劉細鳳
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:隨著民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,中電力工業(yè)取得了進步,電力行業(yè)貿(mào)易數(shù)據(jù)的增長率也在不斷提高,這也意味著電力行業(yè)正在逐漸步入大數(shù)據(jù)時代。在大數(shù)據(jù)環(huán)境中應用能源數(shù)據(jù)對能源行業(yè)的發(fā)展具有決定性影響。只有深入研究能源數(shù)據(jù)的應用,我們才能了解能源行業(yè)的發(fā)展前景。特別是由于電力需求的增長和科學技術的發(fā)展,大量數(shù)據(jù)在支持網(wǎng)絡設計、為運行和穩(wěn)定智能電網(wǎng)創(chuàng)造條件方面發(fā)揮著重要作用。因此,本文主要關注大數(shù)據(jù)環(huán)境下的電氣網(wǎng)絡設計系統(tǒng)的創(chuàng)新和大電氣數(shù)據(jù)背景下的網(wǎng)絡設計策略。
關鍵詞:大數(shù)據(jù);智能電網(wǎng);電網(wǎng)規(guī)劃
0 引言
智能電網(wǎng)的使用和開發(fā)已大大改善了運輸過程中的電氣穩(wěn)定性,并適當?shù)貜浹a了先前電網(wǎng)的缺點。智能網(wǎng)絡的實際操作經(jīng)常會引起很多問題,如覆蓋范圍大和遮蓋區(qū)域模糊,因此,利益相關者需要在未來的工作中逐步化這些問題??梢?,在實踐中,在電力大數(shù)據(jù)的背景下進行電網(wǎng)規(guī)劃討論具有實際意義。
1 大數(shù)據(jù)在電網(wǎng)運用中的特征
1.1大量數(shù)據(jù)信息
近年來,互聯(lián)網(wǎng)技術在電力領域的使用變得越來越廣泛。隨著公司信息化程度的提高,在不同業(yè)務流程中產(chǎn)生的信息量非常巨大。
1.2 不同類型的數(shù)據(jù)
在電力生產(chǎn)中會出現(xiàn)不同類型的數(shù)據(jù),可以按生產(chǎn)方式分為設備監(jiān)視數(shù)據(jù)、電網(wǎng)狀態(tài)信息數(shù)據(jù)和實時采樣數(shù)據(jù)這三種類型,還可以按生產(chǎn)線的不同氛圍有發(fā)電側(cè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、輸變電側(cè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和用電側(cè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
1.3 價值潛力大
電網(wǎng)數(shù)據(jù)反映了電力行業(yè)的規(guī)律特征。通過正確的技術分析來探索大數(shù)據(jù)下,能夠從這些數(shù)據(jù)中獲得巨大的潛在價值,如社會經(jīng)濟價值。
1.4 處理速度
數(shù)據(jù)處理技術的不斷發(fā)展和信息化水平不斷地提高,使電力公司在電力調(diào)試、設備運作等方面加快了數(shù)據(jù)處理的速度。
2 大數(shù)據(jù)背景下的電網(wǎng)規(guī)劃體系創(chuàng)新
2.1 大數(shù)據(jù)背景下的電網(wǎng)規(guī)劃體系
隨著我經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展,電網(wǎng)設計的思想和方法已經(jīng)過時,因此,電力公司應積極探索與電力大數(shù)據(jù)背景相匹配的網(wǎng)絡規(guī)劃系統(tǒng)。公司需要積極尋找與其大規(guī)模知識背景相匹配的電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng),確保在競爭激烈的市場中處于不敗之地。設計系統(tǒng)通常由三個部分組成,即數(shù)據(jù)收集,數(shù)據(jù)處理和應用程序。通過靈活地使用大量數(shù)據(jù)來滿足網(wǎng)絡部署需求和運營的能力,其運作的核心是大力開展系列規(guī)劃工作,包括智能電網(wǎng)編程、用戶交互以及為提高智能電網(wǎng)部署的實際價值而作出的努力。這樣做的結(jié)果,可以避免業(yè)務風險。
