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【市场动态】物联网“渗入” 看电力物联网如何玩转智能电网

【市场动态】物联网“渗入” 看电力物联网如何玩转智能电网 中国电源
2016-09-08
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导读:来源:国研中电EPTC微信公众号导读: 物联网对于电网来说,并非一个全新的事物,相关技术已经“渗入”智能电网


来源:国研中电EPTC微信公众号


导读: 物联网对于电网来说,并非一个全新的事物,相关技术已经“渗入”智能电网的各个环节,被用于信息采集、状态监测、回馈控制等,从而全方位提高智能电网各环节的信息感知深度和广度。

  物联网对于电网来说,并非一个全新的事物,相关技术已经“渗入”智能电网的各个环节,被用于信息采集、状态监测、回馈控制等,从而全方位提高智能电网各环节的信息感知深度和广度。2014年国家工信部网站发布了《工业和信息化部2014年物联网工作要点》,从突破核心关键技术、推进应用示范等多方面进行任务细分,并提出支持政策。这对物联网发展无疑是利好消息,甚至可能成为促进智能电网发展的一道推力。

  配电网+物联网

  目前,南方电网公司已经踏上了物联网应用的探索之路,物联网成为了公司信息化规划的重要组成部分。目前,已经在小范围对物联网进行了试点研究和应用,例如在智能小区用电管理方面,通过智能插座以及无线组网的方式对家庭用电设备用电情况进行统计,并实现对全屋家电的无线遥控;在高压变电站,实现了无线自组网的变压器温度实时监测,从而减少变压器因温度过高引起的故障;基于现实增强技术(AR)的现场作业管理,通过谷歌眼镜实时进行设备识别和接收设备信息,同时支持远程技术支援,从而方便班组检修。同时,还尝试将物联网技术与无线专网传输、大数据等技术结合,进一步实现电网精细化管理。

  电力物联网可以提供对电网基础运行业务和企业现代化运营模式的全方位支撑,重点围绕电力物联网感知层、网络层及应用层展开:感知层重点研究统一的信息模型,具体包括统一标识、统一语义、统一数据表达格式、安全防护等,形成相关标准规范,研发系列传感器、传感芯片、标准化通信模块及信息格式转换设备等。网络层重点研究并制定统一通信规约,研发标准化通信芯片、无线通信装置、骨干网通信装置、标准化接入网关、网管系统等,引入多种融合通信技术,丰富通信手段,解决信息中远距离可靠传输问题。应用层重点研究基于SG-ERP架构的物联网统一数据模型,实现数据存储管理及统一服务,开发电力物联网综合应用平台,为现有业务系统及应用服务提供支撑。


电力物联网特点

  首先,电力物联网实际上是专用网。电力物联网可用的基层网络可以有很多种。根据应用的需要可以是电力行业通信专网,也可以是新建的专用于电力物联网的通信网,在应急情况下就可以部分采用公众通信网。原则上,电力物联网只有电力系统才能连进去,电力物联网的绝大多数信息流只能在电力系统内部流动。其次,电力物联网往往是受限网络。物联网在电力系统中有大量丰富多样的应用,电力系统不同的应用对信息提出不同的需求。所以,电力物联网的应用多样性与承载平台的通用性之间需要有应用中间件来适配,进行数据过滤、数据挖掘与决策支撑等智能信息处理。物联网信息对于各种应用是受限的。同时,电力物联网具有严格的用户身份识别、验证、鉴权制度,不同用户享受不同等级的物联网服务。所以电力物联网也是用户受限的。最后,电力物联网具有高度的安全性和可靠性。由于电力物联网直接支撑电网业务,所以电力物联网很大程度上影响着电力系统的安全稳定运行。所以建设坚强智能电网必须要求电力物联网具有极高的安全性和可靠性。

  国家电网公司对物联网的研究应用。基于“统一规划、统一标准、统一组织、统一实施”的原则以及SG-ERP总体架构,国家电网公司电力物联网建设集中了公司系统内电力物联网核心攻关团队及优势资源,进行规划研究、标准制定、产品开发、产品验证,并通过建立应用示范,逐步推广物联网应用,实现与智能电网的同步建设。

  电力物联网应用

  利用物联网技术,可以提高对配电线路等电网设备的感知能力,并很好的结合信息通信网络,实现联合处理、数据传输、综合判断等功能,提高配电网的技术水平和智能化水平,配电线路状态监测是其重要应用环节之一,主要包括气象环境监测、线路微风震动等,这些都需要物联网技术的支持,包括传感器技术、智能分析和处理技术、数据融合技术及可靠通信技术。

