物聯(lián)網(wǎng)滲透智能電力各環(huán)節
物聯(lián)網(wǎng)作為智能電網(wǎng)末梢信息感知不可或缺的基礎環(huán)節,在電力系統中具有廣闊的應用空間,物聯(lián)網(wǎng)將滲透到電力輸送的各個(gè)環(huán)節,從發(fā)電環(huán)節的接入到檢測,變電的生產(chǎn)管理、安全評估與監督,以及配電的自動(dòng)化、用電的采集以及營(yíng)銷(xiāo)方面都要采用物聯(lián)網(wǎng),在電網(wǎng)建設、生產(chǎn)管理、運行維護、信息采集、安全監控、計量應用和用戶(hù)交互等方面將發(fā)揮巨大作用,可以說(shuō)80%的業(yè)務(wù)跟物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)。
目前,智能電網(wǎng)的發(fā)展為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)帶來(lái)前所未有的市場(chǎng)機遇。同樣,物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)發(fā)展與應用,也為智能電網(wǎng)發(fā)展賦予新的含義,極大地刺激和促進(jìn)了全球范圍內智能電網(wǎng)方面的技術(shù)和建設性投資。根據研究預測,到2030年,僅美國在智能電網(wǎng)智能化基礎設施建設方面的投資將達到600億美元,2017年亞太地區的投資也將達到1713億美元,到2020年歐洲對智能電網(wǎng)技術(shù)的投資預計可達803億美元,在此之間中國必將成為最大的消費市場(chǎng)。
我國很早就開(kāi)展了智能電網(wǎng)的基礎研究工作。在智能電網(wǎng)相關(guān)的清潔能源及接入、儲能、特高壓輸電、大電網(wǎng)運行控制、靈活交流輸電、數字化變電站與數字化電網(wǎng)、配電網(wǎng)自動(dòng)化、狀態(tài)檢修與資產(chǎn)全壽命周期管理、自動(dòng)抄表和自動(dòng)測量、定制電力、通信、信息化等技術(shù)領(lǐng)域積極開(kāi)展試點(diǎn)、示范工程建設以及智能電網(wǎng)標準化的研究和制定。據相關(guān)調研顯示,目前,電網(wǎng)光纖通信網(wǎng)絡(luò )、管理信息系統已全面展開(kāi)建設,在調度自動(dòng)化、電網(wǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監控等方面均取得了大量突破,為促進(jìn)清潔能源開(kāi)發(fā)利用、提高能源利用效率、實(shí)現電網(wǎng)與用戶(hù)雙向互動(dòng)奠定了堅實(shí)的基礎。
物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)結合將大大提升智能電網(wǎng)信息通信支持能力,將物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)應用于智能電網(wǎng),構建電網(wǎng)運行及管理信息感知服務(wù)中心,將為占領(lǐng)世界智能電網(wǎng)的制高點(diǎn)提供支撐。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于智能電網(wǎng),可實(shí)現先進(jìn)可靠、靈活接入、統一標準的通信信息感知和接入,實(shí)現分布式智能信息傳輸、計算和控制。通過(guò)智能傳感器把各種設備、設施連接到一起,形成一個(gè)統一的信息服務(wù)總線(xiàn),可對信息進(jìn)行整合分析,以此來(lái)降低成本,使電網(wǎng)運行和管理達到最優(yōu)。
發(fā)電環(huán)節。在堅強智能電網(wǎng)發(fā)電及儲能環(huán)節,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要應用于抽水蓄能電站的機組運行狀態(tài)檢測、電氣參數監測、壩體監測、站區污染物及氣體監測、脫硫監測、儲能監控等方面。在風(fēng)電場(chǎng)及光伏發(fā)電站等新能源接入方面,物聯(lián)網(wǎng)應用體現在對分布式場(chǎng)站區域內風(fēng)力、風(fēng)能、風(fēng)速、風(fēng)向的監測,光照強度、光源可利用時(shí)間數的監測,微氣象地理區域環(huán)境中溫度、濕度、氣壓、降雨、輻射、覆冰等要素的實(shí)時(shí)采集,實(shí)現對新能源發(fā)電廠(chǎng)的自動(dòng)監測、功率預測和智能控制,提升機網(wǎng)協(xié)調水平和資源優(yōu)化配置,保障能源基地安全穩定經(jīng)濟運行。
輸電環(huán)節。在堅強智能電網(wǎng)輸電環(huán)節,物聯(lián)網(wǎng)應用于輸電線(xiàn)路覆冰、微風(fēng)振動(dòng)、舞動(dòng)、風(fēng)偏、弧垂及桿塔應力監測;利用光纖傳感技術(shù)實(shí)現對導線(xiàn)溫度等參數的在線(xiàn)監測及載流量動(dòng)態(tài)增容、預警;利用無(wú)源光波導傳感器實(shí)現對絕緣子串風(fēng)偏、污穢、鹽密等的監測;利用圖像/視頻傳感技術(shù)實(shí)現對線(xiàn)路防盜、桿塔傾斜、基礎滑移、接地腐蝕的實(shí)時(shí)監控,為輸電線(xiàn)路故障定位和自動(dòng)診斷提供技術(shù)支撐,為線(xiàn)路生產(chǎn)管理及運行維護提供信息化、數字化的共享數據,最終實(shí)現輸電線(xiàn)路的安全、高效、智能化巡視,提高輸電可靠性和安全性。
變電環(huán)節。智能變電站是堅強智能電網(wǎng)的重要組成部分,自動(dòng)協(xié)同控制是變電站智能化的關(guān)鍵,設備信息數字化、檢修狀態(tài)化是發(fā)展方向,而運維高效化是最終目標。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可用于變電站設備的電氣、機械、運行信息的實(shí)時(shí)監測、診斷和輔助決策,尤其可利用傳感設備對變壓器進(jìn)行油氣檢測,判斷其健康狀態(tài)和運行情況;利用無(wú)線(xiàn)傳感、遙測及三維虛擬技術(shù)實(shí)現對變電站的防護入侵檢測;還可將電子標識技術(shù)與工作票制度相結合,實(shí)現變電站智能巡檢、作業(yè)安全管理和調度指揮互動(dòng)化,促進(jìn)無(wú)人值守數字化變電站的發(fā)展。
配電環(huán)節。配電網(wǎng)是電力系統中的重要組成部分,具有設備量多面廣、分布廣泛、系統復雜等特點(diǎn),目前我國仍存在配電網(wǎng)網(wǎng)架薄弱、通信難于覆蓋等問(wèn)題。在堅強智能電網(wǎng)配電環(huán)節,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可應用于配電網(wǎng)自動(dòng)化、配電網(wǎng)線(xiàn)路及設備狀態(tài)監測、預警與檢修、配電網(wǎng)現場(chǎng)作業(yè)管理、配電網(wǎng)智能巡檢、應急通信、關(guān)口計量與負荷監控管理、分布式能源與充電站等設施監控等方面,以加強對配電網(wǎng)的集中監測,優(yōu)化運行控制與管理,達到高可靠性、高質(zhì)量供電,降低損耗的目的。