2.2 各構(gòu)成模塊的功能概述
2.2.1電網(wǎng)規(guī)劃體系中的數(shù)據(jù)獲取功能
數(shù)據(jù)收集功能的重要功能是收集相關信息,例如,地理數(shù)據(jù)和電力能源需求。與傳統(tǒng)的手工測量和數(shù)據(jù)收集模式相比,地理信息的收集主要由相關人員使用無人機航測、雷達測量和其他技術完成。其具有許多勢,如操作簡便、工作量高,從而可以形成大量的電力數(shù)據(jù),以提供足夠的保護。
對于網(wǎng)絡管理的數(shù)據(jù)和信息,實際上是通過系列方法獲得的。例如,有關部門和相關領域的數(shù)據(jù)傳輸和存儲,為培訓和運用大數(shù)據(jù)能力打下了堅實的基礎。對于如何從用戶那里獲取電力需求數(shù)據(jù)這問題,主要是通過反饋平臺和相關的收集平臺,沒有專門設計來獲取此信息的技術。
2.2.2 電網(wǎng)規(guī)劃體系中的數(shù)據(jù)處理功能
通過不斷地改進以及計算機存儲技術和索引機制技術的應用,多年來,網(wǎng)絡設計系統(tǒng)中包含的數(shù)據(jù)處理功能得到了顯著改善。由于速度較慢,數(shù)據(jù)失真也大大降低了。數(shù)據(jù)處理通常包括以下幾個階段:
階段,主要是數(shù)據(jù)清理和糾正,是錯誤信息的檢索。
二階段,功能的獲取,主要是各種特征的總結(jié)不同數(shù)據(jù)的詳細信息;
三階段,檢查從數(shù)據(jù)獲得的信息之間的關系,進行關聯(lián)分析;
zui后,基于數(shù)據(jù)理解標準對勘探預測進行詳細分析,以提高數(shù)據(jù)效率。
3 電力大數(shù)據(jù)背景下的電網(wǎng)規(guī)劃策略
3.1 電網(wǎng)的發(fā)展
為了中電力工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等相關領域取得了發(fā)展。大數(shù)據(jù)功能和數(shù)據(jù)顯示出快速增長的趨勢。大量的快速處理速度、各種數(shù)據(jù)、高實用價值、高精度的特點與電力生產(chǎn)、變電站、能源有關。顯然,參與大容量網(wǎng)絡設計的電力公司可以與員工聯(lián)xi,以了解從生產(chǎn)到應用的各種網(wǎng)絡問題,然后采取適當?shù)拇胧﹣磉M行糾正,這對于促進電力公司的健康發(fā)展會產(chǎn)生積極影響。
3.2 發(fā)揮智能化在信息收集數(shù)據(jù)的勢
*,數(shù)據(jù)收集方法的準確性與參與數(shù)據(jù)和相關接收的人員的價值密切相關。智能數(shù)據(jù)收集方法有許多點,例如,可用性和速度靈活性,可以提高利益相關者的數(shù)據(jù)收集水平。因此,依據(jù)經(jīng)驗,可以使用無人機技術、GPS 定位技術、遙感技術等數(shù)據(jù)收集方法將大量相關數(shù)據(jù)存儲為電力,那么技術人員只需要盡可能盡快收集并獲取相關數(shù)據(jù)。
3.3 有效提升處理大數(shù)據(jù)的技術水平
在當前趨勢下,將能源大數(shù)據(jù)傳播到電網(wǎng)設計中的速度比處理相關個人數(shù)據(jù)要快得多。因此,在使用大量提取數(shù)據(jù)資源的過程中,存在不能*使用數(shù)據(jù)資源的問題。所以,為了提高能源公司的網(wǎng)絡設計系統(tǒng)的工作水平,有必要積極學習guo內(nèi)外的新處理技術。例如,受影響的人員可以將光纖和傳感器技術滲透到大規(guī)模計算模塊中,以較大程度地發(fā)揮其處理大量數(shù)據(jù)的能力,并穩(wěn)定智能網(wǎng)絡設計中隔離數(shù)據(jù)的位置。
3.4 提高人才質(zhì)量,化管理機制
在網(wǎng)絡設計中輸入大量數(shù)據(jù)的電力公司需要使用針對性的新技術來提供適當?shù)谋Wo和運行機制。如果要提高人才素質(zhì),則需要化管理機制。
先,電力公司開發(fā)了種實用的機制來管理大數(shù)據(jù),以充分利用內(nèi)和內(nèi)的數(shù)據(jù)來確保數(shù)據(jù)信息的可靠性。例如,通過定義個機密系統(tǒng),公用事業(yè)可以幫助受影響的員工在數(shù)據(jù)處理中采取有效措施,防止數(shù)據(jù)泄漏和丟失,并改善數(shù)據(jù)信息的完整性。
