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國家電網公司全面部署泛在電力物聯網建設

原創: 頭條君 電網頭條 39


38日,國家電網有限公司泛在電力物聯網建設工作部署電視電話會議在京召開。會議貫徹落實公司三屆四次職代會暨2019年工作會議精神,對建設泛在電力物聯網作出全面部署安排,動員公司上下進一步統一思想、提高認識、攻堅克難,加快推進“三型兩網、 世界一流”戰略落地實施。公司董事長、黨組書記寇偉出席會議并講話。公司總經理、黨組副書記辛保安主持會議。公司領導班子成員黃德安、羅乾宜、韓君、劉澤洪、張智剛出席會議。

寇偉指出,當前,公司最緊迫、最重要的任務就是加快推進泛在電力物聯網建設。建設泛在電力物聯網,是推進“三型兩網”建設的重要內容和關鍵環節。這是公司深入貫徹落實習近平新時代中國特色社會主義思想的政治擔當,是公司深入貫徹落實黨中央相關部署要求的實際行動,是公司加快新舊動能轉換、實現突破發展瓶頸的主動抉擇,也是公司新一屆領導班子堅持守正創新、堅定不移做強做優做大的戰略選擇。要以強烈的使命感、緊迫感和責任感,進一步增強思想自覺和行動自覺,堅定不移抓好這一戰略的貫徹執行,并在實踐中不斷創新優化和豐富完善。

寇偉強調,泛在電力物聯網,就是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,包含感知層、網絡層、平臺層、應用層四層結構。通過廣泛應用大數據、云計算、物聯網、移動互聯、人工智能、區塊鏈、邊緣計算等信息技術和智能技術,匯集各方面資源,為規劃建設、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。堅強智能電網和泛在電力物聯網,二者相輔相成、融合發展,形成強大的價值創造平臺,共同構成能源流、業務流、數據流“三流合一”的能源互聯網。公司做出兩個階段的戰略安排,到2021年初步建成泛在電力物聯網,基本實現業務協同和數據貫通,初步實現統一物聯管理,各級智慧能源綜合服務平臺具備基本功能,支撐電網業務與新興業務發展。到2024年建成泛在電力物聯網,全面實現業務協同、數據貫通和統一物聯管理,公司級智慧能源綜合服務平臺具備強大功能,全面形成共建共治共享的能源互聯網生態圈。

寇偉要求,建設泛在電力物聯網,要按照《泛在電力物聯網建設大綱》認真組織實施,不折不扣落實好各項任務。要加強頂層設計,提高工作的系統性、整體性和協同性。要堅持需求導向,重點圍繞提高電網效能、強化精益管理、培育新興業務、拓展增值服務等方面,全面梳理業務需求、客戶“痛點”、服務“盲點”,明確系統建設和功能應用的發力點。要注重實用實效,優先用好現有網絡基礎設施和各類系統,對照泛在電力物聯網建設需求查漏補缺,突出補短板、強弱項、提效能。要整合數據資源,大力推進信息系統整合,消除數據壁壘,提高數據分析應用水平。要堅持創新驅動,加強關鍵技術攻關及核心產品研發,全力攻克網絡安全的核心技術,尊重基層首創精神,加強外部交流合作。要堅持分類推進,細化任務目標,解放思想、主動作為,形成高“含金量”的成果。要強化組織領導,優化組織體系,樹立強烈的互聯網思維,以開放思維、創新思維、用戶思維、迭代思維推進各項工作,高質量推進泛在電力物聯網建設。

會議宣布成立國家電網有限公司創建世界一流企業領導小組,介紹公司《泛在電力物聯網建設大綱》。國網營銷部、國網天津電力、國網電動汽車公司、國網江蘇電力南京供電公司作表態發言。

公司總經理助理、總師、副總師,總部各部門主要負責同志;公司總部各部門,各分部、各單位有關負責同志參加會議。

文字|李婕茜 攝影|高志星 責編|師維藝


發布時間: 2019 - 06 - 04
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獨家解讀!國家電網發布加強科技創新開放合作八大舉措

朱怡 莫非 中國電力新聞網 6天前


國家電網發布加強科技創新開放合作八大舉措

面向全社會開放100個實驗室

聯合社會力量共建泛在電力物聯網雙創中心

528日上午,國家電網有限公司在京召開學習貫徹習近平總書記關于科技創新重要論述暨公司科技創新大會。

會上,國家電網有限公司董事長、黨組書記寇偉作題為《加快打造能源互聯網科技創新高地 為推進“三型兩網”建設提供強大科技支撐》的講話。

當天下午,國家電網在京召開新聞發布會,會議發布了國家電網加強科技創新開放合作八大舉措和泛在電力物聯網科研、攻關、創新等發展情況,并介紹了科技項目聯合攻關有關情況。

黨的十九大提出加快建設創新型國家和世界科技強國的戰略目標,強調創新是引領發展的第一動力,是建設現代化經濟體系的戰略支撐。2018528日,習近平總書記在中國科學院第十九次院士大會、中國工程院第十四次院士大會上發表重要講話,從增強自主創新能力、提升創新體系效能等方面對加快建設世界科技強國作出了部署。為貫徹習近平總書記關于科技創新的系列重要論述精神,落實黨中央、國務院關于科技創新的決策部署,凝聚各界創新力量,營造開放合作創新生態,服務創新型國家建設,國家電網公司研究提出了“四個開放、四個合作”的八大舉措并發布。


全國首個人工智能高壓電纜隧道

八大舉措分別為:

開放共享實驗研究資源、開放合作科技項目研究、開放實施科技示范工程、開放應用全社會新技術、合作共建能源電力創新共同體、合作共建國家雙創基地、合作共享科技服務平臺、合作共營科技創新企業。


01

開放共享實驗研究資源。

面向全社會開放100個實驗室,包括19個國家級實驗室。按照國家重點實驗室開放共享有關要求,完善實驗室基礎設施共享機制,將國家電網公司實驗室資源納入國家實驗資源共享平臺,提升實驗資源使用效率。鼓勵社會各界積極參與共建該公司各級實驗室。


