如此快速的处置效率得益于智能运检管控平台的可视化防护体系,请谈谈泛在电力物联网与配电自动化系统之间的关系

泛在电力物联网将带动
电力系统形成巨大产业链——访山东理工大学智能电网研究院院长徐丙垠

日前,在国网沧州河北供电公司智能运检管控中心可视化智能管控平台上,系统监测报警后迅速匹配通知了距离最近的巡线员。仅5分钟后,任丘西环路供电所的工作人员就到达吊车作业现场,将吊车驱离了线路保护区,避免了一起吊车施工碰线事故。如此快速的处置效率得益于智能运检管控平台的可视化防护体系。
我国经济社会的快速发展,电网设规模持续增大,运维检修任务逐年增加。另一方面,自然灾害多发频发,电网设备运行环境恶劣,供电可靠性要求不断提高,大电网安全保障压力和难度显著增加,造成传统运检管控模式难以适应新时期电力安全生产需要。
在之前,传统运检工作方式和管理模式落后:电网运检智能化、信息化水平难以适应电网的发展需求,设备状态智能分析、评估能力不足,日常业务管控手段落后,极大地限制了生产现场风险管控和应急指挥能力。
2019年以来,河北沧州供电公司建成智能运检管控中心,全面推广应用智能运检管控平台,任何风吹草动都可以了如指掌,系统还会根据巡线员定位调配处置人员,大大提高了工作效率。
截至目前,沧州市共在1015个杆塔点位安装了24小时高清视频监控和报警系统,遇有线下吊车、水泥泵车等违法作业会主动推送报警信息。输电线路监控系统升级为新一代“通道实时监视、隐患智能识别、人工及时消除”的可视化防护体系。
可视化防护体系可24小时自动巡视,当监测到线路下有违章作业时,会准确定位,并迅速通知距离最近的巡线员赶往现场处置。可视化防护体系解决了线路保护区违法作业排查难、处置慢、取证难、运行维护成本高等问题,确保了输电线路安全稳定运行。

