《電子技術(shù)應(yīng)用》
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數(shù)字化科技技術(shù)快速發(fā)展,推動智能電網(wǎng)發(fā)展

2020-07-16
來源:電子發(fā)燒友
關(guān)鍵詞: 智能電網(wǎng) 云計算 AI

  2020年,新冠肺炎疫情震動五洲。突如其來的危機(jī)給全球經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人民生活帶來了史無前例的困難和挑戰(zhàn)。宏觀環(huán)境發(fā)生巨大改變,不僅擾亂了全球經(jīng)濟(jì)信心,也使得行業(yè)洗牌在所難免。

  這場危機(jī)加速了企業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程。電力行業(yè)也不例外。電力作為各國的國民經(jīng)濟(jì)命脈與基礎(chǔ)性行業(yè),在后疫情時代復(fù)蘇經(jīng)濟(jì)中的角色責(zé)任更為艱巨。

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  “電力行業(yè)要面對的挑戰(zhàn),不僅僅是在疫情以及其他各種外部突發(fā)事件的影響下,如何保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性、保障電網(wǎng)安全、實(shí)現(xiàn)實(shí)時安全感知和快速響應(yīng),隨著全球變暖、極端天氣頻發(fā)也將給電網(wǎng)業(yè)務(wù)帶來更大的經(jīng)營風(fēng)險。同時,在構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系之路上,如何更好地利用清潔能源減少碳排放,如何更好實(shí)現(xiàn)新能源的消納,如何讓能源網(wǎng)絡(luò)匹配電動汽車高速增長的趨勢,都是全球性的待解難題。”7月8日,華為企業(yè)業(yè)務(wù)副總裁、企業(yè)BG全球能源業(yè)務(wù)部部長孫福友在第七屆華為全球電力線上峰會致辭中指出。

  作為全球領(lǐng)先的ICT基礎(chǔ)設(shè)施和智能終端提供商,華為業(yè)務(wù)遍及170多個國家和地區(qū),服務(wù)全球三分之一人口,已經(jīng)為全球190多家電力公司提供服務(wù)。

  華為全球電力線上峰會聚集了全球客戶、合作伙伴、行業(yè)先驅(qū)和思想領(lǐng)袖,演講嘉賓重點(diǎn)圍繞“比特驅(qū)動瓦特,共建全聯(lián)接智能電網(wǎng)”這一主題,探索了如何重塑電力行業(yè)。峰會通過在線演示各種電力場景中使用的AI、云、邊緣計算和5G等創(chuàng)新ICT技術(shù),展現(xiàn)了新技術(shù)在電力行業(yè)的實(shí)踐路徑。

  孫福友強(qiáng)調(diào):“全球正處在與疫情作戰(zhàn)、經(jīng)濟(jì)重啟的關(guān)鍵時刻,未來還會有諸多挑戰(zhàn)和未知風(fēng)險。華為愿將中國電力以及其他行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)踐經(jīng)驗帶給更多客戶,助力電力企業(yè)加速發(fā)展。愿我們能與全球電力行業(yè)的客戶和伙伴攜手穿越風(fēng)暴,共同渡過。更愿華為可以助力更多電力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,以應(yīng)對行業(yè)挑戰(zhàn)、把握面向未來的機(jī)遇?!?/p>

  洞察

  數(shù)字引擎 賦“智”電網(wǎng)

  自2013年始,大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、人工智能等新ICT技術(shù)快速發(fā)展,給電網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展帶來了新機(jī)遇。今天,將數(shù)據(jù)作為發(fā)展引擎,各大電力公司在電網(wǎng)各個領(lǐng)域的智能化應(yīng)用已取得了一定成果。由此,妙用數(shù)字化能力以平抑風(fēng)險、把握機(jī)會,成為行業(yè)共識。

  新ICT推進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展

  當(dāng)數(shù)字化從趨勢成為常態(tài)時,人們對技術(shù)應(yīng)用的期望也越來越高。

  “電力從業(yè)人員都在思考如何利用新技術(shù)適應(yīng)新趨勢、迎接新挑戰(zhàn)。毫無疑問,ICT和數(shù)字化轉(zhuǎn)型在其中扮演重要的角色?!比A為企業(yè)業(yè)務(wù)能源marketing與解決方案部部長陳文豐指出。

  越來越多的電力公司將數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略放在首位。通過轉(zhuǎn)型,企業(yè)可為海量的內(nèi)部運(yùn)營系統(tǒng)構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)字平臺,利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)和資源,發(fā)展更多業(yè)務(wù)。例如,國家電網(wǎng)有限公司攜手華為部署了數(shù)字平臺、物聯(lián)網(wǎng)平臺和云。疫情期間,國家電網(wǎng)通過大數(shù)據(jù)提供每日業(yè)務(wù)恢復(fù)指數(shù),幫助政府了解各城市行業(yè)的實(shí)時就業(yè)情況。作為國網(wǎng)的省級公司之一,國網(wǎng)河南省電力公司在平臺部署前,需要4小時才能完成數(shù)據(jù)采集和入庫,而如今完成整個流程只需要30分鐘。這使其為內(nèi)外部用戶提供的服務(wù)實(shí)現(xiàn)了高效提升。

