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15位領導、專家暢談全(quán)麵智能(néng)感知的泛在電力物聯
2019-07-31 10:54

近日,以“全麵智能感知(zhī),泛在電力物聯”為主題的泛在電力物(wù)聯網智能感知技術論壇在京舉辦。中國科學院院士周孝信、中國工程院院士(shì)韓英鐸出席論壇,中國(guó)工程院院士、中國電科院(yuàn)院長郭劍波主持論壇。來自政府部門、國家電網公司、南方電網公(gōng)司、發電企業、科研院所、傳感設備研發/電器製造企業的1100餘位專家學者齊聚一堂,70餘位專家從大電(diàn)網安(ān)全穩定、新能(néng)源、電力設備、量測、用戶感知等方麵對感知技術和裝置進行了深入研討。論壇由國網能源(yuán)互聯網技(jì)術研究院、中國電科(kē)院(yuàn)主辦,分為(wéi)一個(gè)主論壇和六個(gè)平行分論壇,展示了10多家企業的研究成果或實物。本版集(jí)納論壇上部分領導、專家的精彩觀點——

實施電網和用戶的全麵感知是泛在電力物聯網的關鍵

●韓君 國(guó)家電網公司副總經理、黨(dǎng)組成員(yuán)

當前,最緊迫、最重要的任務就是加快推進泛在電力物聯網建設。實施電網和用戶全麵感知是泛在電力物聯網的關鍵。智能感知技術將推進堅(jiān)強智能電網和泛(fàn)在電力物聯(lián)網融合,為優(yōu)化配置能源資(zī)源、滿足多元用能需要提供(gòng)更有力的支撐。論壇的舉辦,不僅為電力智能感知技術謀篇布局,也(yě)為傳感產業鏈的發展需求指明方向。我們要以(yǐ)此次論壇為契機,持續推動電(diàn)力領域傳感終端技術革新,不斷提升傳感技術自主創新能力,要瞄準世界前沿,突破核心關鍵問(wèn)題,實現行業引領。同時(shí),歡迎上下遊企業與國家電網廣泛合作交流、互聯互通,構建共贏生態。

電力能源行業是工業互聯網(wǎng)應用的重點領(lǐng)域

●魯春叢 工信部信管(guǎn)局副局長

工業互聯網將為電力能(néng)源行業優化能源供給結構、提高能源供(gòng)需(xū)匹配效率、創新能源業務模式、推動能源市場開放和產業升級提供有效路徑。要推動能源電力體係與互聯(lián)網體係(xì)深度融合:一是共同參與工(gōng)業互聯(lián)網新型基(jī)礎設施建(jiàn)設,結合電力領域的實際情況,探索應用5G等新技術;二是共同深(shēn)化工業互聯網在能源(yuán)領域的應用,以需求為(wéi)牽引、問題為導向,進一步推動堅強電網和工業互聯網的深度融合;三是共同壯大跨界融合的產業(yè)生態,加強跨領域、跨學科交流互建(jiàn),促進電力能源企業與信息通信企業、裝備製造企業深(shēn)化合作。

泛在電(diàn)力物聯網大有可為,助(zhù)力調度自動化係統升級

●韓英鐸 中(zhōng)國工程(chéng)院院士、清華大學教授

改革開(kāi)放40年來中國電(diàn)力建設成績巨大,發電(diàn)容量和規模都已居世界第一位。我國已進入階段性餘電期,電力工業快(kuài)速發展舉世矚目,但我(wǒ)國傳統能源生產和消(xiāo)費模式不適應(yīng)國家長期可持續發展的需要,麵臨(lín)劇變的國際形勢我們需要居安思危,進一步提高係統可觀(guān)性(xìng)、可控性,泛在電力物(wù)聯網大有可為。傳統電力(lì)係統發展的基本依據(jù)正在發生改變,可再生能源的發展使我國能源資源稟賦發生變化,已對電力係統動態行為產生重(chóng)要(yào)影響。電力物聯網和人工智能技術的發展可使電力係統監測與(yǔ)智能決策控(kòng)製邁(mài)上新的台階,將解決一批電力係統(tǒng)難題,例(lì)如負荷等關鍵動態建模、潮流(liú)實時感(gǎn)知、穩定判據(jù)和(hé)邊界的準確評估等。要(yào)充分利用PMU(電(diàn)源(yuán)管理單元(yuán))等廣域量測信息和海量數據,助力大電網調度自動化係統升級,大幅度提高電網的安全性和效率。泛在電(diàn)力物聯網(wǎng)不是目的,而是手段(duàn),將有效解決中國電力(lì)係統發(fā)、輸、配、用、管、服多方麵的重大問題,推動能源革(gé)命發展(zhǎn)。

