在國家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)下，我國能源行業(yè)正在經(jīng)歷一場新的變革，借助數(shù)字技術(shù)應(yīng)用實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級迫在眉睫。電力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型作為能源與數(shù)字的交匯點,不僅是推動能源革命的必然選擇，也是實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)落地的必經(jīng)之路。
配電網(wǎng)作為城鄉(xiāng)重要基礎(chǔ)設(shè)施，直接面向終端用戶，是電力能源服務(wù)廣大客戶的最后一公里，承擔(dān)著廣泛的政治責(zé)任、經(jīng)濟(jì)責(zé)任和社會責(zé)任，具備新型電力系統(tǒng)的全部要素，是發(fā)展新業(yè)務(wù)、新業(yè)態(tài)、新模式的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是推動能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的“主戰(zhàn)場”、“主陣地”、“主力軍”。
國網(wǎng)陜西省電力有限公司(以下簡稱“國網(wǎng)陜西公司”)的配網(wǎng)數(shù)字化工作正是沿著此目標(biāo)在一步步推行，且已取得階段性應(yīng)用成果。
配電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心挑戰(zhàn)
誠如國網(wǎng)陜西省電力有限公司信息通信公司(以下簡稱“國網(wǎng)陜西信通公司”)總經(jīng)理邢軍所說：“配電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要既懂電力業(yè)務(wù)又懂?dāng)?shù)字技術(shù)這種復(fù)合型的人才做支撐，才能推動其發(fā)展。”
配電網(wǎng)設(shè)備需要從經(jīng)濟(jì)合理性原則出發(fā)，選擇性、差異化的開展技術(shù)升級，智能融合終端則成為推進(jìn)配電網(wǎng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵設(shè)備，隨著其大規(guī)模部署和新型電力系統(tǒng)的深入建設(shè)，一系列問題逐步凸現(xiàn)：
一是終端物聯(lián)APP存在研究開發(fā)難、運(yùn)維管控難、移植復(fù)用難等問題，難以快速響應(yīng)業(yè)務(wù)需求，嚴(yán)重影響智能融合終端靈活采集末端數(shù)據(jù)、通過邊緣計算開展就地化處理的能力。
二是海量智能融合終端的接入對物聯(lián)管理平臺設(shè)備管理、安全管理、數(shù)據(jù)處理能力帶來了極大挑戰(zhàn)，需要在綜合分析的基礎(chǔ)上采用多種手段確保系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行和數(shù)據(jù)低延遲處理。
三是配電網(wǎng)設(shè)備規(guī)模大、范圍廣、位置分散，基層運(yùn)管部門(供電所)對臺區(qū)運(yùn)行狀態(tài)缺乏直觀、及時、準(zhǔn)確地監(jiān)控—分析—告警手段;對中壓線路和用戶停電感知實效性、精確度嚴(yán)重不足，難以實現(xiàn)主動發(fā)現(xiàn)、主動搶修，從而有效保障用戶供電安全。
四是低壓分布式光伏用戶并網(wǎng)數(shù)量的急劇上升帶來了反向重過載、臺區(qū)高電壓等一系列問題，對配網(wǎng)電能質(zhì)量、安全運(yùn)行帶來隱患，影響“雙碳”戰(zhàn)略落地執(zhí)行。
同時，配網(wǎng)運(yùn)行管理仍存在如供電所配網(wǎng)業(yè)務(wù)無抓手、中壓線路故障研判低時效、分布式光伏等新型產(chǎn)業(yè)管控缺工具，基層單位存在融合終端的異常定位難、數(shù)據(jù)質(zhì)量差等問題，不但給配網(wǎng)電能質(zhì)量、電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來隱患，也成為阻礙配電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的障礙。
