一、什么是物联网
要知道什么是泛在电力物联网,首先我们要明白什么是物联网。物联网,Internet of things,即“万物相连的互联网”, 物联网的本质还是互联网,只不过是互联网基础上的延伸和扩展,是把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换,物物相息,以实现智能化识别和管理。
二、物联网在电力行业的应用
物联网的概念看上去好像离我们很远,其实我们的生活已经离不开物联网了,它和我们日常生活息息相关,融入进我们的吃穿住行,已经成为了我们生活中必不可少的存在。
社会发展的能源核心——电能早已深深融入了物联网,国网一直在致力发展的智能电网就是电力系统物联的最好表现,先进的传感、测量技术、设备技术、控制方法以及决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,智能电网的发展正是物联网发展的优秀体现。
三、何为泛在电力物联网
3月8日,国家电网召开“泛在电力物联网建设工作部署电视电话会议”,全面部署泛在电力物联网建设,并公布了《泛在电力物联网建设大纲》,国家电网公司董事长、党组书记寇伟在会上指出,当前国家电网公司最紧迫、最重要的任务就是加快推进泛在电力物联网建设。
那么到底什么是泛在电力物联网呢,相比于我们的智能电网又有什么区别呢。“泛在”就是无处不在。其实电网本身就是一个泛在网,智能电网作为物联网在电力的一个方面的具体体现,由于涉及内网——授权措施保证了信息的安全性,但也限制了开放性,电网的“泛在”仅体现在电能上,而我们泛在电力物联网将以高开放性区别于信息源较安全的智能电网,接受公用网络的数据,将收集海量的数据,实现信息和数据的“泛在”。
而有了这些数据,电网将不再局限于电力系统设备自己供电侧的运维,电网将走向多元化的一个综合型公司,不纯粹靠销售电力、赚取买卖差价单一的模式来实现盈利,电网信息化,数据化,将拓展用户的综合服务、金融服务等新兴业务。 对国家电网意味着两层转型涵义:一是未来或告别“高投资、上规模,重资产”的电网建设阶段,电网将向物联网化、智能化发展新阶段转型;二是告别传统商业模式和业务模式,赚取购销价差的传统盈利逻辑将被打破。
四、配电自动化和FA介绍
作为目前从事配电自动化专业的工作人员,基于正在如火如荼在进行建设的配电自动化系统,对泛在电力物联网未来发展有些建设想法。
简单介绍一下配电自动化系统:配电自动化是指以配电网一次网架和设备为基础,综合利用计算机、信息及通信等技术,并通过与相关应用系统的信息集成,实现对配电网的监测、控制和快速故障隔离,为配电管理系统提供实时数据支撑。通过快速故障处理,提高供电可靠性;通过优化运行方式,改善供电质量、提升电网运营效率和效益。
配电自动化的基本功能可分为运行自动化功能和管理自动化功能两方面。数据采集与监控、故障自动隔离及恢复供电、高压及无功管理、负荷管理、自动读表等,称为配电网运行自动化功能;设备管理、检修管理、停电管理、规划及设计管理、用电管理等,称为配电网管理自动化功能。
我的想法是根据配电自动化系统中馈线自动化(FA)的这个功能而来的。馈线的故障定位、隔离和自动恢复供电,这是馈线自动化的独特功能,能在馈线发生永久性故障时,自动对故障进行定位,通过开关设备的顺序动作实现故障隔离;在环网运行或环网结构但开环运行的配电网中实现负荷转供,恢复供电。
在发生瞬时性故障时,通常因切断故障电流后,故障自动消失,可以由断路器自动重合而恢复对负荷的供电。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆馈线自动化的引进,大大缩小故障停电范围、缩短用户停电时间,从而提高用户的供电可靠性, 对电网的安全运行提供强有力的支持。