02

開放合作科技項目研究。

聯合社會各類創新主體,共同開展國家級重大科技項目、能源互聯網技術研究框架項目、泛在電力物聯網建設大綱項目和公司科技指南項目實施,對外合作科技項目在該公司年度項目中占比不低于60%。面向全社會發布國家電網公司年度科技成果報告,共同促進科技成果的孵化轉化和應用。


03

開放實施科技示范工程。

面向全社會發布并共同實施10類科技示范工程,涵蓋新能源友好并網、綜合能源服務、友好并網型儲能、源網荷儲協同控制、電動汽車與電網友好互動等領域,在示范工程的規劃設計、技術攻關、裝備研制、投資運營等環節加大開放力度,帶動全行業共同發展,推動國產裝備走向國際高端行列。


04

開放應用全社會新技術。

面向全社會廣泛征集新技術,將優秀創新成果納入該公司新技術目錄,并在該公司系統推廣應用。建立開放、透明、公正的新產品掛網試運行管理流程,健全完善運行成效評估機制,全面暢通新技術推廣應用渠道。落實國家有關政策要求,聯合行業高端裝備企業,推動高端裝備進入國家首臺(套)重大裝備示范應用目錄。


05

合作共建能源電力創新共同體。

聯合央企及國際國內上下游企業、高校、科研院所,建立聯盟、研究機構等多種形式的能源電力創新共同體,探索項目柔性組織模式,合作開展國家“科技創新2030”智能電網重大項目、國家自然科學基金委-國家電網公司智能電網聯合基金等項目研發,培育能源互聯網領域重大原創性成果,促進行業技術發展和學科進步。


06

合作共建國家雙創基地。

聯合社會力量在國家戰略布局地區共建泛在電力物聯網雙創中心,吸引超過百支優秀創新團隊入駐,推進產學研用協同攻關,強化創新成果的落地轉化。圍繞能源互聯網產業發展方向,積極與政府和社會投資機構共建雙創產業園,全面支撐電網新興業務發展,形成區域覆蓋、各具特色、協同創新的格局。


07

合作共享科技服務平臺。

聯合打造國網“雙越之星”雙創平臺,服務該公司內外創新團隊,匯聚創客數萬人,聚集上下游企業過千家。打造國網特色的“科技+金融+產業”的創新模式,建立新能源云、智慧能源綜合服務等新業態承載平臺。發揮各類產業投資基金的“杠桿”作用,形成“公司積極投入、社會資本競相融入”的多元化資金投入機制。

國網雙創平臺

08

合作共營科技創新企業。

鼓勵社會投資者與國家電網公司科技型企業建立混合所有制企業,打造科學靈活的股權架構和激勵模式,激發創新活力和發展動能。圍繞泛在電力物聯網產業發展方向,遴選具有較強競爭力和成長性的公司中小企業,共同推動上市工作。聯合社會資本共同孵化培育,推動雙創中心和雙創產業園中的高科技企業在科創板上市。

發布會上還發布了泛在電力物聯網科研、攻關和創新等發展情況。建設泛在電力物聯網,通過與智能電網的融合,將實現電網的數字化、網絡化和智能化。通過對能源系統和電力系統的全面感知,用數據驅動和人工智能的方法改變電網傳統的運行模式,把電網打造成源網荷儲全程在線、設備和裝置全程在線、產業與生態全程在線的平等互聯的平臺。使電網成為能源輸送和轉換的樞紐,社會經濟和民眾需求的共享平臺。驅動電網從傳統的工業系統向平臺型轉化,支撐供給側和消費側的連動,高效連接新能源、各類儲能、電動汽車、電能替代、能效互動等元素和服務,開放共享并高效地實現供需匹配。

泛在電力物聯網提出以來,引起社會各界強烈反響,資本市場廣泛認可。國家電網公司全面推進泛在電力物聯網建設,發布泛在電力物聯網建設大綱,編制形成泛在電力物聯網2019年建設方案,明確了全年建設任務,涉及對內業務、對外業務、數據共享、基礎支撐、技術攻關、安全防護6大方面、57項建設任務,以及省、地市、縣、園區4個層級、25項大型綜合示范工程。

泛在電力物聯網典型應用:國網分布式光伏云網



制定泛在電力物聯網關鍵技術研究框架,凝練出10大科研方向,聚焦智能芯片、智能傳感及智能終端、物聯網平臺、人工智能等20余項基礎性、前瞻性、戰略性關鍵技術,以及“國網芯”、能源路由器、多站融合成套設備等10余項核心產品,集中力量開展攻關研究。今年啟動泛在電力物聯網科技項目49個。

打造五個源網荷儲協同服務(電動汽車及分布式新能源、家庭智慧用能、社區多能供應、商業樓宇能效提升、工業企業及園區能效提升),五個能源互聯網生態圈(電動汽車、分布式光伏、綜合能效、能源電商、大數據商業化)。

同里區域能源樞紐自由交換示范區

創新開展基于人工智能的配網帶電作業機器人的研制,推進不停電作業,壓降停電時間。創新移動搶修app作業模式,縮短搶修到達時間,居民用戶通過掌上電力、微信公眾號等參與供電互動。深挖智能電表數據價值,結合配電自動化建設,大幅減少配網故障帶來的停電影響。

國網天津電力全國首次應用5G技術實現陸空一體化電力巡檢

當前正在開展的重點攻關領域包括芯片、邊緣計算、人工智能、數據融合、網絡安全、智能終端融合、新一代信息通信、能源轉換、能源綜合利用與優化、新能源高比例消納等。同時正在進行互聯網運營、新型交易、電網資源運營、數據運營、綜合能源服務等模式創新及產業生態在線互聯的平臺建設。

南京溧水全感知變電站



能源技術的創新研究:多能轉換、儲能、能效、新能源等技術。

信息感知與智能處理技術:包括全面感知、泛在網絡、統一平臺、智能應用等四個方面。

全面感知主要研究傳感、感知、量測等數字化轉換方式,實現對電網的全面感知、用戶用能和需求的全面感知。

泛在網絡主要研究以5G、光纖和衛星綜合利用的高速、動態、靈活、智能的下一代通信網絡和應用。


泛在電力物聯網典型應用:國網分布式光伏云網-監控中心

統一平臺主要研究統一物聯管理、數據融合共享、企業中臺、互聯網運營平臺等,支撐海量物聯數據統一接入、存儲與處理。

智能應用主要研究數據自動分析與理解、數據與知識融合的人工智能等核心技術,數據驅動的電網安全穩定與能源平衡、電網資源的綜合利用與優化、用戶用能與電網的智能互動。

模式創新和業態創新:變革原有的能源產供銷、發輸配變用的利用模式,形成多種要素互聯、用戶廣泛參與、積極互動的能源體系。突破“以電為核心”的電網業態,擴展多元業態模式,帶動產業鏈上下游共同發展,形成全社會多行業互利共享的生態體系。

