作者：博試電氣 添加時(shí)間：2017-08-29 17:36:48?? 瀏覽：
不管是從電能流的方向還是從企業(yè)業(yè)務(wù)鏈遞進(jìn)方向,智能電網(wǎng)下每個(gè)環(huán)節(jié)都伴隨有大量數(shù)據(jù)生成、被采集、處理及供分析應(yīng)用,并最終以各種的方法展示在用戶面前.信息化的理念和技術(shù)將在這些環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)智能化目標(biāo)的過程中發(fā)揮及其重要的作用.
國(guó)家電網(wǎng)公司宣布正式對(duì)外界公布了"堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)"計(jì)劃.智能電網(wǎng)計(jì)劃的啟動(dòng)將帶動(dòng)整個(gè)電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行、經(jīng)營(yíng)管理、客戶服務(wù)以及社會(huì)能源利用模式的重大變革.信息化作為智能電網(wǎng)的重要特征,其發(fā)展趨勢(shì)、建設(shè)方向?qū)⒊蔀殡娋W(wǎng)企業(yè)以及IT業(yè)界共同探討的問題.
一、信息化的定位
智能電網(wǎng)建設(shè)將開啟電網(wǎng)的一次重大革新,而信息化則是這次革新中不可或缺的重要內(nèi)容和變革手段,信息化與電力工業(yè)的深度融合也將隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)體現(xiàn)得更加充分.
國(guó)家電網(wǎng)公司在對(duì)智能電網(wǎng)概念的界定中提到,"智能電網(wǎng)將是具有信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)",信息化作為"四化"突破口的 重要性凸顯.電網(wǎng)企業(yè)信息化建設(shè)起步較早,在生產(chǎn)調(diào)度自動(dòng)化的基礎(chǔ)上,各專業(yè)應(yīng)用逐漸發(fā)展起來,形成了由信息網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)軟硬件、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資源、集成 平臺(tái)、信息安全、IT管理與服務(wù)等方面組成的信息化體系.目前,電網(wǎng)企業(yè)信息化已經(jīng)進(jìn)入了建設(shè)與應(yīng)用并行推進(jìn)的階段.在基礎(chǔ)設(shè)施方面,光纖主干通信網(wǎng)絡(luò)鋪 設(shè)完成,為設(shè)備間實(shí)現(xiàn)基于數(shù)字通信的交互提供了信息通道.在人才培養(yǎng)方面,電網(wǎng)企業(yè)的調(diào)度中心、信息主管部門通過多年的調(diào)度自動(dòng)化、管理信息化的建設(shè)培養(yǎng) 了一大批熟悉電力生產(chǎn)業(yè)務(wù)和IT技術(shù)的人才隊(duì)伍.當(dāng)前的電力企業(yè)信息化應(yīng)用正在從專業(yè)化應(yīng)用向企業(yè)信息一體化應(yīng)用方向轉(zhuǎn)變,在這個(gè)過程中,電網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)字化 的程度已經(jīng)有大幅度的提高.當(dāng)前電網(wǎng)信息化建設(shè)歷程是智能電網(wǎng)建設(shè)的必經(jīng)之路,電網(wǎng)企業(yè)信息化的成果給未來智能電網(wǎng)的建設(shè)奠定了良好的基礎(chǔ).
二、智能電網(wǎng)的構(gòu)成
目前,全球?qū)χ悄茈娋W(wǎng)尚未形成一個(gè)統(tǒng)一的概念,各國(guó)在智能電網(wǎng)的建設(shè)內(nèi)容方面也各具特色.根據(jù)現(xiàn)階段智能電網(wǎng)的建設(shè)特征和目標(biāo)分析來看,智能電網(wǎng)的建設(shè)主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成:
1. 靈活的分布式電源
智能電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)之一是兼容性,即支持大電源的集中式接入,又能夠接入更多分布式的清潔能源,如光伏發(fā)電、風(fēng)電、水電等.分布式電源的并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)配電網(wǎng)的潮流控制提出了新的要求,智能電網(wǎng)將提供新的保護(hù)方案、電壓控制技術(shù)和儀表來滿足雙向潮流的需要.集中和分布式能源的同時(shí)接入將提高電力系統(tǒng)的可靠性和效率,提供對(duì)電網(wǎng)峰荷電力的支持;同時(shí),當(dāng)大電網(wǎng)遭到嚴(yán)重破壞時(shí),這些分布式電源可自行形成孤島或微網(wǎng)向醫(yī)院、交通樞紐和廣播電視等重要用戶提供應(yīng)急供電.
