最通俗的解釋來了 智能電網是什么?
此外,通過調節用戶的用電時間,便可有效提高電網終端用電效率,削峰填谷,平滑電網負荷曲線,減輕電網負荷壓力。這樣做的好處是,減少或轉移用電高峰時的電力需求,使電力公司盡量減少資本開支和營運開支。電力成本減少了,電價自然也會下調。(好吧,只能說理論上是這樣的。
而對于用戶來說,電力消費成為和手機話費一樣,可以選擇性的消費。用戶可以選擇不同的方案來購買電能、選擇用電。譬如用戶可以隨時查詢到,高峰時段電價高,那么我就盡量少用;低谷時段電價便宜,就配合智能化電器定時操作或遠程控制,選擇在低電價的時段用電。
位于天津中新生態城的國家電網智能營業廳(這是學中國移動、中國電信嗎)
想要做到這一點,就需要供電公司和用戶建立的雙向實時的通信系統(網絡渠道),供電公司可以實時通知用戶其電力消費的成本、實時電價、電網的狀況、計劃停電信息以及其他一些服務的信息等等,實現透明化。與此同時,用戶也可以根據這些信息制定合適的用電方案。我所在的北美,這種用電方案已經逐漸成熟,可以通過選擇適合自己的用電方案,如同訂套餐一樣選擇用電。
二、智能設備,實現物聯網
就像上文提到的,智能家電、智能控制設備等智能終端,將在智能電網中占據很重要的地位。通過在手機上安裝的用電APP,就能遠程遙控電熱水器、空調、冰箱、電熱水壺等電器,可以輕松實現在電價便宜的時候用電。
不妨設想一下好了,當冬天外出,回家之前通過APP提前打開空調,開門就能觸摸溫暖。想在早晨6點之前用半價電燒一壺水,但又不想那么早起床操作,可以借助APP定時功能,確保6點前自動完成燒水……通過APP,還能如同查詢手機流量一樣,隨時了解某個電器設備在某一段時間內的耗電量,使用戶對于自己的用電賬本一目了然。
一幅全景式的智能電網家庭用戶示意圖:
而智能電網中的配變電量采集箱,也不單單只是過去的單向采集功能了,它們會自帶WIFI和網絡功能,將用戶的用電信息、數據收集之后,通過網絡發送到供電公司的數據終端。供電公司將對這些數據進行歸類、對比分析,再根據用戶用電的實際情況,為其量身定制用電方案,并通過手機短信等形式發送告知。
舉個例子,用戶通過查詢高能耗電器的實時使用數據,便可以隨時了解自己家中的哪些電器存在浪費。譬如電視開著卻沒有看,家里沒人卻開著空調等等現象就可以避免。
從電廠到用戶的智能電網全景圖展示。
三、測量升級,大數據時代
上文里提到的老式機械電表,既不精確也容易被盜電。在智能電網時代,它們不僅僅將被數字化電表所取代,而且采集的時間間隔將大幅縮小。譬如目前常見的智能電表可能要15分鐘才采集一次數據,而理想狀態下的智能電網,采集數據的間隔可能短至1秒鐘,甚至更短。
同樣的,在輸電網,采集各種開關信號量、遙測信息(電壓、電流、相位、相角、有功功率、無功功率乃至變壓器油溫等等),也將做到實時更新,刷新的速率也將達到至少每秒一次。這樣精確的數據量,將大大提高電網的可靠性,也可以有效進行故障預判和快速調整。
電力系統的各種響應時間一覽:
而如此一來,所形成數據量也將是極為可觀的,是實實在在的洋量“大數據”。比如智能電表的采集量從15分鐘縮短到1秒,1萬臺智能電表采集的用電信息的數據就會從32.61GB提高到114.6TB。而這數據量對于一個大國高度發達的智能電網來說,只是滄海一粟罷了。
所以現在國內現在新興的電網海量實時數據系統,其核心數據庫大都采用了Hadoop的HDFS系統,通過使用分布式數據存儲和MapReduce運算模型,來實時存儲如此巨大的數據。這和淘寶網的數據庫是相似的。
忘了補充一點,除了Hadoop的No-SQL數據庫,普通的關系數據庫也是必不可少的,起到輔助作用。
北京的電網數據分布系統(局部)。
四、自我預測、自我修復、自我調節
大數據當然自有它的好處。通過大數據平臺搭配云計算技術,技術人員可實時觀察到全網范圍內的電能流動狀態、電能負載熱區、設備故障高發區和客戶集中區等數據,實現更加智能化的電網。具體的新概念和新技術包括以下這些:(這一塊和用戶基本沒什么關聯,是針對電力系統人員的,如果沒有興趣可以跳過)
1. 電網數據可視化
在智能電網中,通過分析包括調度、輸配電、發電和用戶信息等大數據(這些數據大都是實時并且高度信息化集成的),通過軟件實現實時可視化運算分析,可以全面完整地展示電網運行狀態中每一個細節,為管理層提供輔助決策支持和依據。
2. 電網負載趨勢預測
不僅如此,通過大數據分析電網負載的歷史數據和實時數據,展示全網實時負載狀態,可以預測電網負載變化趨勢。并通過綜合性的管理,提高設備的使用率,降低電能損耗,使得電網運行更加經濟和高效。
3. 設備故障趨勢預測
通過大數據分析電網中故障設備的故障類型、歷史狀態和運行參數之間的相關性,預測電網故障發生的規律,評估電網運行風險,可以實現實時預警,讓技術人員提前做好設備維護和檢查工作。
4.電網實現自我修復
在智能電網中,將電網中的故障設備,以最快的速度從電網系統中隔離出來,并且在幾乎自動化的狀態下(很少或不用人為干預)實現系統自我恢復到正常運行狀態,從而做到幾乎不中斷對用戶的供電服務。我們可以類比一下人體的免疫系統,這和智能電網的自我修復很類似。結合上兩條的預測,電網系統可以進行持續自我預測,當發現已經存在或可能出現的故障時,立即采取措施加以控制或糾正。
5. 二次設備獨立通信
在現有的電網系統中,二次設備的通信往往要通過總線和專用通信設備來實現。這種設備用內部的話說叫做”總控單元“(國外一般稱為RTU)。而在智能電網中,監控、保護等二次設備都將配有自適應和自我交互信息的模塊,能夠自適應地相互通信。這種的靈活性和自適應能力,將極大地提高可靠性,就好比讓設備實現”自治“。如此一來,即使部分系統出現了故障,其他設備仍然能夠穩定工作。
責任編輯:電朵云
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