“多站融合”在城市能源互联网建设中的探索与实践论文_马梦轩1,马一凯2,骆丹2,万鹏2

(1.国网宁夏电力有限公司 宁夏银川 750001;2.国网宁夏电力有限公司银川供电公司 宁夏银川 750011)

[摘要]:利用变电站现有站址及光纤资源,建设集充电站、数据站、北斗基站、5G基站为一体的“多站融合”新模式下的城市能源互联网综合服务站,优化城市资源配置,提升数据感知、分析运算效率,运用云计算、大数据、空间地理信息等新一代信息技术,促进城市规划、建设、管理和服务智能化发展,实现业务范围延伸、服务对象拓展、商业模式创新,突出“泛在互联、智能互动、开放共享”的特征,实现电网从单一“输送电力”向多元化“输出服务”转变。

[关键词]:多站融合;城市能源互联网;泛在互联;智能互动;开放共享

1引言

2019年国家电网公司“两会”确定了“三型两网、世界一流”的企业发展战略,将泛在电力物联网作为重要建设任务,支撑电网业务建设发展,同时面向工业物联网、城市信息化等方面创新业务,全面推进城市能源互联网建设,有力支撑新型智慧城市发展。

以“大云物移智”为代表的新一代信息通信技术发展日新月异,已成为传统产业升级和新型业务发展的关键驱动力,互联网作为一种新的生产消费模式,其应用领域正在从消费互联网向产业互联网快速拓展。建设“多站融合”新模式下多功能综合能源服务站,充分发挥电网在能源汇集传输和转换利用中的枢纽作用,促进清洁低碳、安全高效的能源体系建设,打造能源配置平台、综合服务平台和新业务、新业态、新模式发展平台,带动产业链上下游共同发展,打造共建、共享、共赢的能源互联网生态圈。

2主要做法

以打造“三型”企业为宗旨,以建设运营好“两网”为目标,利用变电站现有站址及光纤资源,建设集充电站、数据站、北斗基站、5G基站为一体的“多站融合”新模式下的城市能源互联网综合服务站,服务地方经济民生发展,实现电网从单一“输送电力”向多元化的“输出数据、输出计算、输出服务”转变,与全社会共享发展成果,具备可复制、可推广的特性。

“多站融合”功能介绍示意图

2.1智能有序充电,助力城市节能减排

建设充电站,部署交、直流充电桩,发挥变电站在一次接入、供电能力、功率调节等方面优势,保障运行运营质量,应用智能化数字技术,基于车联网服务平台,实现电网、用户、充电桩以及车辆之间信息交互,动态调整充电时间和功率,优化配变负荷运行曲线,降低配变过载风险。实现电动汽车低谷错峰充电,降低电动汽车用电成本,促进低碳绿色出行。按一座120kW直流充电桩(一机双枪,单枪功率60kW),年使用率约80%计算,年充电量为84.10万千瓦时,可以减少约600.69吨二氧化碳的排放。

2.2建设分布式数据站,服务中小微企业数字化运营

建设数据站,综合应用运营商网络和电力专网为数据站提供信息传输通道,实现数据和信息快速传输,部署高性能服务器,充分发挥分布式数据中心高效、灵活、快速的特点,对外向社会提供云资源租赁、定制SaaS服务、视频及游戏CDN加速等网络服务,服务中小微企业数字化运营。

在数据站部署云边协同系统,以轻量化的方式将云服务推送到边缘侧,实现高清监控视频、图像的本地化预处理,将智能识别的时效性缩短至秒级。对内支撑坚强智能电网业务,开展身份甄别自动门禁、轨迹追踪、实物ID识别等电网数字化运维业务;对外拓展边缘计算业务范围,有效解决大数据中心与智能感知设备终端之间交互信息量大、信息处理不及时等问题,满足工业物联网、农业物联网、车联网等领域的边缘计算需求。

2.3北斗基站精准定位,创建多站融合应用新模式

建设北斗基站,信号覆盖半径10公里,X、Y 轴精度1厘米,Z轴精度2厘米,利用基准站和监测点原始观测数据,进行静态基线解算获得监测点的定位结果。以GIS地图、北斗定位为基础支撑,开展GIS定位、导航、面积测量、人员行动轨迹等北斗试点应用,将北斗与电力资源管理和电力安全应急管理相结合,一是应用北斗系统的授时授频、短报文、高精度定位三大功能,结合电力发展需要,开展试点应用,实现电网设备授时、设备运行数据精准采集、电力通信网频率同步、车辆行驶轨迹监管等数字化应用,形成多种“北斗融合”应用解决方案,有效降低了供电故障率,让电网运行更加可靠;二是应用北斗基站接收机、差分数据传输系统开展输电线路塔基GNSS位移、塔体变形、绝缘子污秽等在线监测,提高电网基础设施应对灾情的预警预报、抗灾抢险能力,减少人员伤亡和财产损失,提升电网安全运行水平。

2.4发挥5G技术优势,实现“5G+”电网业务典型场景落地应用

近年来,5G热度逐步攀升,从国家政府到企业厂商,从新闻媒体到大众百姓,5G成了整个社会热议的焦点,5G发展速度和规模超出预期,全球各大运营商及组织积极探索5G行业应用。

建设5G基站,应用5G网络高可靠、低时延、大连接的技术优势,实现精准负荷控制,机器人、无人机智慧巡检,无线差动保护、配网自动化三遥等“5G+”电网业务典型应用。利用5G网络把电力用户及其设备、电网企业及其设备连接起来,通过信息广泛交互和充分共享,优化电力生产、输送、运维、消费的各个环节,助力电网智能、稳定、高效运行。

3效果及意义

面向电网,实时采集输电、变电、配电、用电及电能调节过程中所产生的能源相关数据,通过边缘计算对用电设备进行数据分析,从而实现能源供需智能化调节,为电网设备智能巡检、配电物联网智能管控、综合能源服务终端智能监测等业务提供可靠支撑。

面向社会,提供电动汽车智能充电服务,共享数据站资源、北斗及5G通信布点增值服务,利用现有配电设施、光缆网络、杆塔、站址等资源优势,拓展商务合作新模式,带动上下游和关联企业共同发展,并逐步向智慧车路、智慧小区、智慧城市等社会需求提供延伸服务。

参考文献:

[1]熊小敏,杨鑫,刘兆璘,朱雪田 .车路协同的云管边端架构及服务研究[J].电子技术应用.2019(8)

[2]王伯伊,张越,刘明波,弭希瑞.“多站融合”运营模式的探索研究[J].电力信息与通信技术.2019(7)

[3]刘东,曹敏,李文云,陈飞,邓云坤,翁嘉明.城市能源互联网技术进展[J].供用电.2018(11)

[4]王坤.5G时代物联网技术在电力系统中的应用[J].通信电源技术.2018(5)

论文作者:马梦轩1,马一凯2,骆丹2,万鹏2

论文发表刊物:《电力设备》2019年第23期

论文发表时间:2020/4/13

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