配電物聯網智能感(gǎn)知將是配電網發展方(fāng)向

●呂軍 國家電網公司設備部配(pèi)電處處長

配電網作為電網重要(yào)組成部分,直接麵向電力用戶,也是用戶對電網感(gǎn)受和體驗最直觀的對象。目前用(yòng)戶對電力的依賴(lài)度越來越高,對優質服務的需求也越來越高,中(zhōng)低(dī)壓配電網要精細化(huà)管理,迫切需要對配電網進行數字(zì)化變革。對此,國(guó)家電(diàn)網(wǎng)正在積極研究(jiū)解決措施,已在關鍵設備節(jiē)點上應用智能識別和感知技術,對配電網的運行情況進行(háng)全麵采集(jí),監測設備狀態,實現(xiàn)全生命周期的設(shè)備管理。依托智能感知和邊緣計算的技術,推(tuī)動專業的數據同(tóng)源采集,實現電網的(de)全麵感(gǎn)知。廣泛部署傳感設備,有助於電網設備的全麵感知,對非故障區(qū)域快(kuài)速恢複供電,有效提升電網的可靠性。在電氣火災預警(jǐng)方麵,通過對變壓器、電纜的綜合監測(cè),能夠實現對火災實時的監(jiān)測(cè)、探測、提前預判,降低火災發生的概率。展望未來,應用高(gāo)可靠性(xìng)、小(xiǎo)型化集(jí)成化、低功耗無(wú)源化、高安全性的智能傳感技術、設(shè)備、儀器和裝置將是配電網發展的方向。

亟需研發自(zì)主(zhǔ)可(kě)控的電力傳感芯片產品

●趙東(dōng)豔 國網信產集團副總經理、北(běi)京智芯公司執行董事

傳感器作為泛在電(diàn)力物聯網感知層的核(hé)心器件,應(yīng)用種類多、數量大,預計年(nián)需求量達(dá)百億片。小(xiǎo)型化、集成化的芯片級傳感器符(fú)合泛在電力(lì)物聯網對(duì)傳感器(qì)的長遠需(xū)求(qiú)。目(mù)前電力傳感芯片麵臨對外依存度高、信息(xī)安全隱患大(dà)、價格高、供貨周期長等(děng)製(zhì)約因(yīn)素,亟需(xū)研發自主可(kě)控的電力傳感芯片產(chǎn)品。

智芯公司在過去9年裏共突破(pò)芯片設(shè)計核(hé)心技術167項,主要突破了三個核心難題:開展了(le)基於海量(liàng)傳感芯片的老化試驗,實現在電力係統高溫、高濕、低溫等複雜環境下(xià)傳感芯(xīn)片(piàn)的高精度采集;開展了電磁波取(qǔ)能技術、導線(xiàn)取能技術研究,解決傳感(gǎn)芯片功(gōng)耗高、維護成本高的難題;開(kāi)展了(le)抗腐蝕、耐紫外線輻射的特種材料研(yán)發(fā),改進芯片(piàn)封裝(zhuāng)結構方法,滿足電力行(háng)業嚴酷環境對(duì)電力芯片傳感(gǎn)器的高(gāo)可靠(kào)性(xìng)要求。

本次論壇對智能感知領域的生產廠商意義重大,指引了(le)技術發展方向,為(wéi)下一步形成全產業鏈(liàn)良好生態奠定(dìng)了基礎。

加強(qiáng)關鍵(jiàn)技術攻(gōng)關,構建網絡安全(quán)防禦生態體係

●童光毅 國家能源(yuán)局電力安全監管司司長

泛在電力物聯網是踐行(háng)“四個革命、一個合作”能源安全新戰略,推動能(néng)源(yuán)供(gòng)給側和(hé)消費側革命的重大(dà)舉措。國(guó)家能(néng)源局(jú)充分支持國家電網公司的創新舉措,積極鼓勵具備條件的地區(qū)因地製宜開展能源互聯網試點示範,下一步將(jiāng)加快製定相關配套政策,推進能源互聯網建設。建設泛(fàn)在電力物聯(lián)網要堅持創新驅動發(fā)展(zhǎn)戰略,不斷促進智能感知等關鍵技(jì)術的攻關,充分發揮科技創新在提升能源發展質(zhì)量和效益中的作用。要同步構建網絡安全防護體係,將網絡安全與泛在電力(lì)物聯網的建設統一規劃、統一部署(shǔ)、統(tǒng)一推進(jìn)、統一實施,做到協調一致、齊頭並進,在已有工作的基礎上,構建一個網絡安全防禦生態體係。