下一步,國家電網有限公司將圍繞上述科研領域、攻關方向全面開展科研創新和模式創新,重點開展試點示范工程,而后進行大規模建設,以技術和模式創新為驅動,帶動形成能源電力領域的質效提升和業態變革。

泛在電力物聯網建設是一項開放復雜、宏大的社會工程,需要社會各方的廣泛參與,構建創新生態。

國家電網公司將通過技術攻關、項目研究、標準制定、資本合作、特別是在模式創新方面與全社會的創新力量進行合作。

據悉,國家電網有限公司與清華大學、西安交通大學和華北電力大學共同建設了聯合研究機構,共同開展關鍵技術研發和高端人才培養,與多所高校開展了項目和課題的研究。啟動芯片領域國家地方聯合工程研究中心,在中國通信學會和中國人工智能學會成立了能源互聯網專業委員會,成立了泛在電力物聯網產業生態聯盟,建立了相關的標準組織。與阿里、騰訊、百度、京東、華為、中國聯通等22家互聯網企業及有關央企進行35次交流座談,借鑒外部經驗做法,共商合作共贏大計。

深度解讀

決心之大、范圍之廣都前所未有的開放合作

——國家電網科技創新八大舉措深度解讀

朱怡 莫非

黨的十九大提出加快建設創新型國家和世界科技強國戰略目標。習近平總書記多次強調,“關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的”。

正值習近平總書記2018年“兩院”院士大會重要講話發表一周年之際,528日上午,國家電網有限公司董事長、黨組書記寇偉在該公司學習貫徹習近平總書記關于科技創新重要論述暨公司科技創新大會上強調,要“爭當新時代中央企業科技創新排頭兵,爭做全球電力行業科技領軍企業”。

短短幾小時之后,當天下午,國家電網有限公司即重磅發布科技創新“四個開放、四個合作”八大舉措。此舉是對習近平總書記關于科技創新系列重要論述精神的貫徹,是對黨中央、國務院關于科技創新部署和要求的落實,更是作為“大國重器”凝聚各界創新力量,營造開放合作創新生態的責任擔當。我們從中讀到了國家電網推進科技創新的堅定決心,讀到了國家電網進一步開放合作的滿滿誠意。

此次發布是國家電網有限公司第一次系統提出加強科技創新對外合作的重點工作舉措。“可以說,國家電網有限公司這次開放合作的決心之大、范圍之廣是前所未有的。”在528日召開的國家電網有限公司“加強科技創新開放合作八大舉措新聞發布會”上,國家電網有限公司各部門負責人做出了深度解讀。

八大舉措開放范圍廣

合作形式多

記者了解到,科技創新“四個開放、四個合作”內容涵蓋開放共享實驗研究資源、開放合作科技項目研究、開放實施科技示范工程、 開放應用全社會新技術、合作共建能源電力創新共同體、合作共建國家雙創基地、合作共享科技服務平臺、合作共營科技創新企業八部分內容。那么,這八大舉措的提出是基于什么考慮,又有哪些深遠意義?

“自主創新能力的提高,不能靠單打獨斗,必須在開放、合作、共享中才能實現。”面對記者的提問,國家電網有限公司科技部主任呂運強一語中的。

呂運強介紹,八大舉措首先是提升自主創新能力,服務創新型國家的根本要求。國家電網有限公司作為國家首批創新型示范企業,承擔著保障國家能源安全、促進能源轉型發展和能源電力技術進步的重要使命,必須順應互聯網與傳統產業跨界融合的新常態和大趨勢,聯合社會各界聚焦能源電力領域核心短板技術,開展協同攻關,逐步實現關鍵設備、核心元器件自主可控,牢牢把握創新發展的主動權。

其次,八大舉措是國家電網有限公司“三型兩網、世界一流”戰略目標的內在需求。世界一流能源互聯網發展前景廣闊,泛在電力物聯網建設任務緊迫,需要聯合社會各界,發動科技創新引擎,統籌推進科技創新、業務創新、業態創新和商業模式創新,通過創新破解發展難題,積極培育新產業、新業態,不斷注入發展新動能。

“四個開放、四個合作”八大舉措有哪些顯著特點?

又將如何支撐國家電網有限公司提出的“三型兩網”世界一流能源互聯網企業建設的戰略目標?



呂運強向記者介紹,“四個開放、四個合作”八大舉措具有開放范圍廣,合作形式多等特點。

“之前公司對外合作共享,主要通過聯合開展國家項目申報和公司項目研發等方式,這一次除了在科技項目研究方面,我們承諾對外合作科技項目在公司年度項目中占比不低于60%以外,還將在實驗研究資源、科技示范工程、新技術推廣應用等方面,加強對外開放合作,共享創新資源。”



蘇州工業園區供電公司運維人員在蘇州工業園區主動配電網示范區2.5產業園巡視設備



“在合作形式上,一方面,在充分發揮已成立聯合研究院(學院)作用的基礎上,我們將通過建立多種形式的能源電力創新共同體,以及建立雙創中心、雙創產業園等方式,深化產學研用協同攻關。另一方面,積極聯合社會資本,依托雙創平臺,打造國網特色的‘科技+金融+產業’創新模式,同時,吸引社會投資者與公司科技型企業成立混合所有制企業,充分激發各方創新活力。”

談到未來國家電網有限公司在科技示范工程的開放合作方面的具體舉措時,中國工程院院士,全球能源互聯網研究院副院長湯廣福告訴記者,建設科技示范工程離不開社會各界的關心和幫助,離不開行業專家的技術支持,離不開裝備制造企業的緊密配合。國家電網有限公司將充分借鑒社會各界科技攻關成果,在示范工程的整體策劃、規劃設計、技術攻關、裝備研制、工程實施、投資運營等重要環節,加大開放力度,及時通過相關渠道發布招投標信息,邀請行業力量共同參與,全面做好科技示范工程的建設實施工作。


泛在電力物聯網進展順利

將促核心技術進步

為了適應能源革命和數字革命快速發展、深度融合新趨勢,2019年,國家電網有限公司做出全面推進“三型兩網”建設,加快打造具有全球競爭力的世界一流能源互聯網企業的戰略部署。建設泛在電力物聯網作為其核心任務,為電網運行更安全、管理更精益、投資更精準、服務更優質開辟了一條新路。

此次八大舉措的提出,目的之一便是強化多專業融合與協同創新,形成創新合力,攻克制約堅強智能電網和泛在電力物聯網發展的技術瓶頸。泛在電力物聯網的概念提出已近半年,當前建設情況如何?