  在配电系统中应用物联网技术,可提高配电网设备的自动化和数字化水平、设备检修水平及自动诊断水平,通过物联网可对设备环境状态信息、机械状态信息、运行状态信息进行实时监测和预警诊断,提前做好故障预判、设备检修等工作,由于各种原因,电力设备会发生发热现象,设备各部位温度表征设备运行是否处于正常运行状态的一个重要参数,采用无线传感网络技术,可实现对设备温度的实时监控,同样,物联网技术可用于电力杆塔或重要设施的全方位防护,通过在杆塔、配电线路或重要设备上部署各种智能传感器和感知设备,组成多传感器协同感知的物联网网络,实现目标识别、侵害行为的有效分类和区域定位,从而达到对配网设备全方位防护的目标。

  我国配电网环境多样、复杂,自然环境、人为活动都会对配电网线路产生影响。物联网在这方面的应用主要包括:巡检人员的定位、设备运行环境和状态信息的感知、辅助状态检修和标准化作业指导等。

电力物联网发展

  电力物联网技术将在智能电网的诸多环节广泛应用。有些物联网技术已经被应用,有些还需要加大推广应用力度。

  配电环节是智能电网中一个极为重要的环节,目前已经开展了许多相关的工作。结合物联网技术,可以更好地实现这些高级应用,提高输电环节的智能化水平和可靠性程度。物联网在输电环节中可以实现具有较大规模的产业化应用。

  变电环节是智能电网中一个十分重要的环节,目前已经开展了许多相关的工作,主要是全面开展变电站综合自动化建设。物联网在配电网自动化方面的应用主要集中在以下几个方面:快速故障诊断、隔离和自动恢复供电、无功/电压控制、配网潮流检测分析计算等。

  电力设备的状态检修是工业化国家普遍推行的一种科学的设备检修管理策略。物联网技术在配电网现场作业管理方面的应用主要包括:身份识别、电子标签与电子工作票、环境信息监测、远程监控等。搭建配电网现场作业管理系统,实现确认对象状态,匹配工作程序和记录操作过程的功能,减少误操作风险和安全隐患,真正实现调度指挥中心与现场作业人员的实时互动。

  结合物联网技术可以研究不同类型风电机组的稳态特性和动态特性及其对电网电压稳定性、暂态稳定性的影响;提出风电场接入电网的可靠性分析评估方法,建立可靠性模型,开发相应的分析软件。开发风能实时监测和风电功率预测系统;建立风电机组/风电场并网测试体系;研究风电场继电保护技术及保护配置方案、定值整定;研究变流器、变桨控制、主控及风电场综合监控技术、低电压穿越技术;开发出具有自主知识产权的风电运行、控制、保护等系统,进行产业化推广应用。联网技术的应用有助于研究大规模核电、风电和特高压输电对系统内抽水蓄能容量规模的要求;研究“三华特高压同步电网”中抽水蓄能电站的联网效益,主要分析错峰、调峰、水火互济、跨流域补偿、互为备用和调剂余缺的能力;研究大型抽水蓄能电站在智能电网功能定位,逐步实现调峰填谷、核蓄互助、风蓄互补,开展大容量蓄能机组直接接入特高压电网的研究、实现蓄能机组事故备用、潮流调整等功能扩展;研究抽水蓄能电站的智能调度运行控制技术,依靠自主创新,开发研制抽水蓄能电站关键设备,包括计算机监控、调速、励磁、变频器等,并投入示范应用;初步研究蓄能机组跟踪风电功率变化的功率调节技术,在风蓄互补系统中发挥更大作用;制定满足电力系统需求的蓄能机组机网协调和辅助服务等技术标准。深化抽水蓄能黑启动功能研究,200MW及以上蓄能机组带地区小负荷孤网运行可靠保证。物联网技术同样有助于开展钠硫电池、液流电池、锂离子电池的模块成组、智能充放电、系统集成等关键技术研究;开展智能电网中储能电源规划设计和运行调度技术的研究;逐步开展储能技术在智能电网安全稳定运行、削峰填谷、间歇性能源柔性接入、提高供电可靠性和电能质量、电动汽车能源供给、燃料电池以及家庭分散式储能中的应用研究和示范。加强大型压缩空气储能等多种蓄能技术的研发,在重大技术突破的基础上开展试点应用。



中广核如东海上风电项目全场投运

来源:新华网

9月8日,中国广核集团(下称“中广核”)在北京召开新闻发布会,宣布中广核如东海上风电项目已取得电力业务许可证,标志着中广核自主开发建设的江苏如东15万千瓦海上风电示范项目(下称“如东项目”)全场投入商业运行,也标志着我国海上风电发展实现了历史性的重大突破。

