将引流线与主行线搭接在一起,随着国家环保政策的不断落实

国网联研院如何支撑泛在电力物联网发展?——访全球能源互联网研究院有限公司董事长、党委书记滕乐天

融合新技术 用能更智慧——走进国网天津综合能源服务中心

生态环境部生态环境监测司司长柏仇勇在例行发布会上介绍,将研究制订起草《生态环境监测条例》,通过条例的制订,进一步明确各级生态环境监测的法律地位和作用,保护各级各类生态环境监测机构的权利和义务,同时也进一步强化各界生态环境监测机构的法律责任。
2018年是我国生态环境保护事业发展史上具有重要里程碑意义的一年。蓝天、碧水、净土三大保卫战齐头并进,常态化的中央环保督察将生态环境执法上升到“史上最严”。
2018年,生态环境部印发了《生态环境监测监督检查三年行动计划(2018-2020年)》,会同国家市场监管总局出台了《关于加强生态环境监测机构监督管理工作的通知》《检验检测机构资质认定生态环境监测机构评审补充要求》两个文件,为规范监测市场健康有序发展提供了制度保障。
此外,2018年生态环境部组织开展了三个专项行动:一是联合市场监管总局对生态环境监测机构进行了专项检查;二是对排污单位自行监测开展了专项检查;三是对自动监测运维单位的运维质量进行了专项检查。
环境监测是治理环境污染、衡量环境质量、检验治理效果的基础。近年来,在国家的高度重视、利好政策的拉动以及严格的法规标准倒逼下,环保行业迎来发展的黄金时期。
作为环保产业的细分领域,环境监测也将充分享受到政策红利,迎来快速发展时期。业内预测,2018年我国环保产业产值将达到7.3万亿元,未来五年(2018-2022)年均复合增长率约为21.25%,2022年将达到15.8万亿元。
随着国家环保政策的不断落实,环境监测系统正在全国范围不断推进,政策的催化作用逐步开始生效。同时,国家在环保领域投入持续加大,将进一步推动环境监测行业发展。

