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国家电网加快泛在电力物联网建设 深化同期线损系统应用

2019-09-05

  线损率是电网企业的一项重要技术经济指标,加强线损管理,既能够降本增效、提升精益化管理水平,还能及时排查安全隐患,优化配电网结构,为用户提供更加安全可靠的供电服务。近年来,随着智能电表和自动采集的推广,国家电网有限公司按照电量源头采集、线损自动生成、异常智能监测的思路,攻克数据标准不一、电网拓扑割裂、数据异动失真三大技术难点,建成同期线损管理系统,实现了覆盖全网“厂-站-线-变-户”计量类物联设备的有机、有序互联,有力推动了泛在电力物联网建设。

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  线损大数据关联共享 有力夯实泛在电力物联网建设基础

  新中国成立70年来,我国电力事业发展迅猛,发电容量和规模都已居世界首位。但随着能源清洁低碳转型的深入推进,各种新型用能形式不断涌现,我国传统能源生产和消费模式已不适应国家长期可持续发展的需要。面临复杂的经济形势,国家电网有限公司提出的“三型两网、世界一流”新战略正是推动电网向能源互联网转型升级的关键举措。

  国家电网有限公司董事长、党组书记寇伟在国家电网有限公司年中工作会议上表示:“加快建设‘三型两网’,要以数字技术为传统电网赋能,不断提升电网的感知能力、互动水平、运行效率,实现电网跨越升级,助推能源生产和消费革命。”

  电能从发电厂诞生之后,通过电网走进千家万户。在这个过程中,需要经历输电、变电、配电和用电四个环节,各环节中均会产生电能损耗,简称线损。线损率是在一定时期内电能损耗占供电量的比率,它是电网企业的一项重要技术经济指标。

  线损主要由技术线损与管理线损两部分构成。技术线损是经由输变配售设施所产生的物理损耗,管理线损是由于计量、抄表、窃电及其他管理不善造成的电能损失。数据表明,线损率每降低1个百分点,可为国家电网有限公司节约购电量400多亿千瓦时,可节约购电成本150亿元。如何使用数字技术降低各个环节的线损率,是国家电网一直关注的问题,也是泛在电力物联网建设的重要内容。

  降低线损率并不容易,国家电网有限公司发展策划部相关负责人说:“线损涉及到众多变电站、输电线路、配电线路、配变电压器、智能电能表等,与发展、调度、营销、运检等多个专业部门相关。每个专业部门都有单独的线损管理系统,他们就像平行线一样,互相没有交集。如何将这些数据融会贯通并进行关联分析,挖掘数据的价值,发现隐藏的问题,这是降低线损率的关键,也是推进泛在电力物联网建设的基础。”

  看似一气呵成的“发-输-变-配-用”等环节,以前由于专业分工的不同,产生了数据壁垒。数据错误很难避免,直接影响企业经营效益。

  同期线损系统的诞生正是为了打通专业部门之间的信息壁垒。它实现了跨专业融合、全线上集成、零人工录入、全链条贯通,基于问题导向实现了层层穿透、闭环管控,构建了一套齐抓共管的协同作业模式,推动基层发展、调度、运检、营销、计量等各个专业协同融合与友好互动。

  在进行同期线损系统推广的过程中,完成各个专业部门数据的融会贯通是系统高效运行的基础。国网重庆市电力公司发展策划部相关负责人介绍:“我们用两年的时间完成了各专业部门的数据梳理工作,实现了大数据的关联分析。通过系统,各种问题一目了然,曾经有一次我们在给基层员工培训如何使用系统时,发现了一条线路问题,供电员工立刻前往解决,大幅提升了工作效率。”

  2016年,同期线损系统在国家电网经营区域内全面推广,经过3年建设,系统完成了总部、6个分部、27个省级公司、221个市公司、1686个县公司、2.14万个供电所全覆盖,实现了对国家电网4万座变电站、8.1万条输电线路、27万条配电线路、434万台配变电压器的电量全监控与线损日监测,明晰了全电压等级“站-线-变-箱(表)-户”的拓扑关系图,形成了贯穿“发-输-变-配-用”的全过程电量大数据链条,进一步促进了营配调数据贯通。

