新基建的浪潮下，國(guó)家電網(wǎng)有了新的大動(dòng)作。6月15日，國(guó)家電網(wǎng)隆重舉行“數(shù)字新基建”核心基礎(chǔ)建設(shè)任務(wù)發(fā)布會(huì)暨云簽約儀式，針對(duì)社會(huì)各界發(fā)布“數(shù)字新基建”十大核心任務(wù)，并與華為、阿里、騰訊、百度等合作方簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議書(shū)。其2020年整體投入資金更是高達(dá)247億元，預(yù)估帶動(dòng)當(dāng)今社會(huì)投入資金約1000億元。
電能的運(yùn)用被稱(chēng)為能源領(lǐng)域的第三次重大變革，指引當(dāng)今社會(huì)生產(chǎn)步入技術(shù)密集型新時(shí)代，規(guī)?；a(chǎn)、批量化生產(chǎn)應(yīng)運(yùn)而生。過(guò)往數(shù)十年，我們國(guó)家電力發(fā)展一直堅(jiān)持“就地平衡”的準(zhǔn)則，哪里有需求就在哪里建電廠(chǎng)。由于東中部經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度較快，對(duì)電能需求較大，因此 這些地域匯聚了大量火電廠(chǎng)，環(huán)境污染問(wèn)題特別嚴(yán)重。經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展需要耗費(fèi)海量能源，作為飛速發(fā)展中國(guó)家，我們國(guó)家能源消耗在世界排名第二，導(dǎo)致我們國(guó)家絕大部分城市的空氣污染物排放已經(jīng)超過(guò)了地域環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)值允許的最大排放量。
一、低壓用電信息采集
錢(qián)江世紀(jì)城位于杭州一環(huán)中心，與錢(qián)江新城擁江而立，從灘涂變良田，從偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)村到現(xiàn)代化主城區(qū)，錢(qián)江世紀(jì)城稱(chēng)為杭州蕭山基礎(chǔ)建設(shè)的樣版工程。晚上走在公路上，一眼看過(guò)去，映入眼前的是霓虹燈下的一片繁華，很難見(jiàn)到電線(xiàn)桿、電線(xiàn)，以致于使人忽略了其電力設(shè)施。
但電無(wú)處不在，原先，蕭山區(qū)供電公司積極打造出智慧電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。在地下，該公司運(yùn)用縱橫交錯(cuò)的電纜將變電站與開(kāi)閉所連接起來(lái)，打造出了一張四通八達(dá)的地下電力網(wǎng)。依托于該電力網(wǎng)，蕭山區(qū)供電公司可為當(dāng)?shù)貐^(qū)民與企業(yè)提供常見(jiàn)故障主動(dòng)搶修、智慧用能提議等高品質(zhì)用電服務(wù)。
在常見(jiàn)故障主動(dòng)搶修方面，蕭山區(qū)供電公司安裝智能化配變終端與低壓線(xiàn)路檢測(cè)終端，進(jìn)而對(duì)配電關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)用電量、電壓、電流等數(shù)據(jù)展開(kāi)歸納，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)站—配電線(xiàn)路—配電變壓器—低壓配電線(xiàn)路—用戶(hù)用電狀態(tài)的全過(guò)程用電檢測(cè)服務(wù)。
當(dāng)電力設(shè)備出現(xiàn)常見(jiàn)故障時(shí)，智能化配變終端利用邊緣計(jì)算技術(shù)，飛速分析常見(jiàn)故障數(shù)據(jù)之后傳輸給云端主站展開(kāi)綜合性研判。這使電力工作人員在用戶(hù)報(bào)修前，就能精確掌握常見(jiàn)故障位置、原因等，并安排維修隊(duì)伍實(shí)施主動(dòng)搶修，同時(shí)，系統(tǒng)主動(dòng)向受影響的居民發(fā)送停電信息，通知居民停電原因與預(yù)估恢復(fù)時(shí)間。
在智慧用能提議方面，蕭山區(qū)供電公司利用智能化配變終端，對(duì)家庭、企業(yè)等用戶(hù)用電行為展開(kāi)分析，進(jìn)而勾勒立體化的用戶(hù)畫(huà)像，在此基礎(chǔ)上，便能夠?yàn)橛脩?hù)提供個(gè)性化的智慧用能提議。
例如當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)在充電樁充電時(shí)，充電樁配置的低壓線(xiàn)路終端可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電負(fù)荷、充電周期特性、充電狀態(tài)等，后臺(tái)工作人員可一鍵查詢(xún)充電樁運(yùn)作信息，依據(jù)用戶(hù)用電量、充電頻率等，不斷完善配電網(wǎng)及充電樁，正確引導(dǎo)用戶(hù)安全、有序充電，同時(shí)，該過(guò)程中節(jié)省下來(lái)的電力運(yùn)維成本費(fèi)用，可以用特惠活動(dòng)的形式反饋給用戶(hù)，從而完成價(jià)值共創(chuàng)。