加快建立技術(shù)標準體係,著力提升傳感創新能力

●許鬆林 中國電(diàn)力企業聯(lián)合會(huì)副秘書(shū)長

泛在電(diàn)力物(wù)聯網建設對信息感知的深度、廣度和密度(dù)提出了更高要求。泛在電力物聯網的海量元數據來(lái)源於信息感知與采集,而傳感器是能源互聯網(wǎng)的底層(céng)感知單元,是電力調度、保護測控、安全運維、在線監測(cè)、互(hù)聯互通的必要基礎設施,是加快促進泛(fàn)在電力物聯網信息物理融合進(jìn)程(chéng)的重要(yào)裝備。因此,針對泛在電力物聯網背景下電網各環節業務對智能傳感技術的實際需求,要圍(wéi)繞(rào)智(zhì)能傳(chuán)感器重點技(jì)術攻關和特定(dìng)場景下的研發,加快建立技術(shù)標準體係(xì),著力提升傳感創新能力,通過泛在即插即(jí)用接入、終端IP化網絡、資產管(guǎn)理等方式,實現業務數據的全麵感知,全(quán)麵提升電網運行服務質量。

傳感器技(jì)術進步成果要和(hé)電力用戶需求(qiú)密切結合

●王躍林 中國(guó)科學院(yuàn)研究員、973項目首席科學家

傳感器與電力(lì)相(xiàng)比是一個較小(xiǎo)的學科,但(dàn)應用(yòng)範(fàn)圍極為廣泛。把傳感器及後續的處理電路集成在一塊芯片上,實現大批量製造,是傳感器發展的重要趨勢。目前,微納傳感器全球銷售額約一兩百億美金,並以每(měi)年13%的年複合增(zēng)長率迅速增長。作為底(dǐ)層核心(xīn)芯片技(jì)術,微納米(mǐ)技術(shù)已經成為國際必(bì)爭的戰略製高點。傳感(gǎn)器的特點是專用性強,屬於應用(yòng)服務定(dìng)製型。這個特點決定了市(shì)場細分,和(hé)用(yòng)戶的契合度很密切。傳感器的產業鏈包括應用市場、設計公(gōng)司、批量製造廠、規(guī)模生產廠等。全球傳感器(qì)市場三分之一在中國(guó),具(jù)有廣闊(kuò)的應用市場,但較為依(yī)賴進(jìn)口。目前,傳感器正在向集(jí)成化、智能化發展,實現了低成本,為廣泛應用和部署提供了良好契機。

電力領域傳感(gǎn)器的(de)應用(yòng)場(chǎng)景眾多。在泛在電力物聯網建設過程中,建議充分利用傳感器技術進步的成果,並和電力用戶需求密切結合。

智慧家電在線感(gǎn)知助力電力(lì)負荷可控可調(diào)

●徐方強(qiáng) 海(hǎi)爾集(jí)團副總裁

不管是家庭、企事業單位或工業企業,空調的耗能至少占到50%,電熱水器類產(chǎn)品的耗能接近14%,二(èr)者的總(zǒng)體能耗可占到總能耗的65%到70%。空(kōng)調用電的波峰波穀經測算(suàn),不論是午高峰還是晚高峰,都(dōu)和電力目前波峰波穀時(shí)間基本(běn)一致,一個是中午(wǔ)12點左右,一個是晚上9點左右。削(xuē)峰技術可以根據環境狀態,在不影響體驗的前提下,實時調整空調溫度。通過削峰技術,夏天空調溫度比原先設定提升兩攝(shè)氏度,可以節省35%的耗電量。在(zài)錯峰(fēng)用電(diàn)方麵,例如熱(rè)水器在早晨8點和晚上9點是(shì)使用的高峰期,錯峰技術可把整(zhěng)體用電(diàn)時間向前提,達到(dào)節能效果。