2019年5月9日

2019年5月14日

记者:联研院如何从基础前瞻、共性关键技术研究和信息安全技术等方面,为公司建设泛在电力物联网提供支撑?
滕乐天:在能源转型的大背景下,国家电网有限公司提出打造枢纽型、平台型、共享型企业,建设运营好坚强智能电网与泛在电力物联网。这是加快公司新旧动能转换、推进能源生产和消费革命、引领行业转型升级的重要举措,具有深远意义。
建设泛在电力物联网,数据的采集、传输与安全这三方面的技术最为关键。目前,联研院重点围绕支撑泛在电力物联网的智能穿戴、先进通信、图计算、大数据、人工智能等方面新技术开展研究,为公司提供基础前瞻、共性关键技术研究和信息安全的技术支撑。
公司在科研、产业结构调整优化过程中,将信通板块科研业务从中国电科院全部划转至联研院,成立了信息通信研究所、计算及应用研究所,重点围绕智能感知、物联网、先进计算、人工智能、网络安全等开展基础共性技术研究、核心装备研发和成果转化应用,同时承担公司信息安全日常督查监控、应急处置、安全红队和工控安全等工作,有力推动了信息通信技术与电网技术、经营管理的深度融合。
此外,联研院通过构建涵盖终端、网络、平台、应用、安全的泛在电力物联网基础共性技术创新体系,加快推进关键技术研究、核心装备研制与成果转化,并围绕智能传感与融合通信、边缘智能与泛在物联、电网拓扑高性能分析、大数据与人工智能应用、能源路由器、综合能源站、电力物联网全场景安全防护等7个方面任务加强技术攻关,全面支撑对内业务、对外业务、数据共享、基础支撑、技术攻关和安全防护6个方面11个重点方向的泛在电力物联网建设工作。
记者:目前这7个方面技术研发的进展情况如何?您认为在哪方面将率先突破?哪方面需要加强力量重点突围?
滕乐天:目前7个方面重点研发任务中,能源路由器、综合能源站、大数据与人工智能应用、电力物联网全场景安全防护这4个方面的技术研发已经率先取得突破。智能传感与融合通信、边缘智能与泛在物联这两方面技术正在加强研发力量突破中。
联研院在夯实信通专业传统优势基础上,研发了特高频局放无线监测与定位、工业级增强现实智能头盔及云平台等智能传感设备及系统,研制了微功率无线通信芯片、跨频带认知电力线载波通信等网络通信核心器件及设备,开发了基于图计算的电网高性能计算分析、输电线路巡视图像视频智能分析等应用系统,研制了可信芯片及可信计算平台、移动终端安全监测及加固等网络安全设备及平台。
接下来,联研院将整合优势研发资源,建立“云管边场端”集成研发环境,聚焦泛在电力物联网基础共性技术研究,并基于多能转换技术,打造综合能源“多站合一”新兴业务研发平台,为公司拓展新兴业务提供基础共性技术支撑。
记者:泛在电力物联网建设对新技术新设备的研发要求很高,尤其是信息数据的处理。联研院有什么举措来支持公司保持技术上的竞争优势?
滕乐天:多年大量基础研发工作使联研院在一些领域已经积累了一些优势。下一步,针对泛在电力物联网建设需求,联研院在5个方面进行研发布局。
智能传感方面,重点开展多传感器融合技术研究,攻克多参量微型传感器及片上系统集成、传感器低功耗和自取能等技术,推动传感器向高集成、低功耗、微型化方向发展;开展新型传感机理、结构、封装工艺研究,研发适用于复杂工况的传感核心元器件,提升各类传感器应用可靠性。
网络通信方面,推进电力无线专网、5G通信及网络切片技术在客户侧的应用,提升网络覆盖能力;突破软件定义网络技术,促进异构网络互联互通;攻克“电力线载波+无线”融合通信技术,打通泛在接入的“最后一公里”。
物联平台方面,突破端到端连接管理、终端管理及高并发消息处理等关键技术,促进各类业务互联互通;重点推进图计算及图数据库等新技术的应用,解决亿级规模并且具有复杂关系的数据分析与计算问题,同时满足大量并行计算及实时响应需求。
综合能源方面,重点研发新型能源路由器,突破电、热、气等多类型能源高效转化及时空协同控制技术,探索化学储热、高温燃料电池技术,深化“大云物移智”在能源路由器中的融合应用,支撑“多站合一”综合能源新兴业务。
信息安全方面,攻克漏洞自动挖掘与隐患智能探测技术,突破多场景攻击联动防御与智能防渗透技术,积极探索芯片级物理信息防护技术,推动信息安全由“被动防御”向“主动免疫、智能防御”演进。
记者:除了技术研发,各个系统的协同也是泛在电力物联网建设过程中备受关注的点。联研院有哪些举措更好推进跨领域跨学科的技术研发?
滕乐天:跨领域跨学科技术研发最重要的还是协同攻关和融合创新。
联研院充分发挥各研究所、海外研究院资源优势,打破现有科研体系下的人才交流、专业交流壁垒,围绕泛在电力物联网建设目标,建设跨领域、跨学科、跨单位的科研攻关团队,实施项目经理负责制,更好地释放人才、技术、信息等创新要素活力,形成联合攻关的创新协作能力。
作为公司首批“双创”建设示范基地之一,联研院成立了系统内首家知识产权运营中心,吸纳系统外高水平专家及其创新团队进行开放式创新,并运用市场化激励方式促进科技成果的转化和推广运用,整合并发挥系统内科研、产业单位及海外院优势,构建科技创新全流程利益共同体,为泛在电力物联网建设提供坚强技术支撑。

两条机械臂将引流线传入穿刺线夹,向上举升到作业位置,随后拧紧螺栓,将引流线与主行线搭接在一起,带电接引流线的模拟操作流程就完成了。

5月9日,在国网天津综合能源服务中心二层展厅,“改革先锋”、“时代楷模”、天津滨海供电公司职工张黎明带领团队自主研发的“创享2号”人工智能配网带电作业机器人正在进行演示。

这栋位于天津滨海新区中新天津生态城生态科技园的五层建筑里,正展示着国网天津市电力公司运用“大云物移智”等技术与能源电力深度融合的最新成果。

新方案让用能更高效

未来,你或许将购买到更为轻薄的电视、笔记本电脑,更轻便的电磁炉、微波炉。其实,这些产品形态的变化,并不仅仅是产品设计师的功劳。

为了满足我国目前民用220伏交流电电源要求,这些由直流电能驱动的电器都在设备内部设置了整流器,将交流电能再次转换为直流使用。未来,它们可以直接从家中获得直流电能,电器内部也就不再需要整流器,设备自身的体积和成本都将进一步下降。

令家庭用户直接获得直流电能的,正是国网天津电力自主研发的八端口柔性多状态开关站。

这一开关站集变压、换流功能于一身,可输出不同电压等级的交直流电能,相当于在家庭之外的箱式变压器环节完成了电器内部的整流过程,省去了电器自身的交直流转换环节。开关站还可直接接入分布式光伏、风力发电机产生的直流电进行传输,减少交直流相互转换的次数,降低能源转换过程中的浪费。

