打造“數字電網” 助力“數字中國”建設

發布時間:2019-05-28

2000年,時任福建省省長的習近平作出建設“數字福建”的決策,提出了“數字化、網絡化、可視化、智能化”的建設目標。

長期以來,國網福建省電力有限公司(以下簡稱“國網福建電力”)高度重視數字智能電網建設,在電網生產、建設和運營的全業務,在電能供給、配置和消費的全領域,廣泛應用現代信息通訊技術,致力于提供更加清潔、高效、便捷的電能。

據官方數據統計,2000年以來,福建省社會總用電量增長了472%,連續多年實現清潔能源全額消納,相當于福建省每2度電中就有1度來自清潔能源發電。

今年,國網福建電力圍繞國家電網有限公司全面推進“三型兩網”建設(打造具有樞紐型、平臺型、共享型特征的現代企業,建設運營好以特高壓為骨干網架、各級電網協調發展的堅強智能電網;打造狀態全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活的泛在電力物聯網)、加快建設世界一流能源互聯網企業的戰略部署,將建設泛在電力物聯網作為推進能源革命和“數字中國”建設的具體抓手,聚焦配網側、用戶側需求,利用大云物移智鏈技術,以完善數字電網基礎設施升級、提高全息感知泛在物聯能力為主線,促進客戶服務提升、企業提質增效和清潔能源消納。

數字化調度清潔能源全消納

2019年開春以來,福建省降雨偏多,全省主要水庫來水特豐,一季度比上年同期多135%,比多年同期均值多56%。

在國網福建電力的水電新能源調度大廳,全省44座重要水庫的信息實時顯示在大廳屏幕上,值班人員可以實時采集全省“六江兩溪”259個重要水位站,638個重要雨量站數據,科學調度各個水電站的發電,最大程度利用水資源,而這些都有賴于國網福建電力運用數字化技術建立的智能電網清潔能源監測與調度系統。

近年來,福建省清潔能源發展迅猛,擁有風、光、水、氣、核等多種清潔能源,是全國為數不多的電源品種齊全的省份。目前,福建省擁有發電裝機5788萬千瓦,其中清潔能源占比55.4%,福建省已從昔日能源自然儲備“小省”蛻變為清潔能源“大省”。但清潔能源對電網穩定調度運行也帶來了諸多挑戰:福建全省上網水電站5862座,是我國水電調度最為復雜的省級電網之一;靠天吃飯、目前裝機占比達7.8%的風電、光伏并入電網,其間歇性和波動性給電網運行帶來了巨大的調峰壓力。

針對福建電源品種多樣的能源格局和清潔能源穩定性差的負荷特性,國網福建電力在不斷建強主干電網的同時,充分應用現代信息通訊技術,加強數字智能電網建設,有效消納了清潔能源,促進了福建清潔低碳、安全高效的能源體系建設。

國網福建電力建立智能電網清潔能源監測與調度系統,及時掌握全省“六江兩溪”259個重要水位站,638個重要雨量站數據,并通過大數據分析,開展水庫群來水預報和退水預報,實行水庫群聯合優化調度,在洪水來臨之前提前騰庫發電,洪水過后攔蓄洪尾,科學高效利用了洪水資源,實現了水能利用提高率全國第一。

2月15日,福建電力調度控制中心水電新能源處通過智能電網清潔能源監測與調度系統,監測到2月18日之后將有一場明顯降雨過程,根據掌握的閩江流域水口水電站水庫水位數據,加大水電站的發電騰庫,增發電量3000萬千瓦時,節水增發電效益顯著。

該系統還對全省82座風電和光伏電站的單機發電信息、測風塔數據、太陽輻射量以及18190多座分布式光伏電站的電力電量進行實時監測,在全國率先開展未來7天風電和光伏發電的能力預測,構建起了多種電源聯合優化調度模型,通過調節能力較強的水電站及LNG燃氣電站,與波動性強的風電、光伏發電進行多能互補,在確保電網的電力電量平衡的同時,最大限度發揮了清潔能源的發電能力。福建實現清潔能源全額消納,福建電網連續多年無棄水、棄風、棄光現象,福建風電發電利用小時數已經六年位列全國第一。今年一季度,福建省發電量546.0億千瓦時,其中清潔能源發電量占比52.7%,相當于福建省每2度電中超過1度電來自清潔能源發電。

為進一步提高清潔能源的消納能力,國網福建電力目前正借國家電網有限公司建設泛在電力物聯網契機,依托云計算、大數據等現代信息通訊技術,整合全省各級電網潮流信息、設備運行信息、電網規劃數據和氣象災害信息,開發省地一體水電新能源調控平臺。平臺建成后,將能夠全面采集10千伏/380伏分布式電源數據,包含電力(量)、風、光、水等多維度數據,實現“全電源”狀態感知;通過省地一體集中監測分析,實現水情“全流域”預測和水電“全流域”調度;預測全社會用電負荷,推動“多電源”聯合優化調度,將進一步提高清潔能源的消納能力。

智能監測讓電力供應更可靠

“預計未來6個小時,泉州安溪縣部分鄉鎮有強對流天氣,請密切關注,加強對電力設施的安全防范和險情的排查工作。”4月28日下午,國網福建電力應急值班人員通過福建電網災害監測預警與應急指揮管理系統向安溪縣供電公司發出災害天氣預警信息。

福建電網擁有10千伏及以上電力線路18萬多公里(可繞地球4.6圈)、變電站超過1400座,遍布八閩大地、山山水水。加之福建省地處東南沿海,風、水、雷、火等自然災害頻發給電網安全運行造成了巨大壓力。

