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对智能电网三个重要概念的认识
2019-04-10 15:02:12.46  来源:中国低压电器网

    开栏语:“管理者说”,聚焦南方电网公司战略定位,关注能源行业热点话题,汇聚公司系统各单位各层级管理者的真知灼见,服务南方电网公司高质量发展。能源互联网、一带一路、国企改革、三大攻坚战……大家关心什么,这里就会讨论什么。本报诚邀大家各抒己见,碰撞观点,启迪思想。敬请关注。

    为落实习近平总书记“4·13”讲话和中央12号文件精神,在南方电网公司的大力支持下,海南电网公司今年将全面启动海南智能电网示范省建设。根据建设方案,海南电网公司未来三年将投资约200亿元,到2021年基本建成全国首个省域智能电网。建设的总体思路是并行推进电网智能化和企业数字化,具体内容归纳为“75111”工程,即“7”个系统工程,“5”个综合示范项目,“1”个数字电网平台,“1”个热带海岛智能电网实验室,“1”个博鳌智能电网论坛。

    在智能电网建设中,涉及到三个重要概念,即:电网智能化、企业数字化和数字电网平台。对这三个概念的准确理解和把握,于海南智能电网示范省建设十分重要。为此,笔者经过认真学习,将认识领会与大家分享,以期有所参考,更希望得到指正,以便正确指导海南智能电网建设实践。

    概言之,这三者有着密切的联系。电网智能化和企业数字化是一个事物的两个方面,如同一个硬币的“两面”,不可分离。而数字电网平台是基于电网数字化、实现企业数字化的重要基础。下面依次谈谈对三个概念的理解。

    第一个概念是电网智能化。包括两个层面:首先是设备智能化,通过在传统的电气设备用上先进的传感技术、量测技术和控制技术等实现。这里的智能化包括设备自身能够感知运行状态和健康状态,能够通过“主动报告”被感知,而且还可以受远方操作而被控制,类似传统的“四遥”。然后再通过先进的通信技术和互联网技术,实现万物互联,形成所谓的电力物联网。由于电网设备包罗万象,分布十分广泛,所以又被称为“泛在电力物联网”。其次是整个电网智能化。形成电力物联网以后,我们在不同程度地运用“云大物移智”(即云计算、大数据、物联网、移动应用和人工智能技术),对电网的智能化运行控制和维护,实现所谓的电网智能化。广义的智能电网建设,涉及发电、输电、变电、配电、用电五大环节,包括清洁友好的发电、安全高效的输变电、灵活可靠的配电、多样互动的用电、智慧能源与能源互联网、全面贯通的通信网络、高效互动的调度及控制体系、集成共享的信息平台、全面覆盖的技术保障体系等9个领域的内容。下面笔者主要围绕输、变、配、用四个专业,从工程角度简要描述,希望能让读者对智能电网的具象化认识有所帮助。

    智能变电站,通过主要设备智能化、一次系统模块化、二次系统集成化、通信系统网络化,实现变电站运行调整的远程集中控制及电气操作“一键式”自动完成。推广变电设备在线监测和巡检机器人应用,变被动教条式预试定检为主动预测式运维。智能输电线路,推广设备在线监测、无人机巡线、雷电定位、故障定位以及视频监控等技术,提升智能化运维水平。运用复合光纤相位变化检测技术,实现对线路潮流极限的动态控制,大幅提高线路运行经济性。智能配电网的内容十分丰富,通过配电自动化实现配网故障的快速定位、隔离和自愈,极大缩短非故障段停电时间。利用配网广域同步监测技术实现配网故障的精准定位,有效缩短故障抢修时间。推广智能柱上开关、智能环网柜、智能配电房,实现配网可观可视可控。低压智能台区,主要是实现低压无功自动补偿、三相不平衡和电能质量自动优化等。智能家居方面,通过智能插座、智能用电终端、智能传感和“互联网+”技术,实现家庭用能设备现地(或远程)智能控制、家居环境参数实时监测与控制,并通过能源管理系统,实现家庭能效的精益管理。