2. 堅(jiān)強(qiáng)的骨干網(wǎng)架
國(guó)家電網(wǎng)公司提出全面建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是符合中國(guó)國(guó)情的智能電網(wǎng)建設(shè)目標(biāo).通過一個(gè)統(tǒng)一的、共同的平臺(tái)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行全面的協(xié)調(diào)、規(guī)劃和運(yùn)行,以大型能源基地為依托,建設(shè)由1000 千伏交流和±800 千伏、±1000 千伏直流構(gòu)成的特高壓電網(wǎng),形成電力"高速公路",促進(jìn)大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發(fā),在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置.同時(shí),通過高級(jí)調(diào)度中心建設(shè)、大電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)和靈活輸電等智能電網(wǎng)技術(shù)和裝備研發(fā),來保障在長(zhǎng)距離、大負(fù)荷輸電的情況下電網(wǎng)的穩(wěn)定性.
3. 高級(jí)的配電自動(dòng)化
與輸電網(wǎng)相比,配電網(wǎng)的靈活性、自動(dòng)化分析和控制水平還不足.高級(jí)配電自動(dòng)化建設(shè)將成為智能電網(wǎng)的重要構(gòu)成部分.高級(jí)的配電自動(dòng)化將包含系統(tǒng)的監(jiān)視與控制、配電系統(tǒng)管理功能和與用戶的交互,實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷的管理以及電價(jià)實(shí)時(shí)定價(jià).配網(wǎng)自動(dòng)化通過與智能電網(wǎng)的其他組成部分的協(xié)同運(yùn)行,既可改善系統(tǒng)監(jiān)視、無功與電壓管理、降低線損,提高資產(chǎn)使用率,也可輔助優(yōu)化人員調(diào)度和維修作業(yè)安排等.
4. 可通信的電力設(shè)備
在目前的電網(wǎng)設(shè)備中,除了部分的二次設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作外,大部分的電力設(shè)備之間的信息傳輸基本上是單向方式,而未來智能電網(wǎng)將會(huì)形成一種新的通信和交互機(jī)制,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備間的信息交互,以此為依托可以大幅度提高電網(wǎng)的智能性.利用智能電網(wǎng)的互動(dòng)性,能夠?qū)崿F(xiàn)雙向的傳輸數(shù)據(jù),實(shí)行動(dòng)態(tài)的浮動(dòng)電價(jià)制度,可以利用傳感器對(duì)發(fā)電、輸電、配電、供電等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,遇到電力供應(yīng)的高峰期之時(shí),能夠在不同區(qū)域間進(jìn)行及時(shí)調(diào)度,平衡電力供應(yīng)缺口,從而達(dá)到對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化管理,提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性.
5. 實(shí)時(shí)的電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制
完善的智能電網(wǎng)需要建立涵蓋從發(fā)電、輸電網(wǎng)到配網(wǎng)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng),能夠通過傳感器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地(秒到毫秒級(jí)延遲)全面查看電網(wǎng)狀態(tài),監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行,通過建立電力傳感器系統(tǒng)和更新電力體系的自動(dòng)控制系統(tǒng),電網(wǎng)性能信息能夠通過被集成的SCADA 系統(tǒng),提供自動(dòng)、接近實(shí)時(shí)的電網(wǎng)電力控制能力,解決預(yù)測(cè)、檢測(cè)和修復(fù)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)營(yíng)問題.從而可以通過完善的智能電網(wǎng)監(jiān)控和調(diào)度,實(shí)現(xiàn)盡早地發(fā)現(xiàn)故障,采取正確的措施來快速隔離問題,避免代價(jià)高昂的斷電現(xiàn)象,保障電網(wǎng)安全和用電可靠性,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自愈功能.管理系統(tǒng)效率日趨復(fù)雜,這也需要集成分散的決策機(jī)制,即將智能集成入電網(wǎng),從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)管理的優(yōu)化,大幅度減少斷電現(xiàn)象.
