“每年清明前后都是防火的關鍵期,近期我們又監測出了不少火情。”國網湖南省電力公司電網輸變電設備防災減災實驗室(以下簡稱電力防災減災實驗室)負責人陸佳政說。
今年1月8日,“電網大范圍山火災害帶電防治關鍵技術”項目榮獲2018年度國家技術發明二等獎,目前該技術已監測出火情上百起,減少損失上千萬元。
隨著電網規模不斷擴大,我國高壓遠距離架空輸電線路日益增多,而輸電線路很多都跨越茂密的森林,山火一旦沒有及時控制,形成的煙塵上升,導致空氣絕緣降低形成導電通道,就會引發線路跳閘停電。
遇到火災,大家第一時間都會想到用水滅火。但常規滅火裝備用水量大,而輸電線路附近往往交通不便、取水困難。為此,電力防災減災實驗室項目團隊創造性地提出了不停電防治山火的獨特思路??蒲袌F隊通過數據收集分析及反復試驗,揭示了水霧絕緣性能隨直徑減小呈上升的關系,發明了獨特的強效霧化帶電安全滅火方法,攻克了高壓帶電滅火這一世界難題。
火情發生后能得到有效控制,但是山火的“初生”往往蹤跡難尋。2015年,在全國進行大范圍調研后,國網湖南省電力公司與中國氣象局華云星地通科技有限公司合作,決定由其承擔電網大范圍山火監測預警系統的開發與應用。
“探查火情,首先要做的就是檢查,這就要靠風云四號等靜止或極軌遙感衛星大顯神通了。衛星平臺上搭載的‘火眼金睛’——紅外與可見光遙感儀器能辨識火點,探測山火,監測到絲毫不起眼的‘初生’火源。在綜合考慮氣象等因素篩選出虛報火情后,山火預警預報系統將衛星監測到的數據,特別是高壓線附近的火情數據進行分析處理,值班人員可以實時發現火情并上報了。”該項目完成人之一、星地通公司總經理冉茂農說?;瘘c定位較為精準,據了解,電網附近山火監測準確率達92%以上,這一技術填補了國內外電網山火廣域監測技術的空白。
“遙感技術具有時效性強、分辨率高、資料獲取快捷和費用低廉的特點,用戶在監控中心就可以獲取遠方線路山火、焚燒秸稈、燒紙等威脅線路安全的山火事件,從而第一時間報警。”陸佳政介紹。
綜觀我國智能電網發展變化的路線圖,從傳統的人工調度發展到調度自動化、再發展到智能電網和未來的能源互聯網,在電力系統發展的不同階段,很多地方都受益于ICT技術的支持和廣泛應用。
中國政府高度重視智能電網發展
傳統的電力系統從發電、輸電、變電、配電到用電是一個鏈式的過程,每一環節都有特定的功能和作用,涇渭分明;智能電網則不同,其更像是一個首尾相連的環形結構,且每一個環節的功能也發生了變化,例如許多環節都可以發電。智能電網已不再僅僅是單純的電力網絡,除電網之外,其還是承載信息流、業務流等的信息通信(ICT)網絡,與能源網絡相互融合發展,組成一個整體。
2016年8月,國務院頒布了“十三五”國家科技創新規劃,規劃明確:面向2030年,選擇一批體現國家戰略意圖的重大科技項目,從更長遠的戰略需求出發,力爭在航空發動機及燃氣輪機、深??臻g站、量子通信與量子計算、腦科學與類腦研究、國家網絡空間安全、深空探測及空間飛行器在軌服務與維護系統、種業自主創新、煤炭清潔高效利用、智能電網、天地一體化信息網絡、大數據、智能制造及機器人、重點新材料研發及應用、京津冀環境綜合治理、健康保障等重點方向率先突破。
2015年7月,《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》也在“互聯網+”智慧能源部分中要求推進能源生產智能化、建設分布式能源網絡、探索能源消費新模式,以及發展基于電網的通信設施和新型業務。文件還提出要積極開展如下工作:綠色電力交易服務的區域試點;融合儲能設施、物聯網和智能用電設施等硬件以及碳交易和互聯網金融等衍生服務于一體的綠色能源網絡的發展;發展用戶端的智能化用能;推進電力光纖到戶工程;完善能源互聯網信息通信系統;鼓勵依托智能電網發展家庭能效管理等新型業務。