“國家電網有限公司全面推進泛在電力物聯網建設。包括發布泛在電力物聯網建設大綱,編制形成泛在電力物聯網2019年建設方案,明確了全年建設任務;制定泛在電力物聯網關鍵技術研究框架,凝練出10大科研方向;打造五個源網荷儲協同服務及五個能源互聯網生態圈;創新開展基于人工智能的配網帶電作業機器人的研制,推進不停電作業,壓降停電時間等。”國網能源互聯網技術研究院院長王繼業向記者介紹道。

同時,王繼業透露,泛在電力物聯網建設當前正在開展的重點攻關領域包括芯片、邊緣計算、人工智能、數據融合、網絡安全、智能終端融合、新一代信息通信、能源轉換、能源綜合利用與優化、新能源高比例消納等。同時正在進行互聯網運營、新型交易、電網資源運營、數據運營、綜合能源服務等模式創新及產業生態在線互聯的平臺建設。

泛在電力物聯網提出以來,引起社會各界強烈反響,資本市場廣泛認可。那么泛在電力物聯網的建設對國家經濟發展能起到什么積極作用?

普通民眾又能感受到哪些好處?



面對記者的疑問,王繼業作出回應:從國家角度來說,建設泛在電力物聯網將有力支撐國家戰略轉型。在新一輪工業革命的背景下,工業互聯網建設是我國搶抓戰略機遇的重要抓手。能源互聯網是工業互聯網的重要組成,是能源電力體系和互聯網體系深度融合而形成的全面感知、全程在線、全要素互聯的能源電力新業態,將成為工業互聯網在行業落地的典范。

談到國家電網有限公司雙創服務平臺建設運營情況,國網電商公司副總經理張長浩告訴記者,下一步,平臺將充分發揮渠道、資源優勢,加快推進內外部合作共享,營造開放合作創新生態。以雙創服務平臺為基礎,統籌內外部創新資源,組建國網成果孵化轉化中心,健全收益分享機制、開展知識產權運營,促進產品市場推廣,推進創新成果的轉化孵化。

此外,國家電網公司還將重點圍繞能源互聯網和泛在電力物聯網產業發展方向,在京津冀、長三角等地區共建泛在電力物聯網雙創中心、雙創產業園,全面支撐電網新興業務發展,形成區域覆蓋、各具特色、協同創新的格局,帶動產業鏈上下游融通發展。

“在實施泛在電力物聯網以來,我們看到平均停電時間得到縮短,居民通過掌上電力更加便捷地與電網互動,電動汽車充電更加方便,通過光伏云網,用戶的發電效率得到提高。未來,用戶將通過泛在電力物聯網深度與電網之間進行實時互動,將大大提升用戶的體驗與獲得感。”王繼業說道。

作者:朱怡 莫非


編輯:劉趁

校對:王瑋玲



發布時間: 2019 - 06 - 04
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1?CIGRE 2016簡述


2016年8月21~26日,第46屆國際大電網委員會(CIGRE)年會在法國巴黎召開,超過3000位代表出席了會議,其中來自中國的參會代表有80多位。大會以主旨報告《電力大變革—未來電力系統》作為開始,并以“分布式發電對大容量電網影響的全球視角”為主題召開了開幕論壇。 CIGRE 2016提出了兩個大方向:一是未來電力系統的發展趨勢及動向;另一個是如何充分盡限利用現有的系統。


CIGRE 2016的主旨報告《電力大變革—未來電力系統》指出,各種各樣的因素正推動著全球能源系統向著面對不同挑戰風險、不同管理方式、不同條件狀況的資源–市場混合型模式轉變。這些因素主要包括:


(1)國際和國家層面的政策鼓勵低碳生產、可再生能源(RES)的使用以及能源的高效利用。

(2)將可再生能源(RES)和分布式電源(DG)接入配電網。

(3)配電網中日益增加的用戶和由此引起的對電網的需求。

(4)信息與通信技術(ICT)的進步。

(5)電網全壽命周期更新投資的需要。

(6)利用基于市場的方法控制電網阻塞的必要性。

(7)市場規劃與管理機制向著公平、成本效益最好的方法演變。

(8)現有及新建設施的穩定性、持續性及其對環境的影響。

(9)世界上仍有大量的人口用電不足的問題亟待解決。


上述因素可能促使電網在2020年及以后(甚至到2040年) ,向著以下兩種模式發展:

(1)互聯大電網:在負荷區域和大型集中式可再生發電站之間傳輸大功率的互聯大電網的重要性不斷提升。應用大電網聯接不同國家的能源市場。

(2)主動配電網:大量小型及大型包含分散式發電廠、儲能、有功用戶參與的自我供給配電網的簇擁出現,導致必須采用主動配電網對有功和無功進行管理。


未來的電網發展中,大型能源網絡越發重要,同時小型微電網也蓬勃發展,它們相輔相成,共同發展。未來,不同地區的電網中將會出現不同的能源組合,以往的用電方也可以成為發電方,因此電網必須更加智能可控,要實現雙向負荷流的管理。由于大量互聯電網的加入,主動配電網被視為解決日益突出的環保、經濟、可靠等問題的方法,因此未來電力系統很可能以上述兩類模式的混合形式出現。


2?未來電力系統十大關鍵技術及相關挑戰


(1)主動配電網將導致在配電網電壓等級和更高電壓等級網絡中產生雙向潮流與數據流 ,如何建立合理的智能控制技術來實現大量小型電源之間的協調是一項新的技術挑戰。

首先需要獲取數據信息(配電網自動化、家庭能源管理以及電動汽車的數據信息),這就需要安裝大量的智能電表和需求側響應電表。同時,還需要研究合理的配電網結構以確保其能夠為當地的能量平衡提供更好的保障。另外,由于市場和制度正潛移默化地向著高效管理、公平公正、成本回收的方向進化,以市場為導向的分布式發電(如虛擬電廠)控制技術也是應對該項挑戰的可能方法之一。

(2)先進測量與監測設備的使用以及對信息交換的大量需求,對傳感技術及大數據處理技術提出了新的要求。?