6. 互動(dòng)的終端解決方案
智能電網(wǎng)區(qū)別于傳統(tǒng)電網(wǎng)的另外一個(gè)特點(diǎn)是"互動(dòng)",與最終端的電力消費(fèi)者能夠雙向互動(dòng),獲得最優(yōu)化的供用電方案將會(huì)極大地改變現(xiàn)有的用電行為,提升客戶滿意度.與用戶進(jìn)行互動(dòng)的最基本要求是,電網(wǎng)企業(yè)能夠?qū)崟r(shí)采集和跟蹤客戶端的用電信息,進(jìn)行負(fù)荷的控制,分析并采取最經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的供電方案;同時(shí)終端設(shè)備能夠?qū)?shí)時(shí)電價(jià)、電量等信息傳導(dǎo)給用戶.因此,在智能電網(wǎng)的建設(shè)中,智能計(jì)量裝置的應(yīng)用將成為實(shí)現(xiàn)供用電雙方互動(dòng)的基礎(chǔ)設(shè)備.通過智能計(jì)量裝置,供電企業(yè)能夠?qū)崟r(shí)采集客戶信息,與智能計(jì)量裝置集成的管理軟件能夠獲取這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,掌握負(fù)荷信息,對(duì)配電做出調(diào)解;根據(jù)用電信息,供電企業(yè)可以計(jì)算實(shí)時(shí)電價(jià)、預(yù)測(cè)電價(jià)走勢(shì),并通過用戶終端智能家電來調(diào)節(jié)電器用電方案.
三、智能電網(wǎng)信息化體系分析
賽迪顧問智能電網(wǎng)研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,智能電網(wǎng)的信息化體系實(shí)際上是從信息化架構(gòu)層級(jí)、電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈、業(yè)務(wù)類型三個(gè)不同的維度,對(duì)建設(shè)體系進(jìn)行劃分和組合.智能電 網(wǎng)下,無論是從電能流的方向還是從企業(yè)業(yè)務(wù)鏈遞進(jìn)方向,每個(gè)環(huán)節(jié)都伴隨有大量數(shù)據(jù)生成、被采集、處理,供分析應(yīng)用,并最終以不同的形態(tài)展示在用戶面前.信 息化的理念和技術(shù)將在這些環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)智能化目標(biāo)的過程中充分發(fā)揮作用.
在這樣的體系結(jié)構(gòu)下,信息化建設(shè)將主要有以下的內(nèi)容.
1. 穩(wěn)健的通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和高性能的數(shù)據(jù)處理設(shè)備
智能電網(wǎng)的運(yùn)行依賴于大量數(shù)據(jù)采集、傳輸、計(jì)算分析,穩(wěn)健的通信網(wǎng)絡(luò)是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ).智能電力設(shè)備將通過通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和互動(dòng),實(shí)施自動(dòng)故障識(shí)別、對(duì)已經(jīng)發(fā)生的擾動(dòng)做出響應(yīng)等.
基于通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)施,大量的數(shù)據(jù)在各設(shè)備、系統(tǒng)之間進(jìn)行傳輸和計(jì)算,對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力和計(jì)算效率提出了更高的要求,分布式計(jì)算技術(shù)和網(wǎng)格計(jì)算服務(wù)器的應(yīng)用將應(yīng)運(yùn)而生.