智慧電網(wǎng)指的是電力傳輸網(wǎng)絡(luò)體系，也被稱(chēng)為“電網(wǎng)2.0”，最大的特性就是“電力流”、“信息流”和“事務(wù)流”高度融合，能夠更好的檢測(cè)動(dòng)力消耗，支撐負(fù)載平衡，降低動(dòng)力成本費(fèi)用，提升 動(dòng)力運(yùn)輸及運(yùn)用功率，降低故障發(fā)生概率，縮短故障維修時(shí)間，提升 整個(gè)電網(wǎng)的安全性、靈活性，讓電商與用戶(hù)完成雙向互動(dòng)。
在智慧電網(wǎng)的構(gòu)建過(guò)程中，對(duì)于電力用戶(hù)的用電信息采集系統(tǒng)的構(gòu)建是十分重要的。借助構(gòu)建好的用電信息采集系統(tǒng)，能夠及時(shí)、完整、準(zhǔn)確地掌控用戶(hù)用電信息。系統(tǒng)收集的用戶(hù)用電信息作為收費(fèi)依據(jù)，牽涉到千家萬(wàn)戶(hù)的利益，系統(tǒng)的操控功能影響到用戶(hù)的停電、送電。
低壓用電信息采集指的是對(duì)電力用戶(hù)的用電信息進(jìn)行收集、處理、監(jiān)控，借助5G（邊緣計(jì)算）技術(shù)，完成用戶(hù)信息自動(dòng)收集、用電分析與管理、計(jì)量異常監(jiān)測(cè)、相關(guān)信息發(fā)布、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、智能用戶(hù)設(shè)備信息交互、分布式電源監(jiān)控等功能。
現(xiàn)階段，電力用戶(hù)用電信息采集的主要業(yè)務(wù)是計(jì)量、傳輸數(shù)據(jù)，包括終端上傳主站的狀態(tài)量收集類(lèi)業(yè)務(wù)以及主站下發(fā)終端（下行方向）的常規(guī)總召命令，上行流量比較大、下行流量比較少，現(xiàn)有通訊方式以230M、無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)和光纖傳輸方式為主，各類(lèi)用戶(hù)終端使用集中器，主站由省公司集中化布署。初期，信息采集每天會(huì)布置24個(gè)計(jì)量點(diǎn)?，F(xiàn)階段，信息采集主要運(yùn)用兩種，一種是每隔5分鐘收集一次，一種是每隔15分鐘收集一次，每天的0點(diǎn)是統(tǒng)一收集點(diǎn)。
未來(lái)，伴隨著新業(yè)務(wù)不斷地發(fā)展，用電信息數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)上報(bào)。同時(shí)，伴隨著終端設(shè)備的數(shù)目不斷地增多，用電信息采集將延伸到家庭，借助5G技術(shù)，電力企業(yè)有希望獲取全部用電終端的負(fù)荷信息，借助更精細(xì)化的方式完成供需平衡，完成錯(cuò)峰用電。例如，現(xiàn)階段，歐美等國(guó)正實(shí)行價(jià)階梯報(bào)價(jià)機(jī)制，需要實(shí)時(shí)公示電價(jià)，讓用戶(hù)能夠按需采購(gòu)。
二、智能配電自動(dòng)化
從電流走向來(lái)說(shuō)，電網(wǎng)主要包含發(fā)電、輸電、變電、配電、用電五個(gè)階段。利用對(duì)電力企業(yè)展開(kāi)充分的調(diào)研能夠發(fā)現(xiàn)，電網(wǎng)對(duì)無(wú)線(xiàn)通訊擁有著大量潛在需求。在未來(lái)的智慧電網(wǎng)中，5G有四大應(yīng)用領(lǐng)域，分別是智能分布式配電自動(dòng)化、毫秒級(jí)精準(zhǔn)負(fù)荷控制、低壓用電信息采集、分布式電源。
配電自動(dòng)化是一個(gè)綜合性信息管理系統(tǒng)，整合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理等諸多技術(shù)與設(shè)備，具有諸多優(yōu)點(diǎn)，例如提升 供電系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，使電能質(zhì)量更高，提升 用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量，減少運(yùn)作費(fèi)用，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。具體來(lái)說(shuō)，配電自動(dòng)化的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)階段：
第一階段：這一個(gè)階段是基于自動(dòng)化開(kāi)關(guān)設(shè)備相互配合的配電自動(dòng)化階段，這一個(gè)階段運(yùn)用的設(shè)備主要包含重合器與分段器等，無(wú)需搭建通信網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。一旦電力系統(tǒng)發(fā)生故障，就能馬上利用自動(dòng)化開(kāi)關(guān)設(shè)備的相互配合對(duì)故障展開(kāi)隔離，恢復(fù)供電。但從整體來(lái)說(shuō)，這一階段的配電自動(dòng)化系統(tǒng)主要局限于自動(dòng)重合器與備用電源自動(dòng)投入裝置，自動(dòng)化程度較低。但現(xiàn)階段，在配電自動(dòng)化領(lǐng)域，這些系統(tǒng)仍在大范圍運(yùn)用。
