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打造“全面可观、精确可测、高度可控”的蓄能电源,赋能新型电力系统建设

信息来源:南方电网调峰调频发电有限公司  发布时间2021-07-02

  为实现中国提出的碳达峰、碳中和目标,电力系统结构将由原来以稳定的火力发电为主导,转为“风光领跑、多源协调”的新型电力系统,电量平衡概率化、运行方式多样化、系统潮流双向化、系统灵活资源稀缺化将成为新型电力系统运行的主要特征。新型电力系统的调频、调峰压力剧增,系统急需大容量灵活快速的调峰调频手段,因此蓄能和储能成为新型电力系统安全可靠运行不可或缺的核心环节。

  在此背景下,南方电网公司对抽水蓄能和新型储能发展迅速作出战略布局,提出到2030年抽水蓄能装机将达到2800 万千瓦左右,“十四五”和“十五五”期间分别投产2000万千瓦新型储能,为构建以新能源为主体的新型电力系统保驾护航。随着蓄能和储能工程以及新能源电厂的大规模投运,传统的运维方式已不能满足各个站点的运维要求,运维人员缺口将进一步扩大。发电侧实现“全面可观、精确可测、高度可控”,应用智能技术和数字技术实现机器代人,推动“无人值班,少人值守”运维模式向“无人值班,无人值守”升级,已成为发电侧全行业的研究热点。

  1 多维数据驱动的新型电力系统业务流

  发电侧有实现新型电力系统建设所需的全面、准确、透明“五官”感知的天然优势。一座装机容量为1200兆瓦的抽水蓄能电厂生产区域有至少7套设备状态监测系统、200路摄像头、10套噪音监测装置和5套气体在线监测装置。构建新型电力系统需要打破这些监测系统的数据孤岛,运用统一“大脑”对海量时序、视频、音频、气体数据开展大数据分析和挖掘,以及开展智能技术的辅助智能分析和决策等工作。

  今年4月24日,南方电网发布《数字电网推动构建以新能源为主体的新型电力系统白皮书》,明确以云大物移智链等新一代数字技术为核心驱动力,以现代电力能源网络与新一代信息网络为基础,构建具备“数字赋能、柔性开放、绿色高效”显著特征的新型电力系统,使电网更安全、可靠、绿色、高效和智能。挖掘电力能源网络中的数据价值,唱响了数字电网的主旋律,结合蓄能电厂的生产特点和数字化领域的工程积累,将海量多维数据变“废”为宝,意义重大而又紧迫。

  海量多维数据的运用,应面向电力企业生产业务活动,以解决生产实践问题为导向,以智能技术、数字技术在资产全生命、项目全过程等重点场景开展深度数据分析优化,从而实现生产经营管理效率提升与重点业务的价值挖掘。构建设备全面互联和感知能力,优化设备维护周期,预测关键设备故障,并进行远程在线维护,从而提高资产资源的可靠性和资产管理的经济效益。

  2 多维感知在新型电力系统的应用

  多维感知系统建设应采用统一协议、统一模型、统一编码,驱动数据产生、数据采集、数据融合、数据计算、数据共享全过程标准化。应打破集团公司所辖在运电厂各套设备状态监测系统的时序数据“孤岛”,建成集团公司统一的设备状态监测系统数据平台。应充分利用电厂现有工业电视系统、噪音监视系统、气体在线监测系统等系统。对工业电视系统的视频流数据进行分析获得机器视觉,由噪音监视系获得机器听觉,经气体在线监测系统获得机器嗅觉,从设备状态监测系统获得时序数据。在厂站侧应用边缘计算服务器实施海量、异构、多源数据的并发采集、融合存储、高效处理与服务共享。

  多维感知系统统一建设部署好处有两点:一是避免后续相关应用的重复建设,避免各业务单位独立采购或自主研发系统导致的重复购买、资源不能有效利用等问题,控制集团公司建设数字/智能电厂的总体成本。二是提高集团公司范围内的技术共享和重用比例,规避各单位因自建自用智能系统,带来各单位数据、样本、模型等软硬件资源标准差异,以及底层框架不同带来的兼容性问题,为实现各组件集成、融合及模型迁移、适配的共享共用提供基础。

  多维感知的数据经由物联网平台、数据中心实现数据的统一汇聚,并支撑云侧的生产区域多维智能感知系统的应用。形成以“主动安全”理念为导向,以“云大物移”技术为基础,以“人工智能”为工具,以“透明感知”为媒介,云边融合的发电厂具备人工替代能力的多维透明感知系统。这是发电侧实现“全面可观、精确可测、高度可控”的关键技术途径。

  3 结语

  在“双碳”目标的指引下,融合数字技术/智能技术,发电侧实现“全面可观、精确可测、高度可控”的“无人值班,无人值守”的运维模式,将在提高业务质效和管理效能、实现数据驱动业务的管理变革中发挥更积极的作用,也将成为能源领域碳达峰、碳中和以及数字赋能的关键支撑之一。

  南方电网调峰调频发电有限公司 张豪

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