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电力行业是关系到国计民生的基础性行业,电力改革的现状和持续强劲增长的国民经济造就了中国电力市场环境的特殊性,并给中国电网企业带来了新的挑战。如何在继续有效支持国民经济快速增长的前提下,提高电力投资和建设的效率;如何在电网资产规模不断扩大、复杂度不断提高的情况下,确保电网运行的安全可靠性;如何在继续保证电网安全运行的前提下,提高电网运营维护的水平;如何在继续保证用户电力供应的前提下,提高对用户的服务水平;如何在完成输电、配电、售电和电能交易的同时,提高自身的管理水平。

面对经济发展和社会进步的需求以及进一步推行电力改革的需要,中国的电网企业有必要借鉴国外先进电网企业的经验,通过电网模型的精确描述、电网状态的量化表述、电网设备的实时监控、电网分析的可视表达等方面的建设,打破业务壁垒,消除信息孤岛,创新运营管理,促进电力和谐发展,从而更好的支持中国经济和社会的发展与进步。

数字电网的内涵

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数字电网是一个建立在物联网基础之上,有效整合电网企业多源、异构的海量数据,应用人工智能及全景可视化等先进技术,支撑电网企业专业应用及管理决策的综合性解决方案。

数字电网解决方案预览

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数字电网主要包含数据集成、基础应用、监控分析、辅助决策四个核心方案,横向打破业务间的壁垒,纵向满足执行层、管理层、决策层的需求,最终保证电网安全稳定、经济优质运行,提高电网企业生产效率。

▲ 数据集成方案

数字电网数据集成的目标是为电网企业构建企业级数据中心, 为多系统(如生产、调度、营销、物资等)、多来源(业务系统、实时监测、电网环境等)、多种类(结构化数据、非结构化数据等)等电网数据提供模型搭建、数据采集、规约转换、数据整合、存储搜索等技术支持,能够满足执行层、管理层、决策层等不同层次的数据需求。

数据集成方案典型案例

(1)统一电网模型

统一电网模型是以IEC 公共信息模型作为主要理论基础,基于CIM 模型扩展出来,适用于电网资产、电气拓扑、设备工况、设备状态及计量监测等数据管理的电网信息模型,主要包含设备信息模型、电网拓扑模型、电网量测模型、用户用电模型、电网业务模型、区域气象模型,是构建数字电网数据中心、数字电网数据集成共享及高级应用建设的基础规范。

(2)IED 数据融合诊断终端

IED 数据融合诊断终端是电网设备实时运行信息在线采集、传输及就地诊断一体可扩展插件式的前置终端。部署在站房或线路杆塔上,用于电网设备工况信息、运行状态信息、在线监测信息的采集、传输,作为数字电网数据中心设备实时数据采集的主要终端,此外,通过插件方式基于专家诊断算法实现设备运行状态的就地诊断分析应用。

(3)数据整合平台

数据整合平台是一款基于模型汇聚分散于企业应用系统数据,在数据汇聚过程中对源数据进行提取、清洗、转换、加载,建立企业数据仓库和数据集市的数据整合工具。目前基于统一电网模型已完成云南电网公司电网网架、设备属性、运行工况数据及生产、营销、调度相关业务数据的有效整合,构建了数字电网数据中心,为数字电网专业、高级应用建设提供数据基础,支撑企业生产运营管控。

▲ 基础应用平台方案

基础应用平台方案是数字电网建设的基础和专业应用扩展的孵化器, 它可为用户提供一个专业的、可扩展的的PC 端基础平台及移动端基础平台。在此基础平台上,各高级应用功能可根据用户需求进行组件式嵌入,实现一次部署,终身可用的理念,为用户提供更加灵活的工作平台。

(1)PC 端基础平台

PC 端基础平台包含统一的权限配置等基础功能,并可根据实际需求,集成企业 标准体系、业务流程、数据接口、算法及高性能计算等多种基础性功能,更为高 级功能提供标准式通用平台。