“在技術(shù)方面，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)方面需要不斷創(chuàng)新和研發(fā)，需要適應(yīng)配電網(wǎng)新發(fā)展需求;在經(jīng)濟(jì)性方面，配電網(wǎng)的感知設(shè)備及交互設(shè)備，需要大量的資金投入。這些難題我們和華為公司成立的聯(lián)合創(chuàng)新實驗室正在通過實踐進(jìn)行解決。”邢軍說。
創(chuàng)新合作構(gòu)建全新電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
華為電力數(shù)字化軍團(tuán)聚焦電力行業(yè)與數(shù)字化技術(shù)，踐行“平臺+生態(tài)”戰(zhàn)略，將ICT技術(shù)、電力數(shù)字平臺與行業(yè)實踐經(jīng)驗深度結(jié)合，基于其星火架構(gòu)“云、管、邊、端”四個層面的數(shù)字化解決方案，與國網(wǎng)陜西信通公司以數(shù)據(jù)“采、傳、存、用”的數(shù)字技術(shù)支撐體系架構(gòu)為指導(dǎo)，共同夯實包括智慧物聯(lián)體系平臺側(cè)基底-物聯(lián)管理平臺、終端側(cè)基底-物聯(lián)APP柔性開發(fā)平臺以及物聯(lián)全景狀態(tài)監(jiān)測等多平臺智慧物聯(lián)體系基底，構(gòu)建全新的電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
在云側(cè)“一平臺”(ROMA物聯(lián)管理平臺，MessageFlow云編排平臺)提供可視化、低代碼的快速APP應(yīng)用開發(fā)技術(shù)，APP云上開發(fā)，一鍵跨平臺部署(1萬臺終端10分鐘完成，成功率100%)，實現(xiàn)云邊協(xié)同。
在邊側(cè)“一終端”(臺區(qū)智能融合終端，華為提供核心板)實現(xiàn)邊側(cè)智能化，新業(yè)務(wù)新增APP即可實現(xiàn);一個智能終端代替多終端堆疊，大大降低硬件成本，縮短業(yè)務(wù)上線時間;通過邊緣計算，實現(xiàn)低壓數(shù)據(jù)分鐘級可視，故障提前預(yù)警;實現(xiàn)一終端策略，接入及管理配電、營銷、新能源業(yè)務(wù)。
在端側(cè)“一根線”(HPLC 雙模-電力線載波&微功率無線模塊)99.9%高可靠HPLC，實現(xiàn)低壓配網(wǎng)臺區(qū)可觀可測可調(diào)可控;通過無擾臺區(qū)識別，實現(xiàn)戶變關(guān)系精準(zhǔn)識別，準(zhǔn)確率達(dá)99%以上，為線損分析、故障定位提供基礎(chǔ)。
聯(lián)合創(chuàng)新解決方案基于物聯(lián)管理平臺和物聯(lián)APP柔性開發(fā)平臺的基礎(chǔ)能力提升，圍繞智能融合終端規(guī)?；瘧?yīng)用及配用電領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要，開展了配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、10kV線路狀態(tài)實時感知、低壓分布式新能源智能管理等新技術(shù)攻關(guān)和創(chuàng)新探索，大力推進(jìn)數(shù)字化工作臺運(yùn)行看板/融合終端專區(qū)的全面推廣和應(yīng)用。
掌握電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)實現(xiàn)民生保供、企業(yè)效益雙價值
“在物理世界，變電站建設(shè)不可能跟上源側(cè)或者荷側(cè)的爆發(fā)式增長，怎樣讓電網(wǎng)實現(xiàn)柔性的匹配?這可能需要數(shù)字技術(shù)。在國網(wǎng)陜西公司CIO張根周的帶領(lǐng)下，通過數(shù)字技術(shù)解決電網(wǎng)問題正是華為IT技術(shù)與國網(wǎng)陜西公司電力業(yè)務(wù)深入融合的嘗試。”華為電力數(shù)字化軍團(tuán)MKT與解決方案銷售部總裁李杰介紹到。
自2022年8月10日基于臺區(qū)智能融合終端及HPLC支撐的10kV線路狀態(tài)實時感知技術(shù)測試使用以來，陜西電網(wǎng)11個地市公司、120個區(qū)縣公司，成功實現(xiàn)10kV線路停電30s內(nèi)實時研判上報，線路停電事件準(zhǔn)確率約為99%，大大減輕了基層人員到現(xiàn)場檢查的工作壓力。