如东项目是我国符合‘双十’标准(海上风电场原则上应在离岸距离不少于10公里、滩涂宽度超过10公里时海域水深不得少于10米的海域布局)的、真正意义上的海上风电项目,是中国全场投运的离岸距离最远、装机容量最大的海上风电项目。据中广核新闻发言人黄晓飞介绍,如东项目距离海岸约25公里,海底高程在-8米至-14.6米之间,他表示,如东海上风电示范项目攻克多项世界性难题,其的建成投运,标志着我国掌握了海上风电建设的核心技术,也让我国成为继德国、英国等国家后,少数几个具备海上风电建设核心能力的国家之一。

据了解,如东项目位于江苏省南通市如东县黄海海域,2015年5月8日正式开工建设,共安装38台风电机组,总装机容量为15.2万千瓦,年上网电量可达4亿千瓦时。

国家风电发展“十二五”规划明确指出,鼓励在水深超过10米、离岸10公里以外的海域开发建设海上风电项目。与潮间带风电相比,海上风电技术难度更大,要求更高,需要克服海上施工、抗海水和盐雾腐蚀、电缆远距离铺设等多个技术难题,有些甚至是世界级的难题。出席发布会的中国广核新能源控股有限公司(以下简称中广核新能源)副总裁李亦伦表示,作为我国首个“双十”海上风电项目,如东项目实现了国内外的多项技术创新。

“比如,如东项目建成的亚洲首座海上升压站,采用陆上模块化建造、海上整体吊装的施工方案,不仅减少了海上施工作业时间,而且保证了海上升压站的产品质量。另外,在如东项目中,铺设了国内最长的两根110千伏三芯海底电缆,单根海缆长达28.5公里。而在建设过程中,如东项目创新性地采用了可拆卸式稳桩平台浮吊吊打沉桩等施工工艺,实现了首个深水区无过渡段单桩、稳桩平台工艺,成功解决了单桩垂直度需控制在千分之三以内的世界难题。”李亦伦表示,中广核将逐步推广应用如东海上风电的设计、开发、建设、运维等成功经验,积极为我国海上风电建设做出贡献。

此外,如东项目风机基础防护采用砂被护底设计方案,成功解决海上风机基础冲刷防护的世界性难题。首创采用基础爬梯、电缆J型管、牺牲阳极板块等集成式基础套笼设计方案,套笼在陆上整体制作好之后再到海上一体化安装,也有效缩短海上作业时间。

黄晓飞表示,作为国家示范项目,如东项目投运后,也将为我国海上风电发展的行业标准制定、上网电价确定等提供重要参考。未来,中广核将持续提升海上风电建设、运维技术水平,促进海上风电产业链成熟、技术标准体系完善,推动我国海上风电持续健康发展。

据了解,如东项目预计年上网电量可达4亿千瓦时,与燃煤电厂相比,每年可节约标煤13.1万吨,减少二氧化碳排放量26.7万吨、灰渣4.9万吨、烟尘1.3万吨。中国广核新能源江苏分公司总经理、如东项目公司法人代表孙扩业表示,如东项目的建设和投运是中广核作为央企,积极承担国家责任、社会意识的体现,中广核将为引领海上风电相关产业链发展继续做出贡献。

中广核新能源控股装机容量达2111万千瓦

目前,海上风电技术在全球方兴未艾。黄晓飞介绍,今年7月22日,中广核欧洲能源公司与法国合作方组成的联合体,在欧洲范围内首次进行的规模化漂浮海上风电示范项目招标中脱颖而出,成功中标法国大西洋布列塔尼地区的格鲁瓦(Groix)项目,成为首家进入漂浮海上风电技术领域的中国企业。漂浮海上风电技术,作为未来的发展方向之一,具有广阔的发展空间,该技术可利用的海风资源占全球可利用海风资源的70%以上。

据中广核新能源董事长陈遂介绍,中广核2006年进入风电领域,经过十年的稳健发展,现项目已遍布全国27个省区,吊装容量突破1000万千瓦,年发电量达到130亿千瓦时,并形成了国内与国外、海上与陆上、风力发电与专业化服务全面发展的格局。

陈遂表示,中广核在新能源领域不断加快海外拓展,海外装机容量已达884.3万千瓦,项目覆盖韩国、澳大利亚新加坡、马来西亚、埃及、孟加拉、阿联酋巴基斯坦等国家和地区,并成为孟加拉国和埃及第一大独立发电商、马来西亚第二大独立发电商,成为“一带一路”建设的先锋。

陈遂表示,中广核已具备每年新增投运200万千瓦风电的自主开发建设能力,以及较强的太阳能项目建设、运维和技术研发能力。


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