當前,中國主要有兩家大的電網公司:國家電網公司(SGCC)和南方電網公司(CSGC),國家電網公司供電人口超過11億,南方電網供電人口超過2.3億。這兩家電網公司都高度重視ICT技術對智能電網的支撐作用,因此,在電網的智能化改造和數字化轉型當中,華為等ICT廠商發揮了至關重要的作用,為智能電網的發展做出了巨大的貢獻。
電力系統的現代化過程也可以看作是“ICT+傳統電力系統”不斷發展的過程。綜觀我國智能電網發展變化的路線圖,從傳統的人工調度發展到調度自動化、再發展到智能電網和未來的能源互聯網,在電力系統發展的不同階段,很多地方都受益于ICT技術的支持和廣泛應用。
國家電網公司的智能電網實踐
過去10年,我國電力行業在邁向智能電網的進程中,以云計算等為代表的新一代ICT技術的應用在其中發揮了非常重要的作用,這一點從國家電網公司10年來的變化中就可見一斑(下圖)。從2006~2016年的10年間,隨著ICT技術的應用和整個智能電網的實施,國家電網公司的線損逐漸下降,從原來的超過8%下降到小于6.3%;而與此同時,各地城鄉地區的停電時間也逐年下降。
國家電網公司在電網智能化方面的投資也在逐年增加,2016~2020年期間計劃投資540億美元,占電網總投資的18%,其中在ICT領域的投資,包括智能電表、物聯網(IoT)和互聯網等方面的投資將占據重要位置。
例如國家電網公司的AMI系統建設,從2009年初開始全面部署,到2017年6月總計已部署智能電表4.3億塊,采用了光纖、無線和有線相結合的網絡架構來實現智能電表的數據采集與管理,現在,國家電網公司已經成為全球最大的智能電表用電企業。通過智能電表,國家電網公司可以了解企業和居民的用電需求情況,合理安排用電負荷、保障可靠供電。未來,隨著能源互聯網的發展,用戶還可以監視和控制家中的每個家用電器,了解家庭用電的歷史曲線和實時曲線。
隨著國家“互聯網+”行動計劃以及云計算和大數據戰略的深入推進,ICT技術已成為傳統產業升級和新興產業發展的核心推動力。經過信息化2006~2010、2011~2015兩個5年計劃的建設,國家電網公司已建成3地集中式數據中心、一體化信息集成平臺和3大資源池,有效支撐起企業級信息系統的建設和應用,并進一步形成了一體化的“國網云”平臺。
2017年4月,國家電網公司正式發布了“國網云”,其包括企業管理云、公共服務云和生產控制云(簡稱“三朵云”),由一體化“國網云”平臺(簡稱“云平臺”)及其支撐的各類業務應用組成。其中:企業管理云覆蓋管理大區的資源和服務,主要支撐企業管理、分析決策和綜合管理類業務;公共服務云覆蓋外網區域的資源和服務,主要支撐電力營銷、客戶服務和電子商務等業務;而生產控制云則覆蓋生產大區的資源和服務,主要支撐調控運行及其管理業務。“三朵云”所依托的“云平臺”能實現設施、數據、服務和應用等IT資源的一體化管理,進一步提升信息存儲、傳輸、集成和共享等服務水平,有力促進業務的集成與融合,縮短應用的上線周期,快速響應業務變化,顯著提升用戶體驗,增強系統運行的可靠性。
來源:北極星網
近年來,隨著電力市場化改革不斷深化,競爭性環節電力價格加快放開,現行燃煤發電標桿上網電價機制已難以適應形勢發展。經過多年發展,我國加快推進燃煤上網電價市場化改革的有利時機也在不斷累積。應著力構建市場化價格形成機制,平穩有序放開燃煤發電上網電價,加快形成能夠有效反映電力供求變化、體現煤電功能作用的價格信號,使市場機制作用得到更大限度的發揮。
近日,國家發展和改革委員會印發了《關于深化燃煤發電上網電價形成機制改革的指導意見》,明確自2020年起,將現行燃煤發電標桿上網電價機制改為“基準價+上下浮動”的市場化價格機制,同時取消現行煤電價格聯動機制。此舉意味著我國電力價格市場化改革向前邁出了一大步。
早在2004年,國家發展改革委建立了燃煤發電標桿上網電價和煤電聯動機制,首次公布了各地燃煤機組發電統一上網電價水平,并在以后年度根據發電企業燃煤成本變化適當調整。從運行情況看,這一機制已經成為上網側電價形成的重要基準,對規范政府定價行為、促進不同類型上網電價合理形成、優化電力行業投資、引導電力企業效率改善、推動電力上下游產業健康發展都發揮了重要作用。