融合終端數(shù)據(jù)綜合治理微應(yīng)用于2023年3月22日正式對基層用戶開放。自使用以來，全省交采在線終端從53624臺提升至86535臺，業(yè)務(wù)達(dá)標(biāo)臺區(qū)從30477臺提升至48278臺，業(yè)務(wù)達(dá)標(biāo)率提升58.4個百分點。
自2023年4月25日開展驗證以來，基于臺區(qū)智能融合終端及HPLC支撐的0.4kV臺區(qū)內(nèi)停電綜合研判技術(shù)，共計下發(fā)2034條各級停復(fù)電信息，指導(dǎo)試點臺區(qū)派發(fā)主動搶修工單4個，安排主動服務(wù)10次，低壓故障報修工單8件，環(huán)比下降38.46%，有效支撐工單壓降;從被動響應(yīng)到主動服務(wù)，大幅提升了用戶用電感知及滿意度。
陜西電網(wǎng)配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測平臺目前已接入配電臺區(qū)103300個，推廣覆蓋至全省范圍內(nèi)11個地市的1357個供電所、5401條10kV線路。該平臺的接入，可讓供電所所長及臺區(qū)經(jīng)理及時掌握供電所配變設(shè)備異常故障，提升配變設(shè)備的數(shù)字化管理水平及配電網(wǎng)的安全運(yùn)行性能，進(jìn)而提升用戶用電滿意度，成為區(qū)縣公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型建設(shè)中點擊量最高的業(yè)務(wù)應(yīng)用之一。
特別值得一提的是，華為公司與國網(wǎng)陜西信通公司基于臺區(qū)智能融合終端，創(chuàng)新性研發(fā)并部署的系統(tǒng)國內(nèi)首臺低壓分布式光伏規(guī)約適配器，采用HPLC+云編排技術(shù)快速生成不同逆變器控制指令集，可實現(xiàn)低壓分布式光伏的接入管理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，滿足融合終端與任意臺區(qū)的光伏逆變器等末端設(shè)備通信和控制的自適配能力，實現(xiàn)低壓分布式光伏的“可觀、可測、可調(diào)、可控”技術(shù)的創(chuàng)新突破。
該適配器已在西咸新區(qū)永樂所3個站點完成國內(nèi)首次創(chuàng)新技術(shù)驗證，從指令發(fā)出到響應(yīng)僅用時2秒，調(diào)整精度可達(dá)到0.01級，指令響應(yīng)速度和控制精度均處于國內(nèi)第一方陣。實現(xiàn)分布式光伏發(fā)電柔性控制并精確到瓦級，目前已有5W+戶用光伏，1000+ 10KV光伏站點實現(xiàn)100%接入、消納。
聯(lián)合創(chuàng)新對于國網(wǎng)陜西公司節(jié)能增效的效果也非常顯著，基于融合終端的當(dāng)日線損計算APP已在臨潼區(qū)、長安區(qū)、西咸新區(qū)共計7個試點臺區(qū)開展驗證工作。該APP可實現(xiàn)故障精準(zhǔn)定位和排查，使線損管理決策與規(guī)劃更加合理，對線路做到提前維護(hù)，線損結(jié)果實時上報，為用戶用電情況提供堅實的保障，直接幫助國網(wǎng)陜西公司節(jié)能增效，實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。
據(jù)國網(wǎng)陜西信通公司副總經(jīng)理任曉龍介紹，“我們正在應(yīng)用的這個技術(shù)，竊電、用電異常實時感知，15分鐘、1小時就可以把整個臺區(qū)的線損算出來，隨時掌握電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)”。
后記
基于華為ICT技術(shù)與國網(wǎng)陜西公司電力業(yè)務(wù)的創(chuàng)新合作，陜西配電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的初衷、方案和成果價值已在全球配電領(lǐng)域取得極高的領(lǐng)先性及專業(yè)性。
作為華為公司面向企業(yè)市場年度最頂級盛會，在9月20日-22日上海舉辦的華為全聯(lián)接大會上，國網(wǎng)陜西公司領(lǐng)導(dǎo)也受邀出席，為全球電力企業(yè)、伙伴、行業(yè)組織及媒體分享交流陜西配網(wǎng)數(shù)字化項目與成果，也為助力全球電力企業(yè)向安全、高效、綠色、創(chuàng)新方向轉(zhuǎn)型升級提供了“中國樣板”。
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