  為了保障輸電質(zhì)量,電力公司在輸電線路運(yùn)維方面投入巨大,但是人工巡檢效率不高而且存在安全風(fēng)險?;谀戏诫娋W(wǎng)有限責(zé)任公司的聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗室,華為在攝像機(jī)和無人機(jī)中內(nèi)嵌AI模塊。運(yùn)維團(tuán)隊可以通過無人機(jī)的攝像頭遠(yuǎn)程監(jiān)控輸電線路,攝像頭只需回傳故障相關(guān)的圖片或視頻,基于各種AI能力運(yùn)維人員就可以檢測出故障隱患。這大大節(jié)省了帶寬,提高了運(yùn)維效率。深圳供電局巡檢時間從20天縮短到2小時,圖像抓拍時間從小時級降低到分鐘級,而圖像分析準(zhǔn)確率超過90%。

  可再生能源發(fā)電量難以預(yù)測,并網(wǎng)發(fā)電也存在很多難題。有了云和大數(shù)據(jù)技術(shù),不僅可以提升電網(wǎng)的運(yùn)維效率和客戶體驗,還可助力可再生能源發(fā)電。國網(wǎng)青海省電力公司為了能讓更多清潔能源并入電網(wǎng),攜手華為建設(shè)了具備AI和大數(shù)據(jù)能力的新能源數(shù)據(jù)中心,同時在光伏電站部署了儲能系統(tǒng)?;谔鞖忸A(yù)報,他們可以更準(zhǔn)確地預(yù)測可再生能源發(fā)電量。這種多能互補(bǔ)的策略使得接入電網(wǎng)的總電力輸出更加穩(wěn)定。2019年青海省已實(shí)現(xiàn)連續(xù)15天全部依靠可再生能源供電。

  隨著分布式清潔能源的迅速發(fā)展,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也有所變化。傳統(tǒng)架構(gòu)中,能量流是從發(fā)電廠到輸電、變電和配電,最后到達(dá)消費(fèi)端。但是未來會出現(xiàn)產(chǎn)銷合一模式。例如電動汽車大多數(shù)時候都在消耗能源,需要充電。但當(dāng)電價過高時,它也能儲存能源,并將電力回傳至電網(wǎng)。這時,能量流、信息流、業(yè)務(wù)流的協(xié)同將變得更為重要。

  專家預(yù)測,到2030年電動汽車將從2020年的618萬輛猛增為超過5000萬輛。車樁比將從3:1提升到1:1,充電樁總數(shù)將從122萬個增加到300萬個,公共充電站也將達(dá)到4.8萬座。

  屆時,人們會通過云化實(shí)現(xiàn)百萬電動汽車和充電樁的統(tǒng)一部署與遠(yuǎn)程管理。AI數(shù)據(jù)分析會大大提升充電效率與電池壽命管理,而5G高速網(wǎng)絡(luò)的廣泛覆蓋則將進(jìn)一步激發(fā)汽車行業(yè)的變革。

  5G切片方案實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)端到端通信

  負(fù)荷和電量是反映用電形勢最核心的兩大指標(biāo)。6月22日11時13分,南方電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)負(fù)荷達(dá)1.878億千瓦,比去年最高負(fù)荷增長110萬千瓦,創(chuàng)下歷史新高。

  供電面積超100萬平方公里,供電人口達(dá)2.54億的南方電網(wǎng)要想讓配網(wǎng)實(shí)現(xiàn)可觀可測可控、設(shè)備動態(tài)監(jiān)控感知,運(yùn)行、巡檢、管控全透明,就要知道停電在哪里、負(fù)荷在哪里、低電壓在哪里、風(fēng)險在哪里?

  為了解決這些問題,借助5G發(fā)展之機(jī),南方電網(wǎng)2018年已經(jīng)投身到電網(wǎng)關(guān)鍵業(yè)務(wù)場景5G應(yīng)用的研究。

  2018年2月他們加入3GPP組織,并聯(lián)合華為、中國移動一起研究電網(wǎng)控制業(yè)務(wù)如何使用5G技術(shù)。至今,南方電網(wǎng)已先后參與了智能電網(wǎng)5G國際標(biāo)準(zhǔn)制定,發(fā)布了5G智能電網(wǎng)白皮書,完成了5G承載電網(wǎng)控制類業(yè)務(wù)測試、5G網(wǎng)絡(luò)切片功能驗證、5G切片管理平臺預(yù)研等工作。