“八端口”是多状态开关站的最大亮点,意味着该站可以接入更多不同类型和电压等级的电能,同时根据客户类型和需要输出不同电压等级的交直流电能,实现更加灵活、柔性的电能转换。

“减少转换环节、提高用能效率,这一定是未来的发展趋势。”负责承建综合服务中心的国网综合能源服务有限公司总工程师卢欣说。

八端口柔性多状态开关站计划于明年9月前在天津北辰大张庄小镇试点应用。未来,这里将作为两个智慧能源小镇之一,成为国网天津电力打造智慧能源服务平台、落实泛在电力物联网建设的对外突破点。

相较于众多还处于研发阶段的技术创新,二层展厅另一端的虚拟电厂,已经有了两年的实践经验。

2017年,虚拟电厂的蓝本——天津市能源供需互动服务平台上线运行。目前,该平台共开展2次春节填谷和1次夏季削峰需求响应,累计降低参与企业用能成本2000余万元。

去年夏季,74户企业参与需求侧响应,实现避峰负荷29.5万千瓦。今年春节通过竞价参与模式,抬高负荷33.6万千瓦,有效缓解了热电矛盾。未来,虚拟电厂的投运将进一步助力天津市需求响应工作的开展。

所谓虚拟电厂,是通过调控、通信等电网技术,把分布式电源、储能以及工业用户、商业用户、电动汽车等可控负荷整合起来,作为一个特殊电厂,参与电网运行和调度。

目前,国网天津综合能源服务中心所在的中新天津生态城正在建设中的2万千瓦规模虚拟电厂,投资成本仅为传统火电机组的十分之一。国网天津电力计划2020年在全市建成40万千瓦城市级虚拟电厂,可开展常态化负荷资源调节,实现用户侧削峰和填谷两个方向的资源灵活调动。

新技术助力用能管理

2020年,我国电动汽车保有量将达到500万辆,大规模集群放电功率可达2000万千瓦,接近三峡水电站装机容量。但若想真正利用电动汽车中的电能,使其成为电网的潜在移动能源库,反向充电技术的推广应用必不可少。

在国网天津综合能源服务中心的电动汽车与电网互动系统展台上,电动汽车无线大功率充放电技术正在展示。埋于地面下的供电导轨以高频交变磁场的形式,将电能传输给在地面上一定范围内的车辆接收端电能拾取机构,给车载储能设备供电,是汽车无线充电的技术要点。

“目前这一无线充电装置的功率可达22千瓦,是当前国内先进水平的两倍。不仅如此,它还可以实现车辆向电网侧送电,使移动侧储能成为现实。”国网综合能源服务有限公司技术工程部主任吴明雷介绍说。

在无线充电过程中,系统可以智能感知电网与电动汽车状态,实现双向互动。当负荷临近最大值时,系统将自动降低充电功率,缓解台区负荷压力;当出现配网故障停电时,若台区负荷降为零,系统将控制电动汽车反向送电,保障台区内重要设备的短时平稳运行。目前已投入使用的大规模有线充电桩,同样可以实现上述功能。

对用户而言,系统能够记忆用户的充电习惯,根据峰谷电价变化情况,给出最经济合理的充电建议,引导用户在谷段电价较低时充电,减轻电网负载,实现更加智能的用能管理。

同样主打智慧用能理念的还有新型智能电能表,只要家中有电器在使用,电表就可以根据电流和电压数据智能辨识正在运行的电器类型,并实时显示用能数据。

所获取的用能数据经过汇总整理,将为客户提供准确、可信的分项电费账单,通过定制个性化的节能策略,帮助客户降低用能费用。

以某一客户为例,当月他所在小区家庭在空调这一电器上的平均用电是100度,而这位客户的用电达到150度,供电公司就会在月电费账单中做出提示,建议客户适当调整温度或减少空调使用时间。随着生活电气化水平的逐步提高,负荷辨识技术将成为客户的节电帮手。

吴明雷介绍,第一批新型智能电表已于5月7日安装在中新天津生态城智能公寓中,明年9月前还将有600块新型智能电表在生态城内投入使用。

基于精准感知的配电物联网、5G创新应用、智慧能源工厂、绿色能源公建……仅国网天津综合能源服务中心二层展厅就有13个展项可供参观者观看和互动。

不止于研发和展示,展厅中的技术创新将于今明两年首先应用在天津智慧能源小镇的建设之中,未来还将根据实际使用情况进行改进和推广。

“让坚强智能电网‘心有灵犀’,让综合能源服务‘尽在掌握
’,是我们做技术研发和应用的最终目的。”卢欣说。来源:国家电网报

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