2. 集成的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控信息與管理信息
電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、分析為整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行控制和管理決策提供支持.目前,電網(wǎng)企業(yè)信息化比較領(lǐng)先的企業(yè)已經(jīng)通過生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)等技術(shù) 手段實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息與管理信息的單向交互,為進(jìn)一步科學(xué)管理電網(wǎng)運(yùn)行提供了支撐.業(yè)務(wù)管理人員通過對(duì)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的分析,能夠?qū)υO(shè)備資產(chǎn)實(shí)施全生命周 期跟蹤管理,對(duì)設(shè)備進(jìn)行有效地評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)控制,最大化程度提高設(shè)備的使用效率,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行.
3. 基于企業(yè)服務(wù)總線的信息化集成平臺(tái)
智能電網(wǎng)強(qiáng)調(diào)需要建立高速的信息通道,使數(shù)據(jù)在業(yè)務(wù)流引擎的驅(qū)動(dòng)下,在電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行、電網(wǎng)調(diào)度以及各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間有序流動(dòng),包括電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、電網(wǎng)拓?fù)?結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、計(jì)量數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)以及外部應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)信息集成,形成跨部門、跨系統(tǒng)、跨應(yīng)用的業(yè)務(wù)協(xié)同環(huán)境.電網(wǎng)企業(yè)可以通過建立企業(yè)服務(wù)總線, 集成分散式和集中式的應(yīng)用系統(tǒng).同時(shí),為了不同系統(tǒng)和不同主體能夠相互識(shí)別與交換信息、協(xié)調(diào)運(yùn)行,接口協(xié)議和通用信息模型(CIM)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范必不可少. 當(dāng)然,要達(dá)到系統(tǒng)之間的無縫銜接,還必須界定各個(gè)系統(tǒng)的軟、硬件組成,明確它們相互之間的接口.
4. 新一代電網(wǎng)的業(yè)務(wù)功能開發(fā)和應(yīng)用創(chuàng)新
智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)功能的開發(fā)與應(yīng)用創(chuàng)新是智能電網(wǎng)價(jià)值的根本體現(xiàn).智能電網(wǎng)的功能開發(fā)可以覆蓋電網(wǎng)企業(yè)業(yè)務(wù)流、電能流的各個(gè)環(huán)節(jié).從目前的研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì) 來看,與智能電網(wǎng)相關(guān)的業(yè)務(wù)需求基本有:電網(wǎng)的優(yōu)化、系統(tǒng)模擬和方針、設(shè)備資產(chǎn)的全生命周期管理、設(shè)備狀態(tài)的檢測(cè)與遠(yuǎn)程診斷、電力交易撮合、營(yíng)銷與配電一 體化管理、需求側(cè)管理、智能家電應(yīng)用解決方案、企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)績(jī)效分析等.智能電網(wǎng)的業(yè)務(wù)功能將隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展和需求的增長(zhǎng)不斷地豐富完善.
5. 縱深的信息安全防御體系
堅(jiān)強(qiáng)是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ),堅(jiān)強(qiáng)不僅僅是要求骨干網(wǎng)架的安全穩(wěn)定、抗攻擊性強(qiáng),對(duì)智能電網(wǎng)運(yùn)行所依賴的整個(gè)信息環(huán)境的安全也同樣有嚴(yán)格的要求,建立一套覆蓋物理層到應(yīng)用層的縱深信息安全防御體系是對(duì)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)支撐.
四、信息化發(fā)展趨勢(shì)
在智能電網(wǎng)建設(shè)框架下,信息化建設(shè)將隨著電網(wǎng)應(yīng)用需求的提升而面臨新的發(fā)展要求.