馈线自动化目前在国内的技术发展,主站系统、智能配电终端已比较成熟,但自动故障识别、自动故障定位、自动故障隔离、快速复电技术尚不成熟。
实施馈线自动化的目的是对馈线进行快速地故障定位、故障隔离、非故障区域供电恢复,最大限度地减少故障引起的停电范围、缩短故障恢复时间。
五、馈线自动化的局限性
馈线自动化作为配电网发展的坚实保障,尚有部分不成熟的地方,并且作为智能电网中不可或缺的可靠性保证,又有自己的局限性,以下是我的几点看法。
1.由于现在采取的通信方式速度不够快,馈线自动化系统在故障处理过程中往往会发生越级跳闸,以至于馈线自动化技术难以考虑分支线路和多电源闭环运行的情况。并且配电网由于开关分段层次较多,并且保护电流互感器的精度不够等原因, 难以通过设置延时时限和根据短路电流差异实现选择性。
2.没有统一的通信协议,会造成不同厂家的智能终端无法通信,对设备安全及功能要求不统一,不同地区对于设备的要求也差异比较大,造成厂家设备配置不通,自动化逻辑差异大,以至于难以将不同厂家的设备进行互通,必将导致配电自动化的发展缓慢不前。
3.由于以往针对配电自动化的功能设定时,也是困扰于信息采集能力和设备的能力不足,信息数据采集的数量少,只有电流电压、有功无功等几个少量简单的实时数据。针对现应用场景都是整组线路、环网一起实现,单一模式的电力保障可能难以达到不同用户的多元化要求,针对不用用户的私人定制更加难以实现。
六、泛在电力物联网可提供的解决方案和发展
泛在电力物联网的出现给馈线自动化的问题解决提出了可能,对配电自动化的未来有了新的发展道路。
通信问题一直是配电自动化的难点之一。在10kV及以下的配电系统里,由于终端数目庞大,对通信的要求也显著提高。泛在电力物联网的出现,稳定的大容量的高速载波通信系统,收集庞大的信息和数据,给实现系统潮流实时监测、频率控制等需求提供可能,馈线自动化系统在故障处理过程中往往会发生越级跳闸的情况也会大大减少,以至于能充分考虑分支线路和多电源闭环运行的情况。
并且随着泛在电力物联网的感知层设备类型增多,精度增加,适应不同环境的互感器也五光十色,短路电流能精准的差异实现选择性,大大提高供电可靠性。
2.泛在电力物联网的信息互通,消除孤岛给信息一体化的配电网络提供了可靠的保障,在原来的系统中用户是分散的,系统被迫分离为个不同模块,模块之间功能相似,但系统难以交流,通道不可共享。
信息一体化之后配电系统的集中化管理就志在必得,泛在电力物联网中通信协议,设备安全及功能要求的统一,对不同地区对于设备的要求作出差异性规范,这样就可以实现规范的实用化管理,软硬件资源共享也将给配电自动化系统带来各种强有力的技术支持。
3.泛在电力物联网在感知层提供的全系感知能力,必将导致各色各样的设备大放光彩,新型FA系统,就是可以根据不同的用户需求提供合适的电源,减小线路传输的损耗,提高能量利用率。
配网的运行方式将多种多样,并且由于有泛在电力物联网的支撑,未来对于不同层次用户的私人定制的需求也将满足,对于不同用户对于不同电压等级关于安全要求,电压质量要求,无功补偿的要求,系统实时优化等需求也会有新的业务可以开展。
七、结束语
配电自动化系统是国网大力发展的智能电网下的配网的坚实保障,而馈线自动化作为配电自动化系统不可或缺的强有力功能,现在还有很多不足之处。但想必泛在电力物联网的大力发展之下,现如今面临的问题都会迎刃而解,未来必定能发展出多种多样的生产方式,在物联网的大趋势下为电网建设发光发彩。
论文作者:徐涛
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/8
标签:电网论文; 电力论文; 故障论文; 馈线论文; 设备论文; 功能论文; 自动化系统论文; 《电力设备》2019年第5期论文;