其次,電力公司可以及時進行類似的活動。例如,采用培訓手段引進復雜的技術,較大程度上提高所有相關人員的能力,并盡可能利用存儲在大數(shù)據(jù)集中的價值電能。
4 大數(shù)據(jù)背景下電網(wǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃的展望
大數(shù)據(jù)在電網(wǎng)中的使用有著巨大的商業(yè)價值與社會價值,發(fā)掘電力數(shù)據(jù)的價值是個機會。在智能電網(wǎng)與能源同步傳輸?shù)幕A上,促進了能源和信息技術的緊密結(jié)合,并在能源、數(shù)據(jù)運作體系的支持下進行能源網(wǎng)絡管理。
大數(shù)據(jù)電網(wǎng)可以在實現(xiàn)智能用電管理同時,有效提高能源效率。因此,用戶可以通過耗電數(shù)據(jù)、實時電價等了解實時數(shù)據(jù),可以有效地回收和使用能量。
電網(wǎng)統(tǒng)籌量范圍廣泛且財務管理的難度也較為復雜,同時需要大量的基本信息數(shù)據(jù),這是大數(shù)據(jù)的勢。使用大數(shù)據(jù)信息技術可以讓電力資產(chǎn)管理系統(tǒng)、模塊和信息交互等方面提高,大大改善電力資產(chǎn)管理水平。
此外,在數(shù)據(jù)來源方面,大部分數(shù)據(jù)的開放程度較低,并且很難收集;在數(shù)據(jù)質(zhì)量方面,電子行業(yè)中數(shù)據(jù)收集的程度、相關性、完整性和致性尚未達到理想水平,需要進步改進并持續(xù)完善。
5 安科瑞變電所電力運維云平臺
5.1 概述
按照家電網(wǎng)公司的統(tǒng)計,10kV及以上供電電壓等級的工商業(yè)用戶有200萬戶以上,此類“用戶側(cè)變配電所”產(chǎn)權(quán)歸電力用戶所有(工商企業(yè)、住宅小區(qū)、學校、醫(yī)院等),雖然數(shù)量眾多,但是日常的運行維護工作比較傳統(tǒng),普遍存在以下痛點:
人工成本高:人工巡shi、紙質(zhì)記錄、電話溝通,缺乏智能化的手段
工作效率低:巡頻率低、巡檢任務無法定位、巡檢過程不標準規(guī)范、巡檢缺陷缺乏閉環(huán)跟蹤;
隱患:有些用電單位無專業(yè)維護電工、無法即時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題;
搶修時間長:變電所設備種類較多,在分布上也比較分散,無法即時識別和定位故障信息,需要用戶通知后到現(xiàn)場確認;
運行大數(shù)據(jù)缺少分析:有些用戶未有數(shù)據(jù)匯總分析平臺,甚至未安裝電力儀表導致運維人員對現(xiàn)場電力參數(shù)信息不了解,無法確定電力系統(tǒng)是否正常運行。
5.2 應用場所
5.3 云平臺架構(gòu)
我司的運維平臺綜合運用綜合保護裝置、多功能電力儀表、母排及線纜測溫裝置、 變壓器溫控儀、視頻攝像頭、水浸煙霧、溫濕度、門磁等多種傳感器統(tǒng)接入變電所現(xiàn)場的邊緣計算網(wǎng)關,經(jīng)邊緣計算網(wǎng)關將數(shù)據(jù)封裝、壓縮、加密后上傳至云平臺。實時集中監(jiān)測所有變電所用電情況、統(tǒng)調(diào)度運維巡檢安排,線上線下聯(lián)動;實現(xiàn)用戶側(cè)變配電所的24小時無人值守,監(jiān)測各配電回路運行狀態(tài),即時定位故障,降低風險。通過手機APP下發(fā)運維任務到指ding人員手機上,并通過GPS跟蹤運維執(zhí)行過程。將企業(yè)集團/高等院校內(nèi)廣泛分布的變電所集中統(tǒng)管理,提高運維效率、提高故障響應速度,即時發(fā)現(xiàn)運行缺陷并做消缺處理。為售電企業(yè)提供電能集抄服務,即時掌握用戶用電量情況,避免偏差考核;響應泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的政策,增加客戶粘性,為后期的增值服務開展做準備。
5.4 平臺功能
5.5 平臺配置方案
5.6 產(chǎn)品介紹
5.6.1 AM5SE系列微機綜合保護裝置