  據(jù)南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心副主任楊俊權(quán)介紹,在智能分布式配網(wǎng)自動化的研究中,他們分析當(dāng)前的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀為DTU (DistribuTIon Terminal Unit,配電終端)將遙信、遙測和遙控信息上傳至配電主站,進(jìn)行集中控制,從而實(shí)現(xiàn)故障快速定位和查找、故障快速隔離、快速轉(zhuǎn)供電等。而未來的發(fā)展趨勢將是基于保護(hù)測控的一體化終端,采用斷路器與負(fù)荷開關(guān)配合、就地保護(hù)與集中控制相結(jié)合的智能分布式饋線自動化模式。

  以前在變電站,他們通過可見光、紅外攝像頭采集設(shè)備圖像和實(shí)時溫度數(shù)據(jù),通過圖像精確匹配和模式識別,實(shí)現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)和熱缺陷識別。而現(xiàn)在,他們將發(fā)展趨勢設(shè)定為變電站AI攝像智能巡視,通過機(jī)器人、無人機(jī)結(jié)合邊緣計算能力和圖像識別技術(shù)對站內(nèi)儀表讀數(shù)、開關(guān)狀態(tài)、面板壓板投退及外觀等狀態(tài)的識別,實(shí)現(xiàn)變電站無人化巡視。當(dāng)下,搭載了5G CPE的南方電網(wǎng)巡檢機(jī)器人已經(jīng)可以取代人工現(xiàn)場巡視檢查,經(jīng)視頻AI算法處理,自動判斷,配合智能數(shù)據(jù)分析。

  2020年,南方電網(wǎng)還完成了業(yè)內(nèi)首例5G SA端到端切片功能測試。實(shí)現(xiàn)了兩個硬切片分別承載電力與公網(wǎng)業(yè)務(wù)時,切片間業(yè)務(wù)互不影響,業(yè)務(wù)QoS(Quality of Service服務(wù)質(zhì)量,指解決網(wǎng)絡(luò)延遲和阻塞等問題提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量)可保障;單個硬切片分別承載兩類電力業(yè)務(wù)時,業(yè)務(wù)映射到入不同VPN軟管道,可實(shí)現(xiàn)差異化QoS保障。業(yè)務(wù)可運(yùn)營可監(jiān)測驗證:驗證了核心網(wǎng)、傳輸網(wǎng)切片的基本管理功能。

  未來電網(wǎng)會擁有超過千萬級的終端卡的使用。而現(xiàn)在供電公司與運(yùn)營商的合作模式為一卡一申請,而且從申請到開通要一周甚至更長時間。為此,南方電網(wǎng)與華為、中國移動共同在深圳做了切片端到端流程拉通的測試,拉通了業(yè)內(nèi)首個5G SA切片端到端流程,支撐從售前、售中到售后的業(yè)務(wù)運(yùn)營,成功使網(wǎng)絡(luò)切片從技術(shù)實(shí)現(xiàn)走向業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)。據(jù)介紹,現(xiàn)在從自助選購、一鍵下單到業(yè)務(wù)開通,幾分鐘就可以完成,極大提高了效率。

  據(jù)悉,通過扎實(shí)的前期收資工作以及與各業(yè)務(wù)部門的咨詢交流,南方電網(wǎng)已經(jīng)梳理出了涵蓋發(fā)、輸、配、變、用、綜合各環(huán)節(jié)的53種典型業(yè)務(wù)場景。相信通過技術(shù)團(tuán)隊的深入研究,我們還能看到更多5G應(yīng)用成果。

  借力點(diǎn)燃智能進(jìn)化的速度與激情

  智能電網(wǎng)時代,無論是新能源并網(wǎng)、大電網(wǎng)柔性互聯(lián)、多元用戶供需互動用電,還是信息技術(shù)與電力系統(tǒng)緊密耦合和交互,無不顯示出信息通信技術(shù)與電網(wǎng)系統(tǒng)的深度融合。

  業(yè)界人士指出,PLC(電力線載波)、5G等技術(shù)將成為打通物聯(lián)網(wǎng)最后100米的利器推進(jìn)全面感知;有線與無線的混合通信會助力系統(tǒng)全面聯(lián)接;云+AI則將進(jìn)一步深度挖掘數(shù)據(jù)價值,支撐雙向能源靈活流動,奠基全面智能。

  自2018年以來,中國各大電力企業(yè)、運(yùn)營商及華為積極聯(lián)合,在產(chǎn)、學(xué)、研、用各環(huán)節(jié)通力合作,已經(jīng)在“5G+”智能電網(wǎng)領(lǐng)域取得了一系列豐碩成果,持續(xù)推進(jìn)著兩大超級基礎(chǔ)設(shè)施之間的“融會貫通”。

  接下來的歲月,則需要電力行業(yè)大生態(tài)中的各方參與者直面變局,重新審視戰(zhàn)略機(jī)遇、擘畫競合策略,推動產(chǎn)品與服務(wù)創(chuàng)新。新ICT技術(shù)已晉升為垂直行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和消費(fèi)者每日數(shù)字生活不可或缺的重要組成。


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