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构建更美好的全联接电网

中电新闻网通讯员 尹德军 报道 2002年,美国电科院提出了一个名为“IntelliGrid”的项目研究,开展电能和通讯系统框架整合项目研究。18个月后,这个项目被正式命名为智能电网框架(IntelliGridArchitecture),世界上第一个智能电网框架诞生。

  先行者的实践已经证明,通过智能电网的建设,电力输、配、售、用电的各个领域都将发生质的飞跃和提高,因此智能电网已经成为整个电力行业未来技术发展和管理模式的转型方向,是各国电网未来发展方向的共同选择。

  过去1~2年内,智能电网的内涵已大大扩展,从原来主要关心AMI扩展到以下领域:①家域网(homeareanetwork,HAN),这有可能成为创新和投资的新热门;②网络侧的有效应用(如无功控制和自动化);③电力公司的未来功能(如分布式发电、太阳能光伏发电、电动汽车)等;④将需求响应与AMI相结合也是一种趋势,因为需求响应会大大改变用户的行为,同时智能温度调节器、智能开关、智能用电器等设备的采用将吸引各种产品制造商参与进来,而电力公司应具备增值服务能力,响应客户各种要求。

  这种具备强大功能的智能电网,实质是通过各种信息传感设备全面识别、感知电力基础设备、人员及微环境,并通过通信网络进行实时可靠传输,利用后台的业务系统来进行智能分析和管理,业务系统之间通过协同和互动,使整个电网内外部可以相互感知和反馈控制,形成一个更加智能的电网。而这就是智能电网的最新发展趋势:全联接电网。

  今年第11届APEC(亚太经合组织)能源部长会议上,中国国家电网公司董事长刘振亚提出构建全球能源互联网,其主旨就是未来的智能电网是全联接的电网,通过统筹电能的开发、配置、利用,保障电能的安全、清洁、高效和可持续供应,实现电能的无时不在、无处不在、每瓦必用。

  与传统的智能电网相比,全联接电网具备如下4个特征:互动兼容、智慧调控、统一协同、坚强自愈。

  全联接的智能电网

  互动兼容:首先,随着新能源,特别是分布式能源及微电网的兴起,消费者和电力公司的互动需求越来越多。其次,新能源具有随机性、波动性和间歇性的特   点,其并网电量随机波动较大、可调节性差,并网时会产生较大的冲击电流,影响到电力系统的安全稳定运行。新能源在电力消费中所占的比重越来越高,如何能让这些新能源并入大电网就是“兼容”要解决的问题。

  智慧调控:随着电网规模日益扩大,依赖人工经验和认知的有效性将急剧下降,未来智能调度将能在分析信息的基础上,运用相应的算法,模仿人类调度员的决策能力,使决策更快、更合理,是“智脑”型的智慧调度。

  统一协同:指的是IT、OT间信息流、业务流、电力流的拉通和统一。电力公司通过对制度、经营资源、技术状况和组织能力的改善和优化来加强自身的竞争优势。信息技术与发输变配用各环节及勘测设计、设计制造、咨询服务等的进一步融合,将极大提高电力公司的竞争力。

  坚强自愈:具有坚强的网架结构、强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应是未来智能电网的基础。全联接电网不但更加坚强并具有更大“弹性”,可以有效抵御自然灾害、外力破坏等各类突发事件给电力系统造成的影响,具有强大的“自愈”功能。

  创新ICT点亮全联接电网

  ICT是实现全联接电网的基础。全联接电网的数据获取、保护和控制都需要ICT的支持,因此建立创新的ICT是迈向全联接电网的第一步。ICT技术在全联接电网建设中主要体现在物联网、大数据、云计算及智慧宽带等方面。

  物联网:全联接电网是物联网在电力领域应用的具体体现。物联网技术能有效整合通信基础设施和电力系统基础设施资源,支持海量设备互联,提高全联接电网各个环节的信息感知深度、广度以及密度。全球领先的信息与通信解决方案提供商华为率先推出了融合领先的宽带PLC技术的物联网网关,利用开放的M2M平台、丰富的接口,实现智能表计、传感器、控制器等的双向高速互联,为电力终端设备有效接入物联网提供了通道。

  大数据:电力系统中海量数据和信息的增长无疑为系统的运行和高级分析带来巨大的挑战和机遇。比如在美国,2009年开始推动全网PMU(相量测量装置)的安装,该装置以每秒30次的频率收集众多电   网节点的电压、电流和状态信息,数据动辄就是几个TB,这些信息就呈现出数据量大,数据分散的特点。华为海量存储OceanStorUDS凭借创新架构,可实现EB级扩展,为大数据在电力行业的应用提供有力支撑。

  云计算:电力行业具有区域跨度大,变电站等数据节点分散的特点,华为创新提出的DC2云数据中心解决方案利用分布式计算、虚拟资源管理等技术将原本分散的资源聚集起来,提高计算能力,实现电力行业内数据采集和共享,最终实现数据深度挖掘,提供商业智能BI,辅助决策分析,促进生产业务协调发展。

  智慧宽带:海量的数据采集与统一的信息平台之间需要的是一条宽阔、坚强的信息高速公路,也就是快速、安全、大容量、泛在的电力骨干网络。比如华为输变电通信解决方案不但可以支持单光纤达8Tbps的带宽,还可以兼容TDM和IP两个通信平面,满足智能电网业务IP化演进的需求。

  华为全联接电网实践

  华为服务电力行业20余载,致力于协助电力公司建设更美好的全联接电网,产品与解决方案已广泛运用于全球超过160家电力企业。

  比如2011年在海拔最高的青海至西藏的特高压输电工程中成功应用的输变电通信解决方案最长支持380千米/单跨无中继,为业界最长距离;华为利用虚拟化技术助力中国国家电网管理超过60000多台IT基础设施,提升使用率20%~30%;在珠海,华为部署了全球第一个TD—LTE的电力无线专网,快速实现了配电终端与主站的安全高速互联。

  在巴西,华为为巴拉那洲最大的国有电力公司COPEL打造了可平滑演进至400G的可靠IP网络,通过各种可靠性技术(设备毫秒级保护、VPN、BFD等),实现了50毫秒的网络故障收敛,保障了业务的正常运行。同时,通过部署网管系统,对全网设备进行实时监控和高效管理,提前预防故障的发生,提高了运维效率。

  随着智能电网的建设,ICT角色已实现从以往的边缘角色向重要业务支撑角色转变,ICT正从单一技术支撑向深度融合和有力引领转变,ICT的发展将引领全联接电网的发展。

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