功能:
(1)保護功能:主變差動保護功能、主變后備保護、三段式過流帶方向帶電壓閉鎖、三段式過流、序電流保護、過電壓、
(2)低電壓保護、大功率電機保護、高壓電動機綜合保護、PT并列功能、非電量保護、并網(wǎng)逆功率保護、檢同期功能
(3)測量功能:保護電流、測量電流、序電流、母線電壓、序電壓4-20MA輸出、直流測量
(4)通訊功能:提供RS485通訊接口,RS232維護接口,IRIG-B對時接口、USB升級接口,RJ45網(wǎng)口接口
(5)故障錄波功能:保護動作時觸發(fā)錄波,可以記錄故障前8個周波后四個周波的數(shù)據(jù)
(6)控制回路:自帶操作回路,防跳功能
(7)GPS校時功能:提供時鐘同步接口,接收GPS校時信號
應用:
35kV及以下電壓等級的變配電站及設備的保護測控功能,至少包括35kV進線/主變壓器(般容量2000kVA以上)/PT/母聯(lián)、10kV進線/饋線/配電變壓器(般容量2000kVA以下)/高壓電動機/高壓電容器/母聯(lián)/PT等設備的保護和自動控制功能
5.6.2 ASD300系列智能操控裝置
功能:
(1)次動態(tài)模擬圖指示及自檢帶電顯示、閉鎖及自檢
(2)核相、強制加熱、強制照明
(3)語音防誤提示
(4)人體感應及柜內(nèi)照明、已帶電語音播報
(5)分合閘、遠方就地、儲能轉(zhuǎn)換開關
(6)分合閘回路完好指示/電壓測量
(7)預分預合閃光指示
(8)斷路器分合次數(shù)統(tǒng)計
(9)RS485串行通訊接口
(10)開關柜節(jié)點無線測溫
(11)全電參量測量U,I,P,Q,f,PF,Ep,Eq
應用:
35KV高壓及以下中置柜,手車柜,環(huán)網(wǎng)柜
5.6.3 ARTM-Pn無線測溫裝置
功能:
(1)接收多60個ATE100/200/300/400
(2)3U3I電參量測量
(3)實時測溫功能
(4)RS485通訊接口,通過標準的MODBUSRTU協(xié)議實現(xiàn)組網(wǎng)功能
(5)具備自檢功能
(6)超溫、高溫、相間溫差報警、溫度突變量告警功能
應用:
變電站、配電室、箱變等
5.6.4 APM810系列多功能電力儀表
功能:
(1)準確度等級:有功電能0.5S級,無功電能2級
(2)測量功能:三相電壓、三相電流、分相及總有功功率、分相及總無功功率、分相及總視在功率、分相及總功率因數(shù)、頻率、需量
(3)電能計量:分相及總雙向電能、四象限無功電能
(4)電能質(zhì)量監(jiān)測:2-63次分次諧波、總(奇、偶)諧波測量、電壓波峰系數(shù)、電話波峰因子、電流K系數(shù)測量
(5)輸入輸出:2路開關量輸出(選配MD82模塊多可擴至8路)及2路開關量輸入(選配MD82模塊多可擴至26路),開關量輸出可配置為報警輸出或遠程遙控,DO用作報警輸出時可自由關聯(lián)報警內(nèi)容
(6)SD卡存儲功能:用于電參量、電能、諧波等數(shù)據(jù)定時存儲,波形存儲等功能
應用:
適用于電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公用設施、智能大廈等需要電力監(jiān)控的場合
5.6.5 DTSD1352導軌式電能表
功能:
(1)測量功能:三相電流、電壓、功率、頻率、總正反向有功電能統(tǒng)計、總正反向無功電能統(tǒng)計;
(2)準確級精度:有功0.5S
(3)電流信號接入:直接接入10(80)A經(jīng)CT接入1(6)A
(4)電壓信號:100V380V
(5)通信:RS485接口,支持MODBUS-RTU或者DL/T645通訊協(xié)議
應用:
適用于和大型公建中對電能的分項計量,也可用于企事業(yè)單位作電能管理考核。
5.6.6 ADW300無線智能儀表
功能:
(1)測量功能:三相電流、電壓、功率、頻率、總正反向有功電能統(tǒng)計、總正反向無功電能統(tǒng)計;
(2)電能質(zhì)量:電壓、電流不平衡度,電壓、電流總諧波及2-31分次諧波
(3)需量:大電流、功率需量及實時電流,功率需量
(4)準確級精度:0.5s級ADW300外置互感器型1級
(5)電流信號規(guī)格:100A輸入,經(jīng)互感器輸入,5A二次互感接入
(6)通訊方式:RS485、LORA無線通訊、NB-IOT無線通訊、4G無線通訊
應用:
ADW300方便用戶進行用電監(jiān)測、集抄和管理,可靈活安裝在配電箱中,可用于電力運維、環(huán)保監(jiān)管等在線監(jiān)測類平臺中。
5.6.7 ARCM300系列電氣火災監(jiān)控儀表
功能:
(1)測量:單回路剩余電流、4路溫度、電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、視在電能、四象限電能
(2)保護:剩余電流、溫度、過流等
(3)報警:聲光報警,支持消音、復位操作
(4)開關量:1路繼電器輸出、4路開關量輸入
(5)通訊方式:RS485、NB-IOT無線通訊、4G無線通訊
應用:
適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、家重點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領域。
5.6.8 ANET智能網(wǎng)關
功能:
(1)數(shù)據(jù)采集(支持串口、以太網(wǎng),只需配置即可兼容支持標準電力規(guī)約的各類儀表)
(2)數(shù)據(jù)上傳(支持往上海分類分項能耗平臺、寧夏電力需求側(cè)平臺、江蘇電力運維平臺、浙江電力運維平臺上傳數(shù)據(jù))
(3)邊緣計算(靈活的報警閾值設置、主動上傳報警信息、數(shù)據(jù)合并計算、斷點續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G路由)
(4)遠程管理(遠程配置、遠程升級、遠程監(jiān)視)
應用:
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、能耗系統(tǒng)平臺、電力需求側(cè)管理平臺、第三方云平臺、預付費系統(tǒng)、運維系統(tǒng)平臺、電力監(jiān)控平臺、能源綜合管理平臺
5.7 現(xiàn)場應用圖片
展廳現(xiàn)場運維團隊采集箱內(nèi)部圖
高配現(xiàn)場門磁安裝煙感安裝
槍機安裝漏水檢測安裝低壓柜儀表
5.8 平臺價值
為電力運維企業(yè)提供線上運維服務平臺,實時集中監(jiān)測所有變電所用電情況、統(tǒng)調(diào)度運維巡檢安排,線上線下聯(lián)動。
將企業(yè)集團/高等院校內(nèi)廣泛分布的變電所集中統(tǒng)管理,提高運維效率、提高故障響應速度;
響應泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的政策,增加客戶粘性,為后期的增值服務開展做準備;
為售電企業(yè)提供電能集抄服務,即時掌握用戶用電量情況,避免偏差考核;
5.9典型案例
6 結(jié)語
總之,本文討論了大數(shù)據(jù)環(huán)境中網(wǎng)絡設計系統(tǒng)創(chuàng)新和大數(shù)據(jù)環(huán)境中網(wǎng)絡設計策略的兩個方面。相信大數(shù)據(jù)已進入網(wǎng)絡計劃,增強相關電力公司效用對網(wǎng)絡設計的規(guī)范化具有積極影響。尤其應向員工在未來的工作中提供有關電力學習的知識,并引導其為中電力公司的健康發(fā)展做出貢獻。同時,大數(shù)據(jù)改變和重構(gòu)產(chǎn)業(yè)的模式與價值功能,為智能電網(wǎng)在全qiu能源發(fā)展提供了新的思路與方法,并為推動我電網(wǎng)的智能化、信息化和現(xiàn)代化的持續(xù)發(fā)展作出了應有的貢獻。
參考文獻
[1]陳紅,蘇運東,付婷,羅義旺,李金湖,林永輝.試論電力大數(shù)據(jù)在電網(wǎng)規(guī)劃中的運用[J].現(xiàn)代信息科技,2018,002(009):101-102.
[2]田力.電力大數(shù)據(jù)背景下的電網(wǎng)規(guī)劃研究[J].產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究,2020(20):94-95.
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版.
作者簡介
劉細鳳,女,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為變電所電力運維云平臺。