1. 信息化將滲透到業(yè)務(wù)價(jià)值鏈的各環(huán)節(jié)
目前,電網(wǎng)企業(yè)信息化建設(shè)主要關(guān)注營(yíng)銷收費(fèi)、企業(yè)資源管理以及辦公自動(dòng)化等領(lǐng)域,而在調(diào)度管理、電網(wǎng)優(yōu)化、生產(chǎn)管理、需求側(cè)管理方面的應(yīng)用水平則普遍滯后.智能電網(wǎng)的建設(shè)將覆蓋從電源、輸配電、售電和用電管理的各個(gè)環(huán)節(jié),信息化也將成為各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)智能化的手段,信息化部門需要為更多新的業(yè)務(wù)需求提供支撐和服務(wù),如提供基于智能設(shè)備的應(yīng)用功能、為設(shè)備安全交互提供可監(jiān)測(cè)的數(shù)字寬帶網(wǎng)絡(luò)等.信息化部門也需要更加深入業(yè)務(wù),緊跟智能電網(wǎng)建設(shè)帶來的業(yè)務(wù)變革.
2. 管理信息化與自動(dòng)化將結(jié)合緊密
在建設(shè)智能電網(wǎng)的環(huán)境下,調(diào)度自動(dòng)化與管理信息化的結(jié)合將更加緊密.由于大批的智能設(shè)備、儀器儀表、傳感器等將被置入各級(jí)電網(wǎng)以及終端用戶側(cè),屆時(shí)將有大量的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、負(fù)荷數(shù)據(jù)在各類設(shè)備之間、系統(tǒng)之間傳遞,企業(yè)的生產(chǎn)管理和經(jīng)營(yíng)決策都需要依賴這些數(shù)據(jù)來完成,管理決策信息也需要有效地反饋到電網(wǎng)運(yùn)行中,并進(jìn)行調(diào)節(jié).信息化部門將需要提供自動(dòng)化與管理信息化交互的平臺(tái),為更多實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的安全傳輸、科學(xué)管理和分析應(yīng)用提供環(huán)境和工具.
3. 面向服務(wù)的信息一體化架構(gòu)是發(fā)展方向
目前,電力企業(yè)信息化建設(shè)正在從專業(yè)級(jí)應(yīng)用向企業(yè)級(jí)應(yīng)用轉(zhuǎn)變,信息集成建設(shè)成為當(dāng)前電力企業(yè)解決信息孤島,實(shí)現(xiàn)信息資源共享的重要手段.智能電網(wǎng)建設(shè)將加快企業(yè)信息一體化的進(jìn)程.
智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)是電網(wǎng)業(yè)務(wù)的全數(shù)字化,信息資源能夠得到充分地共享和應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的協(xié)同化運(yùn)作,因此信息一體化架構(gòu)將成為智能電網(wǎng)下的電網(wǎng)企業(yè)信息化架構(gòu).由于未來會(huì)有各種類型的智能設(shè)備在不同時(shí)期進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,并且基于智能電網(wǎng)的環(huán)境會(huì)有各種應(yīng)用需求產(chǎn)生,因此需要企業(yè)的信息集成平臺(tái)是一個(gè)面向服務(wù)的、能夠提供標(biāo)準(zhǔn)化接口的平臺(tái),兼容分散式和集中式的信息系統(tǒng).
4. 技術(shù)引領(lǐng)與業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)并重,信息化與業(yè)務(wù)創(chuàng)新深度融合
智能電網(wǎng)的建設(shè)將會(huì)促使電網(wǎng)企業(yè)進(jìn)行大量的業(yè)務(wù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新.信息技術(shù)的發(fā)展將帶動(dòng)業(yè)務(wù)與管理創(chuàng)新能力的提升,促使企業(yè)研發(fā)更多新的應(yīng)用和面向用戶的增值服務(wù);同時(shí),管理能力的創(chuàng)新也將對(duì)信息技術(shù)提出更高的要求.二者互相促進(jìn),形成良性發(fā)展螺旋式上升的狀態(tài).
在這樣的環(huán)境下,信息化將不僅僅扮演業(yè)務(wù)支撐的角色,而是需要完全參與到企業(yè)業(yè)務(wù)創(chuàng)新的過程中,通過引進(jìn)新的信息技術(shù),不斷地挖掘智能電網(wǎng)的應(yīng)用價(jià)值.
標(biāo)簽：
儀器儀表