1)在系統的運行、保護、檢修以及全壽命管理等過程中需要新的量測參數、網架信息、通信技術以及相關的新式算法。

2)交換數據的識別及其相關需求,例如數據的可靠性、安全性等。

3)故障恢復與轉供規劃方法。

4)網絡安全與準入控制:網絡安全、信安全等問題。


(3)在各電壓等級下直流技術與電力電子(PE)應用的增長及其在電能質量、系統控制、系統安全以及系統標準化方面的影響。傳統的電路理論不能簡單地直接用于分析交直流混合電網和含有大量電力電子設備的微電網,需要做更多新技術的相關研究。

1)計及高壓直流(HVDC)和PE系統控制模型的交流電網性能的研究。

2)在HVDC和PE運行過程中,交流和直流諧波過濾器所產生的諧波失真管理,以及由于電力電子用戶日益增加所產生諧波污染的去除。

3)在交流電網發生故障時,直流和基于PE的發電站在動態響應及性能方面較傳統發電廠和交流線路有著顯著的區別。許多情況下,如何選用適當的設計和控制方法,從而大大增強全網的可靠性是需要考慮的重要問題。

4)高壓直流電網是一種與傳統電網在動態響應和性能上皆有著明顯不同的全新電網形式。建立完善的HVDC電網,需要靈活使用制造業的各種設備,并逐步完善各項標準和網絡節點。

5)高壓直流電網是一種全新電網形式。為了使其逐步的建立起來,需要建立相應的標準以及電網技術準則(grid codes)。同時,不同制造商提供的設備也應該具有互換性。

6)如何滿足日益增長的終端直流供電的需求(例如居民用戶和商業建筑等)也是挑戰之一。


(4)儲能系統中重要設備的發展及其對電力系統運行發展的影響 。

為實現分布式能源之間的協調,儲能系統發揮著越來越重要的作用,同時也帶來了許多技術問題。


1)建設問題:先進材料、安裝成本和建設成本的下降、環境影響的降低、充放電周期效率的提升、重量減輕且尺寸密度的提升以及全壽命周期評價模型的研發等。


2)運行和網絡問題:各電壓等級下儲能的影響、靜態穩定建模和動態仿真、充放電管理、與RES聯合運行的混合系統、孤島管理、削峰能力,以及需求側管理技術協調運行等。


3)抽水蓄能和電池儲能的協調發展。


(5)針對系統運行、系統控制和市場/法規規劃,建立計及主動用戶與不同發電形式間相互作用的新概念。

1)發電站隨機組合以及柔性負荷和儲能導致的負荷變動所帶來的運行挑戰。包括:功率平衡、阻塞管理、市場規劃和規范機制的改進,以及促進含用戶和RES參與的電力市場、有功無功儲備和風險管理等。

2)輸電系統中電力電子整合技術,如含HVDC線路的內部互聯系統會對可靠性、電力市場整合與控制以及電力系統動態性能帶來挑戰。

3)各大洲、各國、各地區電力系統控制的發展:輸電系統運行人員(TSO)、配電系統運行人員(DSO)、電力市場運行人員、能源服務商以及其他相關人員之間都需要共同協作。應當了解全網的地位、各系統間的界限,信息交互以及生產和負荷中心TSO、DSO及其他相關人員間的可操作接口。

4)自動化水平的提升:新開發軟件的工具可以快速地確定系統在整個網絡中的狀態,其可提供決策支持,并為系統運行、自動化結構以及電氣參數的調整、轉供自動化、事故恢復等提供
警示。