海爾智慧產(chǎn)品為智慧(huì)家庭提(tí)供整套解決方案,通過雲平台把普通家電變成了可聯網的智能終端(duān),家電和雲平(píng)台進行全方位連接,目前在線電器已經有50多萬台,在線用戶超過1200萬。結合雲平台(tái)的落(luò)地,海爾集團探(tàn)索形成用戶、企業、供應商三個維度共商共享的機製。

借助(zhù)智能傳感技術加強同期線(xiàn)損管理

●劉道新 國家電網公(gōng)司發展策劃部統計(jì)分(fèn)析(xī)處處長

線損率是電網企業的核心技術經濟指標,加強線(xiàn)損管理,既是降本增效的(de)直接手段,也是精益管理的核心支撐(chēng)。隨著智能電表和(hé)自動采集的推廣,國家電網按照電量源頭采集、線損自動生成(chéng)、異常智能監測的思路,攻克數據標準不一、電網拓撲割裂、數據異(yì)動失真三大技術難點,建設同期(qī)線損管理係統,首次實現覆蓋全網廠-站-線-變-戶計量類(lèi)物聯(lián)設備的有(yǒu)機、有序互聯。

國家電網以“設備負(fù)載率、供電可靠率、電壓合格率、同期線損率”等配電網“四率”指標為著(zhe)力點,加快(kuài)智能終端建設、微應用開發與電力高(gāo)速載波等新技術推廣,實(shí)施“采(cǎi)集全成功、數據全自動、檔案全同步、關係全貫通、指標全達標、異常全監控”等一係列攻(gōng)堅工程 (簡稱“四率六全”工程),充分說明傳感技術(shù)的突破與進步,將有力推動業務(wù)的創新與提升(shēng),進一步驗(yàn)證了基於融合統一(yī)終端支撐多(duō)專業應用的可行性,為泛在電力物聯網終端建(jiàn)設提供了先行示範(fàn)。

聚(jù)焦核心技術,形成大中小企業協同創新(xīn)格局

●朱秀梅 工信部科技司副司長

物聯(lián)網正迎來新(xīn)一輪生態布局的戰略機遇期,呈現萬物互聯、萬物智能的新特征,推動傳感(gǎn)技術由(yóu)單點突破(pò)向係統化、體係化的協同創新(xīn)轉變。黨中央、國務院高度重視傳感技術的發展,在“十三五(wǔ)”國家戰略性新興產業的(de)發展規(guī)劃中明確提出,要進一步提升核心基礎(chǔ)硬件的供給(gěi)能力,推(tuī)動智能傳感器(qì)等(děng)領域(yù)關鍵(jiàn)技術攻關(guān)和產業化。希望國家電網公司(sī)把握機遇,進一步發揮好龍頭企業的引領作用,形成大中小企業協同創新、共同發展的良(liáng)好格(gé)局,打(dǎ)造一批具(jù)有國際影響力的技術標準、知識產(chǎn)權,帶動傳感技術(shù)整體創新能力提升。

係統布局感知技術,開展(zhǎn)泛在物聯,促進三個提升變革

●王繼業 中國電科院副院長、國網(wǎng)能源互(hù)聯網技術研究院院(yuàn)長

能源互聯網技術研究院結合智能電(diàn)網實際,提出了泛在電力物聯網感知技術框架與應(yīng)用(yòng)布局(jú),總結出了“發輸變配用”五大感知場景128種感知裝置應用布局,提煉出先進感知(zhī)、邊緣計算(suàn)、微(wēi)源取能、安全連接、可靠防護五大類20項基礎核心(xīn)技術攻關方向和源-網-荷-儲(chǔ)-人-資產六大領域20類感知終端技術方向,提出了基礎共性、感知終端、物聯代理、本地接入(rù)等技術標準。

感知是(shì)泛在電力物聯網關鍵層(céng)級,是數據源頭和物聯(lián)的基礎,需要(yào)首先加強布局和(hé)研究。通過泛在感知,將帶來三大提升:一是(shì)在電網廣域監測係統測量數據的基礎(chǔ)上建立源、網、荷廣泛(fàn)互聯的(de)全網廣域係統,提升大(dà)電網安全穩定調(diào)控(kòng)能力;二是在全(quán)麵(miàn)狀態感知數據的基礎上,通(tōng)過人工(gōng)智能算法統籌考慮傳統能(néng)源、新能源、電網等電網(wǎng)元素,解決源荷雙側隨機波動問題(tí),實現精(jīng)準(zhǔn)預測、電力供需平衡,提升新能源消(xiāo)納水平;三是通(tōng)過感知工商業、居民等(děng)用戶用能行為,將用戶側(cè)能源管(guǎn)理由粗放式轉向精細化,提升綜合(hé)能源服務水平。

