多类型通讯的场景将进一步丰厚。负荷侧资源日益多元涣散,数亿传感设备需求信息联网。电力通讯网的事务需求已向大衔接、低时延、高牢靠、大带宽方向展开。5G作为新一代无线通讯系统的展开方向,将为数字电网建造供给重要支撑,为电力通讯网“终究一公里”无线通讯接入供给更优的处理方案。5G网络以其超高带宽、超低时延、超大规划衔接的特性及优势,以及网络切片、边际核算两大中心才能,可更好地满意数字电网事务的安全性、牢靠性和灵敏性需求,推进电力通讯网络的智能化晋级展开。

  在云侧,海量数据的处理才能将进一步进步。跟着新式电力系统的建造,海量设备接入配电网,配网侧需求及时取得散布式电源、低压配电台区现场设备的电气量和状况量数据,对收集存在恳求优先级区分、协议多样化、规划间歇性并推等问题。应添加渠道恳求优先级区分、规约动态扩展、动态节点办理才能,强化渠道衔接才能、设备办理才能与云边协同才能,渠道侧应延伸散布式光伏、新动力站点、风能、新式储能、智能充电桩等新式使用。应根据一致电网数据模型,以地图为进口,承载全类型电网设备图形、拓扑、台账的修改、剖析和办理,完成地舆、物理、办理数据交融,以灵敏敞开、全面兼容的方法支撑新式电力系统相关事务使用。

  数字技能结合电力事务场景将激宣布更大价值。在数字调度方面,根据云边协同的数字电网技能架构,以虚拟电厂、微网等为聚合载体,根据人工智能的多能互补、自治优化的散布式操控、边际集群核算、主配一体协同操控技能,完成云边协同、泛在接入、灵敏定制和就地决议计划,满意不同类型电源、微网的海量接入和大规划协同优化,支撑大电网自主巡航及园区微网才智化办理。

  在数字输电方面,根据物联网渠道,使用WAPI、斗极定位、智能纠偏和使命航线等新技能,晋级机巡系统,打造云巢巡检新模式,完成航线智能规划、无人机长途主动驾驶。研发简易无人机巢、输电感知终端、通讯终端和输电智能网关,完成架空、电缆线路的全面监测与数据收集,完成输电全景信息交融、全域智能决议计划,进步输电网安全运转和防灾抗灾才能。

  在数字变电方面,依托数字技能,优化晋级变电智能网关,完成变电站二、三区数据全收集;依托南网云和全域物联网渠道建造变电运转支持系统,强化人工智能算法研讨,进步对表计、设备缺点的辨认准确率,开发巡角度位优化装备功用,做实智能巡视;环绕程序化操作,优化智能操作功用,终究构建全景感知、危险可视、操作可达的数字孪生变电站。

  在数字配电方面,以配网出产一线需求为导向,以配电智能网关、智能传感器、智能一二次交融设备为中心,根据全域物联网渠道、南网智瞰等支撑渠道,打造配网出产运转支持系统,完成配电网设备状况通明、运转状况通明,支撑配电网智能运维、智能服务、智能作业,全面进步供电牢靠性和客户服务水平。

  在数字用电方面,环绕“双碳”方针和新式电力系统要求建造需求侧办理渠道,包含资源办理、有序用电、需求呼应、电能代替、节能服务等功用,支撑智能用电事务展开;布置主动需求呼应操控器、低压负控开关等终端设备,做实需求侧负荷调理才能;客户侧推行电能代替设备、微网和储能产品,完成绿色低碳、科学有序用能。

  以“数字技能+电力事务”推进新式电力系统建造是一个绵长且困难的进程,各范畴应一起探究,不断进步新式电力系统服务才能,促进我国动力工业转型晋级,构建清洁低碳安全高效动力系统。

  (郭晓斌系南方电网数字电网研讨院有限公司数字电网分公司总经理;刘灏系华北电力大学电气与电子工程学院副教授;毕天姝系华北电力大学副校长)

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