(2)移动端基础平台

移动端基础平台是基于Android、IOS 等操作系统,是数字电网平台集成数据采集、 专业应用拓展的载体。基础平台支持定位、图形管理、设备感知识别等基础功能, 提供包括安全在内的“软+ 硬”可定制的专业终端服务。

▲ 监控分析方案

基于数字电网基础平台,可为用户提供专题分析、在线监测、风险预警、状态评 估等高级展示分析,建立风险评估及预警机制,提出风险应对策略。通过监控分 析方案,能够帮助工作人员实时监控电网、设备运行状态,识别并发现作业、设备、 气象等电网运行风险,实现风险的可控、在控和预控;能够在事故发生之前,发 出预警通知,有效控制和预防电网安全事故,为电网安全稳定运行提供有效保障。

监控分析方案典型案例

(1)输变电在线监测

输变电在线监测通过输电线路杆塔或变电站安装在线监测设备,通过网络将在线监测装置采集到的输变电设备运行工况及环境相关(输电:导线拉力、风偏、覆冰及导线所处区域大风、山火、防盗等变电:电流、电压、油色谱、压力、动作次数、环境温度等)信息、图像视频信息回传至数字电网数据中心,应用数字电网平台图形服务实现输变电实时信息进行展示和监控应用。

(2)技术监督中心

电力设备技术监督中心基于数字电网数据中心及基础平台构建,涵盖设备状态监 测、覆冰预警监测、雷电监测和电能质量监测等专业应用,是运行设备技术监督 的信息化技术支持平台。通过设备运行性能表征监测信息实时评估设备运行性能、 运行状态及运行风险,预测设备运行态势,辅助设备运行维护策略优化, 为电网 设备资产全寿命周期一体化管理提供了有力的决策支持。

▲ 辅助决策方案

辅助决策方案通过多种展现技术、不同展示方式相结合,为用户定制多维的企业 核心指标展示方案,将分析及监控信息根据管理者不同需求,以个性化的方式及 时展现在管理者面前,辅助企业决策层做出有效决策。

辅助决策方案典型案例

(1)创先战略地图

创先战略地图以企业中长期发展战略目标为导向,按照分层分级管控和PDCA 闭 环管理的思想,基于创先战略目标、战略路径、核心指标、关键举措、重点工作、 绩效评价等管控逻辑,利用大数据、移动应用等技术手段,实现战略目标逐层分 解和执行信息的有效传递,帮助各级管理者智能、实时、动态的掌控核心指标、 重点工作执行情况,确保企业创先战略有效落地。平台已在云南电网公司实施应 用并确定良好的应用效果。

(2)电网全景展现

电网全景展现是对宏观电网拓扑、站房线路分布、微观设备、部件信息及电网、 设备实时运行信息、环境气象信息的综合展现。目前主要应用于电网作业培训、 智能变电站及地下电缆巡检方面,同时为电网规划、电网风险、应急指挥、停电 抢修等场景提供可视化应用支持。

(3)智能驾驶舱

智能驾驶舱是具备智能分析、智能驾驶、智能展示特征,以驾驶舱的形式,通过 各种形象的方式为企业决策管理人员提供电网企业运营关键指标(KPI),电网、 设备运行状态、运行风险等信息的“一站式”平台,具备智能告警和在线分析决 策等高级智能应用,为企业管理决策和生产优化提供辅助支持。

客户价值

(1) 数字电网综合解决方案能够为用户构建一体化、全自动的企业级电网工作 平台,可大幅度提高执行层、管理层、决策层的工作效率。

(2) 通用型的基础应用平台可一次部署、终身应用,在此基础上,嵌入的高级 应用功能根据用户需求进行量身定制,可减少企业信息化投入成本。

(3) 数字电网平台通过全过程实时监控分析、全景展现支撑专业应用及管理决 策,促进电网安全、稳定和经济运行,保障供电可靠性及客户服务水平持续提升。

(4) 电网运行及管理的全数字化,有效支撑电网企业建立智能、高效、可靠、 绿色电网的建设发展目标。

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