建設泛在電力物聯網,要突破應用技術、布局框架及可靠性、適用性等方麵技術,還要提升感知的廣度、深度、密度、頻度、精度等(děng),確保泛(fàn)在電力物聯網海量數據源的可(kě)靠獲取。通過泛在(zài)互聯和(hé)深度感知,促進源網荷儲協調互動,促進(jìn)電網安全穩(wěn)定運行高效化、新能源消納最大化、用戶用能最優化。

工業互聯網驅動數字化(huà)轉型

●餘曉暉 工業互聯網產業聯(lián)盟秘書(shū)長

在第四次工業革命(mìng)中,信息技術是賦能的技術,是一個(gè)國家發展的基礎性、先導性技術。信息技術創新與能源、材料、製造、生物等技術的融合成為引領產業變革的主導力量。而數(shù)字浪潮與數字經濟的核心就是各個(gè)產業的數字化、網絡化、智能化轉型。通過數字化(huà)時代的(de)快速感知(zhī)、敏(mǐn)捷響應和智能化決策能(néng)力,把人、機、物和全要素、全(quán)產業鏈、全價值(zhí)鏈(liàn)全麵(miàn)互聯,可提升產品價值,實現商業模式創新、需求快速響應、運營管(guǎn)理優化。要通過工業互聯網實現數字化轉型,打造數字孿生體及行(háng)業平台(tái),推動經濟高質量發展。

探索應用客戶側泛在電力物聯網智能感(gǎn)知技術

●周暉 國家電網公司營銷部計量處副處長

國(guó)家電網公司目前已建成接入4.8億隻(zhī)智(zhì)能電能表、4000萬餘台各類采集終端和(hé)覆(fù)蓋各類用戶的用電信息係統,在泛在電力物聯網感知層建(jiàn)設方麵開展了(le)技術研究工(gōng)作,包括非介入式負荷辨識、電能表的智能化檢測(cè)、綜合(hé)能源測量感知、電動汽車有序充電、電力互感器的(de)在線監測等多項技術。依托上述技術(shù),公司開展了一係列核心裝備的研發。此外,公司還開展了典(diǎn)型(xíng)應用(yòng)場(chǎng)景探(tàn)索。居民(mín)家庭智慧用(yòng)能,為(wéi)居(jū)民家庭提供用電分析、用電安全(quán)監測以及故障維修等增值服務;社區多能服務,積極參與電力需(xū)求響應和市場化交易等電力(lì)互(hù)動;商業樓宇用能(néng)服務,實現與電網實時互動;工業(yè)、企業(yè)及園區的用能服務,實現供用能係統的實時感知、動態(tài)控(kòng)製和信(xìn)息服務。

源網荷全景同步測量技術支撐泛在電力物聯網建設

●畢天姝 華北電力大學教授

我國已建成覆(fù)蓋(gài)範圍最廣、可再生能(néng)源裝機(jī)容量最大的(de)大型(xíng)互聯電網,高比例(lì)的電(diàn)子裝(zhuāng)置正在滲透到電(diàn)源、電網、負荷各個環節,需要突破(pò)新型廣域同步測量方法與關鍵技術,獲取係統連續(xù)實時運行數據。

電源方麵,我國風電、光伏裝機全(quán)球第一,由於電力電子變流(liú)器在整流、逆變(biàn)過程中可能產生大量間諧波(bō),導致基頻相量提取困難、電(diàn)氣量準確測量難(nán);電網方麵(miàn),直(zhí)流、柔性直流/交(jiāo)流輸電技術的快速發展,使得電(diàn)力電子(zǐ)的快速開斷特性以及故障後電力電子(zǐ)控製的頻繁動(dòng)作經常發生;負荷方麵,分布式(shì)電源和電動汽車的發展改變了配電網形態,導致(zhì)測(cè)量發生抖動,測量精度迅速下降。

從發展趨勢(shì)看,測量對象正在從(cóng)以同步機為主的交流電力係統(tǒng)向電力電子化(huà)電力係統以及多種(zhǒng)能源互補的綜合能源係統發展,測量技術由電(diàn)網慢動態過程的(de)基頻相量到源網荷寬頻和波形(xíng)測量技術,向(xiàng)電氣(qì)量與非電氣量融合交叉測量與數據分析(xī)發展。

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