近年來,隨著電力市場化改革不斷深化,競爭性環節電力價格加快放開,現行燃煤發電標桿上網電價機制已難以適應形勢發展。例如,在電煤價格高位運行時,電力供求卻相對寬松,二者走勢背離等因素導致的電價影響因素趨于復雜,缺乏彈性執行機制的“標桿價”很難適時適度地做出反應。又如,上網標桿電價很難反映出電力企業的成本變化,發電企業對技術改造和效率提升的積極性和主動性大大減弱,這不利于電力上下游產業協調可持續發展。
經過多年發展,我國加快推進燃煤上網電價市場化改革的有利時機也在不斷累積。
從政策層面看,黨中央、國務院在關于電力體制改革和價格機制改革相關文件中明確提出,要堅持“管住中間、放開兩頭”,有序放開輸配以外的競爭性環節電力價格。
從實踐層面看,輸配電價格改革已經實現了全覆蓋,“準許成本+合理收益”的定價機制基本建立;各地電力市場化交易規模不斷擴大,約50%的燃煤發電上網電量電價已通過市場交易形成,現貨市場已開始建立。
從市場供需格局看,全國電力供需相對寬松、燃煤機組發電利用小時數低于正常水平,進一步深化燃煤發電上網電價形成機制改革已具備堅實基礎和有利條件,這為加快推進競爭性環節電力價格市場化改革提供了有利基礎。
根據改革方案,國家發展改革委將燃煤發電標桿上網電價和煤電價格聯動機制改為“基準價+上下浮動”的市場化價格機制。通過這一變化,買賣雙方可以根據外部形勢的變化,更加自主自愿地商定浮動價格,從而使價格更能反映發電成本,能夠更好地反映電力供求變化,并把電力供求變化反向傳導至電煤供求關系中,進而影響電煤價格談判,進一步緩解“煤電頂牛”現象。
從更長遠的角度看,這一改革有利于更好地發揮市場在資源配置中的決定性作用,可以將技術進步帶來的效率提升反映在電價中,進而倒逼低效率機組逐漸退出市場,從而實現資源優化配置和發電效率整體提升,更有利于推動電力行業可持續發展。
當前,我國燃煤發電量約占全部發電量的65%。構建市場化的價格形成機制,平穩有序放開燃煤發電上網電價,加快形成能夠有效反映電力供求變化、體現煤電功能作用的價格信號,使市場機制作用得到更大限度的發揮,無論對于發電企業,還是上游煤炭行業和下游用戶,都將產生深遠而有益的影響。
--------------------來源:中國經濟網
可再生能源為主的電源結構,集中分散結合的電力生產供應模式,供需互動的高效用電用能方式,面向全社會的綜合能源服務,是新一代電力系統的主要結構模式特征。
國家電網有限公司日前發布了 《泛在電力物聯網白皮書2019》,向社會公開其建設這一基于電力系統萬物互聯、人機交互宏偉平臺的路線圖和時間表,規劃到2024年,建成泛在電力物聯網。
據了解,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,實現電力系統各個環節萬物互聯、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。
“當前能源革命與數字革命深度融合是大勢所趨,積極探討新時代電力行業高質量發展途徑,主動把握電力規劃發展新思路、新內容、新技術、新方法,為電力科學規劃提供有力支撐。”中國電力發展促進會常務副會長兼秘書長游敏日前表示。
綠色和數字是電力發
游展有驅動力敏表示,進入新世紀以來,電力系統日益呈現出 “互聯網” “物聯網”等數字化、智能化屬性,建設能源互聯網、智能電網、泛在電力物聯網、智慧能源已經成為電力企業發展的戰略目標。在以新能源、可再生能源生產為代表的清潔能源迅猛發展,和 “云大物移智鏈”等新一代數字技術與電力行業日益融合發展的背景下,我國的電力規劃也步入新時代,面臨新的機遇和挑戰。
“電力作為技術、資金、裝備和數據密集型的國民經濟重要基礎產業,要實現高質量發展必須與國民經濟保持協調發展,必須做好行業內部整體與局部、結構與空間的合理布局。”游敏說。