国网山东电力率先建成 基于配电物联网技术的配电室

2019年4月10日

2019年4月3日

山东理工大学智能电网研究院院长、博士生导师徐丙垠长期致力于配电网继电保护与自动化、智能配电网研究。近日,徐丙垠在接受本报记者采访时表示,目前配电自动化系统存在的“痛点”,可以通过建设配电物联网来解决,建设泛在电力物联网将带动电力系统形成巨大产业链。
记者:国家电网有限公司年初提出了“三型两网、世界一流”的战略目标。您长期研究配电自动化,请谈谈泛在电力物联网与配电自动化系统之间的关系。
徐丙垠:建设泛在电力物联网,其中覆盖配电网的部分应是重点,称为配电物联网。一方面,目前我国的配电网仍然比较薄弱,制约了供电安全性与可靠性进一步提升,需要通过建设一流配电网以及与之相适应的配电物联网来补齐短板。另一方面,分布式电源、储能装置与电动车的接入都在配电网侧,用户与电网的互动主要在配电网中进行,需要通过配电物联网的建设支持分布式电源即插即用,实现源储荷网之间的实时友好互动。
常规的配电自动化系统主要针对中压配电网的监控与故障处理,很少覆盖低压配电网,几乎不涉及负荷侧,难以实现分布式电源管理、虚拟发电厂、需求响应等高级应用功能,也不能为其他系统提供配电网的全景数据。而且,目前的配电自动化系统是一个主从式集中控制系统,没有解决好终端之间的对等通信与数据安全交换问题,不能很好地支持分布式自治控制功能。由于缺少统一的数据模型,硬件与软件设计开放性差,配电终端与应用软件的即插即用无法实现。
配电物联网是配电自动化系统的扩展、升级与提高,具备良好的安全性与开放性,能够更好地支持面向智能配电网与主动配电网的各种应用,是配电自动化系统发展的新阶段。目前配电自动化系统存在的“痛点”,可以通过建设配电物联网来解决。
记者:您认为泛在电力物联网建设需要哪些核心技术?
徐丙垠:泛在电力物联网实现所有电力设备、运行管理人员和用户的互联互通,其中的终端与信息处理系统要做到即插即用;软件设计应打破过去一个厂家包办的封闭式做法,将应用软件通过开放式应用程序接口访问底层数据,使其像智能手机一样,支持第三方APP接入。
目前的通信协议(如IEC101/104)只是解决了数据传输的标准化问题,并没有对“数据是什么”做出统一定义。APP在访问数据时,只有通过查看数据源装置设计者提供的信息点表文件,才能了解数据的来源与含义。而信息点表是由各个厂家自行定义的,因此,系统的安装调试工作量非常大,并且制约了第三方APP的开发与应用,限制了新技术的发展。解决问题的途径,是采用全球统一的数据模型。可以说,没有统一的数据模型,就不可能有真正意义的泛在电力物联网。
现在发布的国际电工标准数据模型,主要覆盖了变电站自动化、配电自动化与分布式电源等部分的应用,还有相当一部分应用没有标准模型。在建设泛在电力物联网过程中,一方面要遵循国际电工标准模型,避免另起炉灶,做重复性的工作;另一方面也要积极参加国际电工标准的制定工作,既满足电力物联网建设的需要,同时也推动我国研究成果成为国际标准。
在网络安全方面也需要核心技术。现有的电力自动化信息系统是一个相对封闭的系统,一般局限在专用网内,而泛在电力物联网是一个开放的系统,要满足公用网中终端与用户的访问需求,对网络安全提出了更高的要求。此外,泛在电力物联网中的终端具备边缘计算功能,能够实现分布式自治控制,例如馈线终端不依赖于主站实现故障隔离与供电恢复控制,分布式电源终端能够接收上游开关动作的信息,在配电线路出现孤岛运行状态时将分布式电源切除,这就要求终端之间能够进行实时对等通信。目前,终端与主站通信的加密措施耗费大量的软件与硬件资源,不适用于终端之间通信的安全防护,需要研究针对分布式控制的安全加密技术。
另外两项核心技术是大数据与人工智能技术的应用。泛在电力物联网全面感知电力系统运行与业务状态,运用大数据与
AI技术分析所获取的海量感知数据,实现电力系统优化运行、电力设备故障预警与用户行为分析、市场风险控制等高级应用,对提高电力系统的运行安全可靠性与运行效率、改善用户服务质量具有十分重要的意义。
记者:您认为泛在电力物联网将会带动哪些产业的发展?
徐丙垠:泛在电力物联网会直接带动传感器、电力二次设备以及信息通信产业的发展。更重要的是,泛在电力物联网提供一个安全开放的数据交换、运行控制与管理平台,将电力设备、电力运行人员与用户随时随地连接起来,将推动分布式发电、储能、电动车、智能家电、数据分析服务、系统运维服务、电力系统调峰辅助服务、电力交易服务、高效综合能源利用等新设备、新业务、新商业模式的发展,会围绕电力系统形成一个巨大的产业链。
泛在电力物联网建设为配电自动化业务的升级与发展提供了巨大的机遇。
在配电自动化和信息化建设方面,国网山东电力一直处于领先地位,为泛在电力物联网建设奠定了雄厚的基础。我们将进一步推动与国家电网公司各单位的合作,开展基于物联网技术架构的新型配电终端研究,实现配网运行状态更全面的监测分析,配网故障异常的更精准定位诊断,为电力客户提供更良好的服务交互。

3月25日,山东济南东城逸家小区配电室改造完成并送电,标志着国网山东省电力公司以智能配变终端为核心,率先建成基于配电物联网技术的配电室,实现“云、管、边、端”配电物联网技术体系的落地应用。

国网山东电力自2018年8月开始,按照国家电网有限公司配电物联网顶层设计架构,积极开展配电物联网新技术攻关、智能设备研制和试点落地应用。此次建成的配电室共包括2台变压器、9台低压柜、6台低压分支箱、26台表箱及78台智能设备的物联网化改造,创新应用28项技术成果,有效验证了配电物联网新技术的实用化。

本次试点在配电物联网的五大技术方面取得关键突破,即:全息感知实现全景监测、即插即用实现快捷互通、物联组网实现泛在互联、云化主站实现弹性扩展、边缘计算实现就地决策。

这些技术可在数据交互支撑、设备智能管控、多业务融合和智能决策等方面,助力解决目前配电专业的痛点和难点问题。其中,智能配变终端综合研判故障区间,定位停电范围能够精确到户;故障抢修通过云化主站进行智能化处置,变传统被动抢修为主动检修;自动精准识别“变-线-户”低压拓扑,有效解决营配数据贯通的难题;实时监测设备运行状态,针对性开展主动运维,实质提升供电可靠性;智能设备即插即用,最大化减少现场调试和运维工作量,有效提高建设效率。

下一步,国网山东电力将统筹推进智能配变终端推广和配电物联网示范区建设,全面建设配电物联网示范区。同时,该公司将深入总结提炼试点建设成效,创新优化配电网运维管理模式,助推配电专业管理模式由“生产主导型”向“服务主导型”转变。来源:国家电网报

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