第二階段：這一個(gè)階段的配電自動(dòng)化系統(tǒng)是以通信網(wǎng)絡(luò)、饋線(xiàn)終端單元、后臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)搭建起來(lái)的，既能保障配電網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)作，又能對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行狀況展開(kāi)監(jiān)控，還能改變配電網(wǎng)的運(yùn)作方式，及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)故障。一旦電網(wǎng)發(fā)生故障，調(diào)度員就能利用遙控將故障區(qū)域隔離起來(lái)，恢復(fù)供電。
第三階段：伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷地發(fā)展，在第二階段配電自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用增添自動(dòng)控制基本功能形成了配電自動(dòng)化系統(tǒng)。這一個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)由兩大系統(tǒng)構(gòu)成，一是集配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)、配電地理信息系統(tǒng)、需方管理、調(diào)度員仿真調(diào)度、故障呼叫服務(wù)系統(tǒng)和工作管理等于一體的綜合性自動(dòng)化系統(tǒng)，二是集變電所自動(dòng)化、饋線(xiàn)分段開(kāi)關(guān)測(cè)控、電容器組調(diào)節(jié)控制、用戶(hù)負(fù)荷控制和遠(yuǎn)方抄表等系統(tǒng)于一體的配電網(wǎng)管理系統(tǒng)，基本功能有一百四十多種。現(xiàn)階段，配電自動(dòng)化系統(tǒng)便是根據(jù)這一個(gè)目標(biāo)搭建起來(lái)的。
現(xiàn)階段，最主流的方案便是集中式配電自動(dòng)化方案，在這個(gè)方案中，通信系統(tǒng)的主要基本功能是傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，包含終端上傳主站的遙測(cè)、遙信信息采集、主站下發(fā)終端的常規(guī)總召、線(xiàn)路故障定位隔離、恢復(fù)時(shí)的遙控命令等，上行流量比較大，下行流量比較小，主站集中部署在各個(gè)地市。
三、精準(zhǔn)負(fù)荷控制
電力負(fù)荷控制系統(tǒng)是一個(gè)集現(xiàn)代化管理、電子技術(shù)應(yīng)用、自動(dòng)控制、信息等多學(xué)科技術(shù)為一體，實(shí)現(xiàn)電力營(yíng)銷(xiāo)監(jiān)管、電力營(yíng)銷(xiāo)管理、營(yíng)業(yè)抄收、數(shù)據(jù)收集和網(wǎng)絡(luò)連接等多種功能的一個(gè)完善的系統(tǒng)。一旦電網(wǎng)產(chǎn)生故障，負(fù)荷控制便會(huì)通過(guò)穩(wěn)控系統(tǒng)摘除負(fù)荷，確保電網(wǎng)可以保持平穩(wěn)運(yùn)作。同時(shí)，負(fù)荷控制會(huì)通過(guò)第三道防線(xiàn)的頻低壓減載裝置負(fù)荷減載，避免 電網(wǎng)崩潰。通過(guò)穩(wěn)控裝置集中切負(fù)荷會(huì)形成非常大的社會(huì)影響，同時(shí)，電網(wǎng)第三道防線(xiàn)措施也會(huì)導(dǎo)致用電負(fù)荷形成更大面積的損失。
現(xiàn)階段，在特高壓交直流電網(wǎng)建設(shè)過(guò)渡階段，確保電網(wǎng)安全的主要措施仍然是安全平穩(wěn)控制系統(tǒng)建設(shè)。為確保直流故障后電網(wǎng)仍然能平穩(wěn)運(yùn)作，電力企業(yè)通常會(huì)運(yùn)用多直流提升、抽蓄電站切泵等方式來(lái)均衡電網(wǎng)功率缺損。但如果直流電網(wǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重故障，這種方式很難阻滯電網(wǎng)頻率跌落，仍需緊急切負(fù)荷。
而運(yùn)用基于穩(wěn)控技術(shù)的精準(zhǔn)負(fù)荷控制系統(tǒng)，以生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部的可中斷負(fù)荷為控制對(duì)象，既能應(yīng)對(duì)一些緊急情況，還能將社會(huì)影響、經(jīng)濟(jì)損失降到最低。所以，從現(xiàn)階段的情況來(lái)看，基于穩(wěn)控技術(shù)的精準(zhǔn)負(fù)荷控制系統(tǒng)是負(fù)荷控制系統(tǒng)的一大創(chuàng)新。
傳統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)因?yàn)槿狈νㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的支持，摘除負(fù)荷的方式非常直接——摘除整條配電線(xiàn)路。如果立足業(yè)務(wù)影響、用戶(hù)體驗(yàn)，電力企業(yè)一定希望盡可能減少對(duì)用戶(hù)的影響，希望可以對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，優(yōu)先切斷可以中斷的非主要負(fù)荷，例如電動(dòng)汽車(chē)充電樁、工廠(chǎng)內(nèi)部非連續(xù)生產(chǎn)的電源等，將對(duì)主要用戶(hù)的影響降到最低。