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能源电力物联网在电力行业的趋势及应用

2019.10.09

可靠的能源系统对我们而言至关重要——毕竟,没有电,几乎所有的业务都无法运行。因此,能源行业的改进几乎会影响所有其他的行业。据记载,能源推动了工业世界的发展,能源和公用事业行业本身承受着持续的压力......7*24小时全天候不中断地运行,提高了我们解决问题的效率。

 

众所周知,电费要钱。值得庆幸的是,物联网正在帮助企业更好地了解其能源消耗并进行调整,从而降低其消耗和成本。

 

 

智慧能源物联网连接需求

 

能源互联网是以互联网思维和方法构建的新一代多能流集成的综合能源系统,并实现能源技术和通信信息技术深度融合,从而提升整个能源系统的安全性、可靠性和经济性,改善系统规划、运行、管理和服务水平,最终实现能源绿色化、市场化以及用能高效化。通过信息通信技术(ICT)将多种能源系统有机地融合在一起,使各个能源系统共享信息,协调运行,使其智能化和市场化成为可能。

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在能源互联网时代,数据采集和连接需要深度下沉,实现广泛海量的万物连接,以实现能源开发利用的市场化、高效化、清洁化,满足大规模随机间歇性新能源接入能源网络的调度管理需要。

 

能源电力系统已经实现了电力生产业务的关键节点数据连接,但是还有海量的“小数据”需要连接支持,实现能源电力系统数据采集的深度下沉。这些海量的“小数据连接”包括3个方面:

 

一是用户侧的能源电力设备,也包括用户本身(因使用、监测控制、维护等)的连接需要,如工厂供用电及电器、建筑供用电及电器、社区供用电网和家庭电器等;

 

二是传统能源电力系统的边缘数据,如电器电缆温度、设备设施的环境数据、设备状态数据、资产状态数据等;

 

三是智慧能源新业务数据的连接,包括分布式发电设施、风力发电、充电桩、风光互补路灯、需求响应、能效管理、节能服务等。

 

能源电力系统生产运营的三大趋势

 

集中化:由原来单电场的运营向区域集中化运营转变。除了资产外,需要将人、设备、物资、配品配件、耗材等监控起来,并将其所产生的数据汇聚起来。目前,很多大型投资商都在通过建设集中视频监控系统、集中运维系统,如国家电投计划在2020年建设40个区域生产运营中心,龙源、华润均实现三级监控信息化管理模式,地方民营等投资商企业,也在尝试建设集控信息化系统。

 

共享化:将资源、内容平台化共享,能降低对前端运维人员的数量和能力要求,如以前每个现场有值班人员,检修人员,备品备件集中,数据的集中,集中后就可以做资源共享,以前10人现在2人,以前10个备件,现在5个就可以;通过技术手段,经验共享,能增加收益,发挥协同效应。

 

智能化:应用先进的技术手段(风电物联网、大数据、人工智能等),洞察风场玄机,预测潜在风险,自动优化解决,持续提升精益化管控能力。

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综述,有数据后才能进行智能化,有集控上了以后,运行一段时间,才能进一步进行智能化的应用,通过历史数据可以进行预判,要做智能化,管理模式要调整。集控具备了,后面的才能上去。

  

能源电力物联网的数据类型

 

1)电气参数

 

   交流量:交流电气系统中的交流电量参数,包括三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数和频率等。交流电量参数是反映电气回路、电器设备运行状态的基本参数,可用于故障判断、电气保护、状态指示、参数计算、自动控制和反馈等。在电子信息系统中,一个交流电量参数可以作为一个模拟量,我们用4Byte的浮点数表示。

 

 直流量:直流电气系统中的直流电气参数包括直流电压、直流电流、直流功率等,是反映直流电气回路和直流电器设备的基本参数,可用于状态监测、故障和保护、参数计算、自动控制和反馈等。在电子信息系统中,一个直流电量参数可以作为一个模拟量,用4Byte的浮点数表示。

 

   开关量:在交流或直流系统中的开关量参数是一个表示开关位置的数字量,如断路器位置、刀闸位置、开关分合、行程开关位置等,一般用1位比特表示一个位置状态,一台电气设备一般有多个位置信号,如断路器的分位、合位、故障位、储能位等。

 

   状态量:反映电气系统或设备的工况状态的信号量,一般是参数变化反映的某一状态,如交直流量越限报警、压力浓度等模拟量越限状态、元件故障状态报警、设备在线状态、链路状态等,一般用1位比特表示。

 

   控制量:控制量用于电气设备的远程或自动控制,是计算机系统软件、人机操作界面、自动控制开关等根据程序或人工主动发出的控制量信号,完成设备的启停、开关、状态切换等控制操作,一般采用1位比特来表示。

 

2)非电量参数

 

   模拟量:能源电力系统中模拟量普遍存在,种类繁多,常见的非电量模拟量有温度、湿度、压力、速度、加速度、浓度、液位、位移、应力、形变、垂直度、水平度等。各种模拟量在能源电力系统中生产运行、状态监测、故障诊断、检修维护等均起到重要作用,是重要的物联网数据连接领域之一,一个模拟量一般用4Byte的浮点数表示。

 

   状态量:非电量状态是指能源电力系统中非电气设备的状态量参数,如模拟量越限、越位、就位、故障、突变等,这些状态量对能源电力系统的多个业务如巡检、故障预防、检修抢险、设备运行等都是关键信号,是重要的物联网数据连接领域之一,一个状态量用1位比特表示。

 

3)其他类型参数

 

计量数据:计量数据在能源电力生产运行和经营业务中是基础数据之一,包括供应商和用户间的结算、公司内的效率效益考核、生产线的配方配料等业务,计量数据均是基础信息。计量数据包括电表有功电量、无功电量、水量、气量、热量、体积、重量、计数等,一般一个计量数据采用4Byte的浮点数表示。

 

 

档位数据:在能源电力系统中,有一类设备可以进行输入或输出的多梯度或线性调节,为系统提供灵活的适应能力,如变压器的档位调节、阀门的流量调节等。档位数据包括当前档位信息和换挡指令信息,前者反馈当前设备的运行档位,后者对设备运行档位进行调整,档位信息根据不同的设备采用1个或多个Byte表示。

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无可否认,物联网已经对能源行业产生了影响,其影响力还将继续增长。科技创新将电网引入了21世纪,并创造了更安全,更高效的系统,同时解决了成本高昂的问题。通过对智能电网的投资和对物联网的充分利用,我们将能够充分利用太阳能和风能等可再生能源技术,创造更加美好的未来。

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