為提高電網防御自然災害的能力,國網福建電力在國內率先研發出具有完整自主知識產權的福建電網災害監測預警與應急指揮管理系統,打造貫通省、市、縣統一指揮、三級聯動的應急指揮體系,系統融合集成了電網調度、設備運檢、物資管理、供電服務、安全監督、后勤保障等專業的業務信息系統,可以實時采集全省受到災害影響的電網故障、停電用戶數據,以及物資庫存、設備臺帳等信息,實現了電網災損和停送電信息自動化采集、故障搶修全過程跟蹤、災害現場勘察、物資隊伍科學調配等功能,為電網應急管理、決策及實時調度提供了有力技術支撐。

在應對自然災害中,國網福建電力依托該系統,在災前防御階段,及時跟蹤、分析災害天氣可能對電網造成的影響范圍和程度,提前對電力設備進行事故預想和預警,預置搶修隊伍和搶修物資,變被動搶險為主動防御;在災中應急階段,通過采集電力線路跳閘信息,研判災害影響的停(送)電情況,自動集成受災電力設備、影響重要用戶、生命線用戶等數據,在GIS地圖上形成全省災損分布圖,為應急指揮、搶修復電提供了數據支撐;在災后搶修階段,實時跟蹤、定時發布災損和復電信息,及時調派應急電源、專業搶修隊伍,科學組織全面搶修復電,優先保障民生供電和生命線工程供電。

2018年,22號超強臺風“山竹”襲閩期間,福建電網災害監測預警與應急指揮管理系統快速研判主網設備跳閘425次,精準定位故障,智能分析停電影響范圍,為高效調配搶修物資和搶修隊伍,最短時間恢復供電發揮了重要作用。

在非災狀態下,該系統還扮演了“哨兵”角色,實時監視電網及周邊環境,支撐日常電網故障搶修指揮。

目前,國網福建電力正結合國家電網有限公司泛在電力物聯網建設,應用大云物移智鏈技術,進一步開發、完善福建電網災害監測預警與應急指揮管理系統,重點將建立電網故障搶修APP平臺,通過搶修人員手機,采集故障現場設備數據、照片,現場提報搶修物資需求,做到快速調派搶修隊伍物資,科學優化搶修任務分配,進一步提升搶修效率。

智能臺區服務客戶更靠前

“您好!張先生,我是電力片區服務經理付惠紅,據我們用電信息采集系統后臺了解,小區物業管理部今日下午3時27分因線路短路導致智能表后開關跳閘停電,按供用電合同屬于您公司內部產權處理范圍,請盡快聯系社會電工進行檢查處理,以便恢復供電。”4月26日下午,福州崇安佳園小區物業管理部張先生接到電力片區服務經理來電,得知物業管理部因為內部線路短路而導致停電后,馬上聯系小區電工及時進行處理。

崇安佳園小區是國網福建電力正在推進建設的基于用電信息系統建設低壓電力物聯網第一批試點的200個智能臺區中的一個。

電網供電變壓器臺區下面的低壓電力設備數量繁多、類型復雜,是保障可靠供電的“最后一公里”,但目前存在著自動化監控手段缺乏,支撐故障精準搶修的技術手段不足等問題。為解決上述低壓電力設備感知和控制方面的空白點,國網福建電力正利用國家電網有限公司建設泛在電力物聯網契機,優化升級現有用電信息采集系統資源功能,融合低壓配網的搶修調度自動化、客戶服務主動化、設備管理精益化等需求,試點建設智能臺區,加快推進低壓電力物聯網建設。

泛在電力物聯網,是指在圍繞電力系統各環節,充分應用移動互聯、人工智能等現代信息技術、先進通信技術,實現電力系統各環節萬物互聯、人機交互,具有狀態全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活特征的智慧服務系統,為電網規劃建設、生產運行、經營管理、綜合服務、新業務新模式發展、企業生態環境構建等各方面,提供充足有效的信息和數據支撐。

國家電網有限公司正全面推進“三型兩網”建設,力爭到2021年初步建成具有全球競爭力的世界一流能源互聯網企業,推動能源革命,共享電網發展成果。

基于用電信息系統建設的智能臺區目前在全國獨樹一幟。智能臺區實現了對各級低壓開關、智能電表、無功補償、配電站房環境監控等各類低壓設備的全景感知與智能管控,支撐精確到戶的低壓故障研判搶修等場景應用。具體通俗地講,智能臺區可以實現精確到戶停電監測,及時獲知客戶家中跳閘停電,還可以研判出跳閘原因(包括漏電、短路、過載、手動等),能夠直接研判故障位置、原因,為故障搶修效率的提升提供有力支撐,能夠有效解決占故障停電近60%比例的單戶智能表后跳閘無法主動感知的服務痛點。同時,借助精確到戶的實時停電監測手段,片區服務經理可以及時、主動幫助和指導客戶處置家中的漏電、短路等故障。

“以前是客戶打電話報修家中停電,建設智能臺區后,將來1分半鐘內客戶家中停電信息、原因就會傳到用電信息采集系統,10分鐘內就會傳到電力片區服務經理、搶修人員的移動作業終端,他們就可以迅速聯系客戶,節省了查找故障時間,復電搶修將更快。”國網福建電力客戶處黃婷介紹。

國網福建電力計劃兩年內建設2000個智能臺區,為用電客戶“獲得電力”便利化提供更有力的數字化技術支撐。

信息來源:中國電力報

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