中國科學院院士周孝信表示,綠色發展和數字革命是新世紀以來推動電力系統發展模式轉換的兩大驅動力。周孝信介紹,第三代電網是100多年來第一、二代電力系統的傳承和發展,是新形勢下推動能源轉型發展的新一代電力系統。形成以非化石能源為主的電源結構,構建新一代電力系統,是實現能源轉型,建設清潔低碳、安全高效能源體系的主要途徑。隨著可再生能源發電電量上升,非化石能源電能占比不斷提高,2030年實現國家戰略目標50%,2050年達到78%。
把握電力系統的發展方向
據周孝信介紹,可再生能源為主的電源結構,集中分散結合的電力生產供應模式,供需互動的高效用電用能方式,面向全社會的綜合能源服務,是新一代電力系統的主要結構模式特征。能源互聯網是在智能電網的基礎上,互聯網思維理念和技術與能源生產、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源系統和能源產業發展新形態,是新一代電力系統的重要發展方向。
周孝信介紹了對能源互聯網核心目標的認識,包括:最大幅度提高能源綜合利用效率,最大限度開發利用可再生能源;互聯網技術與智能電網為主干的能源網絡深度融合,采用即插即用、能源路由器、大數據、云計算等技術,支持集中和分布式可再生能源的規?;到y接入;較大程度提高能源電力系統安全性及經濟性;以電網為能源配置基礎平臺,在網絡信息技術支持下,發揮分布式能源和用戶側能力,實現安全經濟的能源生產消費;為終端用戶提供便捷可靠優質的綜合能源服務;以用戶為中心,催生能源服務的新業態和商業模式,拓展用戶服務范圍,提升服務水平;推動技術裝備產業發展,推動電力電子和微電子、儲能、傳感材料期間裝備等新興產業的發展。
周孝信說:“現在搞能源互聯網、能源物聯網、泛在電力互聯網,一切的一切都是要圍繞以上這些核心目標來做。”
數字化轉型勢在必行
電網企業的數字化轉型,是數字經濟下電網與業務全方位轉型升級為業務數字化和數字產業化。電網企業作為數字重要的基礎設施組成部分,為信息技術發展提供通道和數據資源保障。
相關專家表示,數字產業化將數字化的知識和信息轉化為生產要素,推動數字產業形成和發展,通過信息技術創新和管理創新、商業模式創新融合,不斷催生新產業新業態新模式,構建以電網為核心的能源互聯網、形成共贏生態圈,帶動產業上下游共同發展,形成數字產業鏈和產業集群。通過建設具有樞紐型、平臺型、共享型為特征的世界一流能源互聯網企業,推動數字專業化。
對于電網技術的難點,電力規劃設計總院杜忠明分析說:“總體來看,電網技術在下一步的技術應用上,關鍵在調度運行上要出現革命性的變化。為了適應未來能源互聯網的發展,傳統的硬件軟件都可以跟上,但是我國集中式的調度運行體系,從大電網到配電網集中式的調度運行體系,怎么樣適應未來能源互聯網的要求,是最大的難點。從調度運行的管理、技術手段來看,都需要進行革命性的創新,才能適應未來能源轉型和電力市場發展的需要。所以,除了硬件需要改造、軟件也需要更新創新以外,在整個調度運行管理體系上也需要大的突破。”
國家電網有限公司發展策劃部副主任董朝武表示,電網規劃工作的 “痛點”包括:缺少覆蓋發展各業務的基礎數據庫,無法實現數據統一采集、存儲、維護及共享;缺少輔助發展各業務流程的統一應用平臺,無法實現信息透明共享及閉環管理。董朝武指出,針對這些 “痛點”,要強化能源革命和數字革命的融合?;ヂ摼W從技術和模式兩方面對電網進行賦能,技術方面包括芯片和云計算、網絡傳輸、人工智能算法。
董朝武介紹了 “兩網”融合的規劃目標。他表示, “兩網”融合對電網安全、運行效率、資源配置、規劃管理將有很大提升,承載電力流的堅強智能電網和承載數據流的泛在電力物聯網,相輔相成、融合發展,形成強大的價值創造平臺。第一階段,到2021年,基本實現電網業務與新興業務的平臺化支撐,初步建成 “兩網”有效融合的能源互聯網。第二階段,到2024年,實現對電網業務與新興業務的全面支撐,全面建成 “兩網”有效融合的能源互聯網。
-------------來源:中國工業報