5)應確保系統運行人員相關培訓和具有相應資質。


(6)發電廠的不同特征和發展中電網保護的新概念。

1)新的輸電網廣域保護系統(WAPS)將可克服特定類型繼電保護在可靠性、靈活性、檢修成本方面的局限性和不足。

2)全新的發電技術會對保護系統產生影響,例如減小短路功率、導致潮流逆向等。

3)故障穿越能力,即新發電機容量在承受由于故障所引起低電壓的能力。

4)偶然性孤島檢測與蓄意性孤島運行,即部分配電網由于沒有連接至高壓網絡而呈現物理孤島情況。

5)使用高效通信網絡的配電網中新式保護和自動化功能。

6)其他創新技術,例如直流斷路器。


(7)計及新輸電/配電接口的全新規劃概念、環境約束的增加以及有功無功潮流控制的新技術 。

1)環境因素的更高社區意識(community aware-
ness)。

2)不確定因素增加下的規劃和批準。

3)現役設備的最佳利用。

4)網絡投資規劃:規劃中需要考慮需求響應、分布式電源的分布,以及輸電線路和配電線路擴建投資的相互影響等因素。

5)技術變化:需要了解各技術方案的成本、容量以及到期時間,以便進行比較選擇。

6)經濟驅動力的改變:這會影響資金的可用性和投資風險,并可能對投資產生重大影響,尤其是在以市場為基礎的系統。

7)市場和管理環境的改變(對中央規劃水平與市場方案的影響的比較)。


(8)新用戶、新發電機、新網絡特征下評價系統技術性能的新方法。

1)可用于解決時間集成動態問題以及多相功率流問題的先進計算技術和計算方法。

2)在三相模型和正序建模間找到過渡。

3)用于功率平衡和備用需求評估的先進工具和技術。

4)可對網絡的整體性能進行優化并可基于監控數據以及應用故障模式及影響分析(EMEA)來管理不確定性從而描述現有技術和新技術性能的規劃和運行工具。

5)先進的負荷建模技術。

6)可對分散控制應用進行建模的技術,即在環境的極限感知下能夠做出智能決策的功能,如多代理技術。

7)主動和自適應控制策略的建模(集中控制系統、電網友好型電器應用、需求管理等)。

8)新技術和先進技術的模型。

9)可以連接物理硬件設備和實時數字仿真器接口(RTDS)的硬件在線仿真工具。

10)用于在各電壓等級下評估電網在更大DC和PE滲透率時諧波性能的工具和技術。

11)循環(HIP)模擬工具中的硬件設計,即與實時數字模擬器(RTDS)進行物理對接。

12)可集成模擬傳輸系統和分配系統的協同仿真平臺。

13)在電磁瞬態和正序仿真工具間找到過渡的方法。


(9)線路容量的增長,架空、地下、水下設施的使用,及其對網絡技術性能和可靠性的影響 。

1)提高現有架空線路輸送能力的技術:更換耐高溫導線,重新張緊現有架空線導線,提高電壓等級,并進行實時監測。

2)將交流轉換為直流線路,考慮交直流混合輸電,考慮架空線路的緊密排列和美觀性。

3)考慮地下系統的過載能力和熱瞬態計算,及其對地下部分的設計標準產生的影響。

4)新的海底和地下絕緣交流或直流電纜在高電壓中的應用,如海邊風電場。考慮以風電場為解決方案的“海上”基礎設施與離岸發展的變電站和電纜,包括輸電和配電,并將風荷載數據用于海底電纜的設計準則。

5)制定深水電纜的設計標準和完善安裝技術,以實現相關關聯。

6)提出對正在改變網絡狀況的輸配電設備的要求。

7)將智能化技術引入到輸配電設備中。


(10)使利益相關者了解技術和經濟效益,吸引他們加入電網未來發展。

需要考慮的因素包括:

1)環境(自然環境、動植物、EMF、聲噪、視覺沖擊等)既是電網發展的主要驅動力,也是全球能源項目(發電、輸送)的主要阻力。

2)環保因素(自然環境、人)是維持能源系統未來發展的主要動力之一,這也是現在被電力部門逐漸了解的。

3)同時,同金融行業一樣,能源系統也受到“外部世界”的激勵,如政策、NGO和其他利益相關者的影響等。

在規劃階段,應當采取的措施如下:

1)證明項目能帶來的好處。

2)保證可持續發展的原則和與之相關的問題正在被考慮。

3)考慮已經在系統規劃、設計和備選方案中的公眾態度,咨詢以及需求。

在建設和運行階段,應當注意:

1)需要符合環境標準。

2)需要取得必要行動的支持(如,維修)。


3?充分盡限利用現有系統


主要包括以下3個方面:

1)將成功經驗轉移到其他網絡結構。例如,低壓管理方式可以向高壓借鑒,甚至可以向其他能源系統(電、氣、水)的管理方面學習。

2)提高可靠性(自愈,孤島,故障穿越……),一定要從技術上提升經濟效益。

3)資產生命周期問題,建議提早開始研究,可以借鑒發達國家的先進經驗。?

發布時間: 2017 - 01 - 19
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電網作為關系國計民生的重要基礎設施,是“十三五”電網建設的重點。《配電網技術導則》是國家電網公司配電網規劃設計、建設改造和運行維護的綱領性標準文件。本文對標準修訂的背景、原則和特點以及主要修訂內容進行了介紹。

0?引言


“十三五”是全面建成小康社會的決勝期,是深化改革的攻堅期。國家作出了“大力實施創新驅動發展戰略、推進‘互聯網+’行動計劃、深化經濟結構調整和產業轉型升級、推動區域和城鄉協調發展等重要部署。電力是關系國計民生的基礎產業,電力供應和安全事關國家安全戰略,事關經濟社會發展全局。配電是電力系統的重要環節,它直接面向電力用戶,承擔著電力用戶的供電服務,是改善民生、保障經濟社會發展的重要基礎設施。電力體制改革逐步深化,分布式電源、電動汽車及儲能裝置快速發展,配電網呈現出愈加復雜的“多源性”特征,終端用電負荷呈現出增長快、變化大、多樣化的新趨勢,加快配電網建設改造和轉型升級的任務更加緊迫。配電網的發展迎來了重要發展機遇,同時也面臨許多挑戰。


2015年11月7日,國家發展和改革委員會、國家能源局正式發布《電力發展“十三五”規劃》,這是我國“十三五”電力發展的行動綱領。“十三五”電力發展規劃將“升級改造配電網,推進智能電網建設”作為重要任務,提出加大城鄉電網建設改造力度,基本建成城鄉統籌、安全可靠、經濟高效、技術先進、環境友好、與小康社會相適應的現代配電網,適應電力系統智能化要求,全面增強電源與用戶雙向互動,支持高效智能電力系統建設。


為建設結構合理、安全可靠、經濟高效的現代配電網,全面提高配電網供電能力,優化網架結構,提升裝備水平,增強對分布式電源和多樣化負荷的接納能力,全面適應售電主體多元化和客戶用電需求多樣化的要求。為適應配電網發展的新形勢,原《城市配電網技術導則》(Q/GDW 370—2009)已經不適應目前配電網技術發展要求,需要進行修訂補充,以完善配電網標準體系,強化技術標準的指導作用,規范國家電網公司所屬各省(區、市)公司35kV及以下配電網規劃、設計、建設、改造、運維和檢修工作,在國家電網公司運檢部的指導下進行了《配電網技術導則》(簡稱《導則》)的修訂。修訂后的《配電網技術導則》與《配電網規劃設計技術導則》(DL/T 5729-2016)將共同構成配電網頂層技術路線,將在一段時間內全面指導配電網規劃設計、建設改造和運維檢修工作。為配合配電網的標準化建設,系統地了解現代配電網技術發展路線,本文主要對《導則》修訂的背景和目的、修訂原則和特點以及主要修訂的內容進行介紹。