    由于篇幅所限,智能电网的工程建设内容只能择要列举一些,但也可以看出,智能电网建设是具象的,不是抽象的,也并不复杂,更不神秘。

    第二个概念是企业数字化,分两个层面和两个阶段。

    两个层面是指电网的数字化和企业的数字化。第一个层面电网数字化,是相对于实体物理电网而言的。电网智能化过程中必然伴随电网数字化,也包括两个层次:一是设备数字化,包括设备运行状况和健康状况动态参数的数字化,以及反映设备结构性能方面的静态参数(包括3D可视化)。二是电网数字化。基于设备数字化,通过建模实现整个电网乃至电力系统的数字化。数字化以后的电网,首先能做到可视化或透明化。现在的物理电网只能看到设备外观和表象,看不到它内部固有的静态参数,更看不到设备健康状况和实时运行动态,可视化让传统电网变成“透明电网”。其次实现电网的可控,包括在线进行自动控制和调整优化,还可以模拟加入“干预”,实现电网各种运行方式和情景的仿真。目前我们仍在被动地适应电网潮流的自然分布,谈不上驾驭电网,只有当潮流控制器等大功率电力电子产品广泛应用、以及整个智能电网实现系统级的全面可控以后,驾驭电网的能力才得到真正体现。

    第二个层面是企业数字化。电网数字化后必然产生大数据,但不等于就是企业的数字化。产生大数据不是目的,目的是要管理它、运用它,挖掘它的价值。只有实现“一切业务数据化、一切数据业务化”,且数据被充分运用于提升业务管理水平,才具备企业数字化的初步特征。且这只能算是企业数字化的第一个阶段,这一阶段的目的主要是满足驾驭好智能电网的需要。企业数字化的第二个阶段,是让数据真正成为一个企业的要素资源,甚至成为配置其他资源的关键要素。企业发展首先靠生产力,生产力包括劳动者、生产工具和生产资料,这是教科书的说法。未来肯定要增加数据这个要素,而且它一定是排在其他要素至少是财和物之前。现在还在流行“资本配置要素资源”的说法,未来一定会变成“数据配置要素资源”。未来数据将不仅是辅助决策,而是直接驱动决策,是对目前人脑决策的重要补充和完善。因为数据能够更加清楚和准确判断真正的需求在哪里,资源该往哪里配置,真正实现科学决策。未来南方电网公司要实现向智能电网运营商、能源产业价值链整合商、能源生态系统服务商转型,数据是很重要的基础。因为融合上下游企业、形成能源生态系统的不仅是电力,更重要的是伴随电力流动的数据。通过数据发现新的价值存在,催生新的商业机会和商业模式,支撑整个产业未来新的业态和企业的发展转型。

    第三个概念是数字电网平台。电网智能化过程中必然产生大数据,这些大数据如何被有效地利用起来,是个很复杂的技术问题和管理问题,也是众多大型企业都没有解决好的问题。南方电网公司安排海南电网公司做试点,建设数字电网平台,并对此寄予了厚望。它主要起什么作用呢?业内IT术语叫“数据中台”,我们非IT人士通俗叫企业大数据平台,是一回事。其作用有两个方面:一是对下实现集成,二是对上支撑应用。向下集成可归纳为“两个全面”:全面贯通、全面共享。全面贯通包括全环节、全时空、全过程的贯通,就是从发电到输电、变电、配电,一直到用电等电力从生产到消费的所有环节;全时空,就是电网过去的、现在的、未来的,以及多维度空间;全过程,主要指电网企业内部业务流程,从规划建设、生产运营一直到客户服务,是一个完整的业务流程;全面共享包括数据资源共享、分析能力共享、应用能力共享。通过数字电网平台能够对数据做到全面贯通和全面共享,就可以支撑上面的各类应用。所支撑的各类应用的功能,也可以归纳为“两个全面”:全面感知、全面可控。全面感知,指对电网不仅实现可视化,而且可深度感知内部运行状态,并通过仿真计算进行情景模拟,辅助分析决策,实现状态优化调整。全面可控,指实现对智能设备的实时控制,提高对智能电网的驾驭水平,提升各项业务管理指标,以及对企业运营全方位实时监控和科学决策。因此,数字电网平台建设至关重要,它是基于电网数字化、实现企业数字化的重要基础平台。

    可见,关于智能电网涉及的三个重要概念的关系,再简单打个比喻,电网智能化如同一部品质很好但设计传统的高级跑车,企业数字化则是给它配上一套现代化的电子操控系统,便于我们可以很好地驾驭它,跑出效果,而数字电网平台是支撑这套操控系统建设和运转的重要基础。

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