1?《導則》修編的背景和目的


2015年以來,黨中央、國務院對配電網建設改造工作做出了一系列安排部署。2016年中央1號文件明確提出了“加快實施農村電網改造升級工程,開展農村‘低電壓’綜合治理”等加快農村基礎設施建設的工作內容。國務院第122次常務會議作出實施新一輪農村電網改造升級工程的決定,國務院辦公廳、國家發改委、能源局等部委先后印發了一系列文件,全面部署新一輪農網改造升級工作。公司黨組高度重視配電網建設改造工作,在2016年國家電網公司的“兩會”上首次提出了“統一規劃、統一標準、安全可靠、堅固耐用”配電網建設改造十六個字方針國家電網公司配電網建設改造行動計劃提出“十三五”期間配電網總投資將達到1.3萬億元。隨著分布式電源、電動汽車與儲能等多元化負荷不斷涌現和大量接入,配電網的功能和形態正發生顯著變化,對配電網的安全運行和供電質量帶來嚴峻挑戰,迫切需要提前研判,實現對多元化負荷進行主動監測和優化調控。 云計算、大數據、物聯網、移動互聯等現代信息通信技術將推動配電網建設管理工作的智能化變革,大幅提升配電網建設改造效率效益和智能化管理水平。


本標準依據國家電網公司《關于下達2014年度公司技術標準制修訂計劃的通知》(國家電網科〔2014〕64號),對Q/GDW 370—2009《城市配電網技術導則》進行修訂。《城市配電網技術導則》于2009年首次發布,而自2009年以來國家電網公司發展策劃部、運維檢修部、營銷部、科技部、物資部、農電工作部和基建部在配電網規劃、典型設計、設備選型檢測、帶電檢測、狀態檢修、不停電作業、防雷接地、配電自動化、運維管理、分布式電源接入及新技術研發等方面開展了大量卓有成效的工作,近年來國內外配電網技術亦有很大發展,配電網的管理模式也發生了重大變化,原標準已經不適應目前技術現狀,迫切需要進行修訂補充,以對10(20)kV及以下配電網規劃、設計、建設、改造、運維和檢修等工作進行規范和導向。國家電網公司運檢部從技術標準入手,在廣泛調研并充分吸取發達國家先進經驗的基礎上,組織專家團隊,對原《城市配電網技術導則》(Q/GDW 370—2009)進行修訂。


為適應國家電網公司對配電網管理的現狀,《導則》的范圍從城市配電網擴展至城市、城鎮農村,涵蓋整個配電網;電壓等級擴充至35kV配電網;標準名稱由“城市配電網技術導則”更改為“配電網技術導則”。


《導則》修訂的目的是為建成城鄉統籌、安全可靠、經濟高效、技術先進、環境友好、與小康社會相適應的現代配電網,滿足智能化要求,以及適應國家電網公司10(20)kV及以下配電網規劃、設計、建設、改造、運維和檢修等工作的技術要求,對配電網規劃、設計、建設、改造、運行、檢修、用戶及分布式電源接入等各環節提出規范性技術要求,對配電網未來發展信息采集、狀態分析進行技術導向,并針對目前配電網存在的問題提出改進措施。


2?《導則》修訂的主要原則和特點


《導則》的修訂遵循標準化、差異化、系統性、適應性和協調性的編制原則。以“統一規劃、統一標準、安全可靠、堅固耐用”為原則,全面推行模塊化設計、規范化選型、標準化建設;按照根據區域經濟發展水平,按照可靠性需求和負荷重要程度,輔以負荷密度,供電區域按A+、A、B、C、D、E六類,差異化的分類制定相應的建設改造、設備選型標準;按照“四個一”工作要求,系統性地細化配電網建設改造項目需求管理。充分滿足經濟社會發展的用電需求,適應城鎮化發展和產業結構調整對配電網的要求,適應分布式電源、多元化負荷接入及未來能源互聯的趨勢;堅持用電需求與配電網建設、主網與配電網、電網與分布式電源及用戶接入、一次網架設備與二次系統相協調。


在《導則》修訂過程中,調研了配電網現狀,分析了當前配電網技術難題,研究了現代配電網建設發展的技術路線,并充分考慮了配電網的最新發展形勢和建設。《導則》的修訂工作同時遵循了以下4個原則:


1)貫徹國家有關方針、政策、法律、法規,嚴格執行強制性國家標準和行業標準。

2)《導則》的修訂落實標準化、差異化要求,形成平滑升級避免大拆大建的配電網技術發展路線。

3)立足于國家電網公司配電網的現狀,《導則》對配電網的全過程做到技術先進、經濟合理、安全實用。

4)《導則》力求與國家電網公司相關技術標準之間,以及與國家、行業標準的協調一致,體現實用化、差異化、前瞻性和引領性。


《導則》對配電網規劃、設計、建設、改造、運行、檢修、用戶及分布式電源接入等各環節提出規范性技術要求,對配電網未來發展信息采集、狀態分析進行了技術導向,還針對目前配電網存在的問題提出了改進措施,已經落實到現行規程中的一般性技術內容原則上不在《導則》中重述。


修訂的《導則》具有10個特點:

1)《導則》從全面提升配電網專業化水平出發,涵蓋了配電網規劃、建設、生產、運行和改造的全過程。吸取發達國家先進經驗,對配電網接地故障處理、保護配置、過電壓配合、防雷、短路電流水平、開關選型、低壓漏電保護配置、分布式電源及電動汽車接入等關鍵技術難題進行系統性研究。


2)《導則》強調輸配電網的相互協調,提高配電網的轉供能力,為上級電網提供支撐,以適應城鄉發展,滿足供電可靠性要求。逐步構建能源互聯公共服務平臺,促進能源與信息的深度融合。


3)《導則》系統地引導規劃和建設中壓配電網網架、以保障中壓配電網的可靠與堅強。目標是建成具有必備的容量裕度、適當的負荷轉移能力、一定的自愈能力和應急處理能力、合理的分布式電源接納能力的配電網,實現安全、可靠、經濟地向用戶供電。


4)《導則》從提高供電可靠性出發,要求不斷提高線路絕緣化、電纜化的比例,提倡不停電作業(帶電作業)、設備狀態檢測。 隨著絕緣材料的廣泛應用,以及中壓架空絕緣線路的推廣,可通過線路及設備全絕緣化進一步提高供電可靠性。


5)《導則》強調全面推行模塊化設計、規范化選型、標準化建設。落實標準化、差異化要求,形成平滑升級的技術發展路線,避免大拆大建。按照負荷密度,保證電壓質量的原則確定線路供電距離;提高線路載荷和轉供能力來確定線路分段數、聯絡點數;按節能、環保、免維護、減少設備規格、適當留有余度的原則進行設備選型;按城市規劃,電網與環境和諧的需求選取電纜和架空線;按載荷和轉供要求確定線徑。


6)《導則》從電網安全運行出發,嚴格落實反事故措施,建設與環境和諧的配電網。例如中性點接地方式不同的配電網,應避免互帶負荷,否則,將會導致不同配電網的繼電保護裝置誤動或拒動。 根據近年來各地在公共場合大量安裝戶外環網箱、箱式變電站,但是有些廠家生產的戶外環網箱、箱式變電站,其箱體不具備防內部故障電弧外泄性能,存在安全隱患,以及外殼設計欠美觀,《導則》提出了相應的要求。


7)《導則》為積極推進配網智能化,引導配電網一次系統規劃建設適應配電網自動化要求。 一次網架要結構簡潔,并盡量減少結構種類,布局合理,具備轉供能力,以利于配電網自動化的實施,以提高故障下快速恢復供電能力和分布電源的接入。同時一次電網的施工考慮通信光纜的敷設,減少實施配電網智能化建設的工程量。


8)《導則》對重要用戶提出更加完善的供電保障措施。 重要用戶除正常供電電源外,應有備用電源和獨立于公網的自備應急電源。正常供電電源、備用電源和自備應急電源應與供用電工程同步設計、同步建設、同步投運、同步管理。堅持安全第一、預防為主,未雨綢繆,預控前置,確保社會穩定,建立和諧的供電環境。


9)《導則》適應分布式電源以及電動汽車、儲能裝置等新型負荷的接入需求,有序建設智能配電網。配電網應滿足國家鼓勵發展的各類電源及新能源微電網的接入要求,逐步形成能源互聯、能源綜合利用的體系。


10)《導則》提出在分布式電源接入前,應對接入的配電線路載流量、變壓器容量進行校核,并對接入的母線、線路、開關等進行短路電流和熱穩定校核,如有必要也可進行動穩定校核。不滿足要求時應對配電網進行適應性改造。


3?《導則》主要修訂內容


為適應國家電網公司配網管理模式的要求,《導則》適用范圍由城市配電網進一步擴展至全部城鄉配電網。按照差異化原則,根據供電區域經濟發展水平,按照可靠性需求和負荷重要程度,輔以負荷密度,將供電區域細分為A+、A、B、C、D、E六類,分類制定相應的建設改造和運維標準。按照差異化、可升級原則設定目標網架,按照一步到位原則確定主干線截面、開關等設備選型,較原標準主要變化情況有:


1)進一步明確網架結構,規劃A+、A、B、C類供電區域架空線路以“三分段、三聯絡”為目標網架,D、E類地區可為三分段單輻射、三分段單聯絡,通過增加聯絡向目標網架發展過渡;電纜網以單環網、雙環網為目標網架,可由雙射、對射向雙環過渡,架空線入地改造應按電纜網目標網架建設。


2)設備選型一步到位,如:規劃A+、A、B類地區,架空線路主干線導線截面選擇240mm2或185mm2,C、D類地區主干線導線截面選
擇≥120mm2,E類地區主干線導線截面選擇≥95mm2;中低壓混凝土電桿均按非預應力選擇,對于山區等交通不便地區可選用輕型高強度電桿、組裝型桿等。


3)改進小電流接地系統單相接地故障處理技術原則,20世紀70年代借鑒前蘇聯經驗確定的可運行2h原則,經參考日本、法國等發達國家經驗,修改為在躲過瞬時接地故障后,快速就近隔離故障原則,即由“2h運行+接地選線”改為“選段跳閘”。在具備條件的單位按不同技術路線分區域試點后,穩步向公司系統推廣。


4)降低短路電流水平,經前期調研發現目前開關開斷電流由攀比性增大趨勢,參考日本(12.5kA)、美國(10kA以下)等發達國家經
驗,將變電站10kV母線短路電流水平由2009版的20、25kA降低至16、20kA,避免因盲目增大短路電流水平帶來大量配電網開關設備投資的浪費,同時提出針對性措施降低母線短路電流。


5)增加和修訂了對環網柜、環網室、環網箱等術語的定義,規范統一了配電網常用設施設備的名稱,有利于進行典型設計、運維管理。


6)增加目標配電網網架的概念,明確不同供電區域目標電網建設及過渡改造方向,確保提高負荷轉移能力。


7)增加電能質量關于對電壓波動和閃變、電壓暫降、三相電壓不平衡和諧波的限值、統計及檢測等要求。


8)增加運用紅外成像測溫,高頻、暫態地電波、超聲波局部放電檢測等帶電檢測技術、OWTS(振蕩波)等局部放電檢測技術的要求,以及利用配電自動化、用電信息采集等數據進行狀態檢修技術的要求。


9)增加電動汽車充換電設施接入,適應智能配電網發展要求;修改原5.11節“分布式電源”,擴充為第11章“分布式電源接入”,滿足環保綠色能源發展,逐步構建能源互聯公共服務平臺,促進能源與信息的深度融合。


4?結語


《配電網技術導則》在原《城市配電網技術導則》(Q/GDW 370—2009)基礎上,將適用范圍從城市配電網擴展覆蓋縣域配電網,同時增加了目標網架、電能質量、帶電檢測技術、分布式電源和電動汽車充換電設施接入等內容,體現了《導則》重差異、有突破、易操作的特點。配電網按照供電分區差異化建設和改造,突破了多年的單相接地故障處置規程,修改為在躲過瞬時接地故障后,快速就近隔離故障原則。《導則》吸取了發達國家先進經驗,對配電網接地故障處理、保護配置、過電壓配合、防雷、短路電流水平、開關選型、低壓漏電保護配置、分布式電源及電動汽車接入等關鍵技術難題進行了系統性研究,提出了具有操作性的技術措施,為配電網持續快速、健康發展提供了技術保障。隨著現代配電網技術的發展和工程實踐的推進,人們對其認識必將逐步深入和全面,《導則》也將進行修正和完善。


作者簡介

侯義明,中國電力科學研究院,教授級高工,研究領域為配電網規劃與運行、分布式電源并網、微電網及智能化相關技術等。




發布時間: 2016 - 08 - 10
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