  国家电网有限公司发展策划部相关负责人表示,大数据是建设泛在电力物联网的基础,但只有高质量的、可以互相印证真伪的数据才是真正有价值的数据,才能够提升电网的感知能力、互动水平及运行效率。同期线损系统率先在电量管理领域实现了能量流、信息流、业务流的“三流合一”,同期线损率指标可进一步拓展到设备利用率、供电可靠率、电压合格率等其它电网技术经济指标,强化对电网数据的采集、传输、监测管理,深挖数据价值与应用,基于大数据开展线上可视化作业模式,有效推进泛在电力物联网建设。

  精准诊断线损异常点 有效堵塞电量跑冒滴漏

  与以往的线损管理系统相比,同期线损系统在横向上打通了发展、调度、运检、营销等专业壁垒,纵向上实现了分区、分压、分线、分台区“四分”线损在线计算、自动生成、实时监测,可以精准定位高损薄弱环节,及时暴露设备、管理等问题,充分发挥线损率指标的灵敏监测作用。

  2018年2月23日,重庆秀山县供电公司应用同期线损系统开展10千伏线路异常分析,发现涌广线连续多月高损。经过排查,工作人员发现美佳居物业公司计量表计有50余次开盖记录,存在窃电嫌疑。经公安机关立案侦察,发现该用户相关的14块计量表计均加装了窃电装置,造成5条10千伏线路异常高损。经统计,自2015年7月以来,该用户窃电电量440余万千瓦时,少交电费330余万元。窃电用户排除后,同期线损系统中5条10千伏线路线损率均显著下降。

  国网重庆市电力公司相关负责人介绍,有了同期线损系统,电流通过的地方都会留下监测数据,每一项设备操作都会留下痕迹。这些数据都可以共享到系统里,有问题会随时暴露出来,像窃电这样的用户更是无处藏身。也是基于这项技术的显著效果,许多窃电用户心生畏惧,秀山县出现了窃电用户排队补交电费的现象。

  依托各专业融合的海量数据,同期线损系统能够智能化在线计算日、月线损,加强对高损台区的系统数据监测、分析,以系统的分析结果为导向,有针对性地现场排查电量异常用户,有效堵塞电量跑冒滴漏,提升反窃电管理能力,做到精准降损。

  同期线损系统的精准诊断不仅在重庆市得到广泛应用,还在全国多个省份取得显著成效。2月10日,辽宁锦州供电公司员工发现一条高损的10千伏线路,这条线路上有140家企业用户,供电员工通过调取系统中数据进行公式计算,很快便精准定位到窃电企业;依托同期线损系统,6月,福建三明供电公司成为全国首批、福建省首家率先全面消除10千伏线路和台区负损的地市公司。负损的产生即供电量小于购电量,表明供电企业出现了计量不准问题或管理漏洞,而同期线损系统的应用让负损问题得到了有效治理。

  随着同期线损系统的广泛推广,国家电网实现了覆盖全网“厂-站-线-变-户”计量类物联设备的有机、有序互联,实现了各层级、各专业、各环节电量与线损信息的准实时在线监控,攻克了数据标准不一、电网拓扑割裂、数据异动失真三大技术难点,进一步验证了基于融合统一终端支撑多专业应用的可行性,打造了数字能源生态圈,是泛在电力物联网终端建设的重要实践。

  多专业融合参与 为客户提供高效能源服务

  “真没想到,我还没打报修电话,抢修师傅就来了。”7月的一天,家住浙江杭州金基晓庐小区的郭伟享受到了供电员工的主动抢修服务。

  抢修师傅来得快,得益于数据跑得快、跑得准。而精准的数据源于杭州供电公司大力推进同期线损治理,夯实了主动抢修的数据基础。

  这只是同期线损系统服务客户的一个缩影。同期线损系统的应用是国家电网有限公司物联网技术的具体体现,是泛在电力物联网应用的重要实践。中国工程院院士、清华大学教授韩英铎说:“泛在电力物联网不是目的,而是手段,将有效解决中国电力系统发、输、配、用、管、服多方面的重大问题,推动能源革命发展。”

  线损异动客观反映了营配贯通问题,同期线损系统建成了覆盖电网全电压等级、国家电网有限公司管理各层级、生产各专业的企业级可视化大数据应用,基于客观量化数据构建了一套多专业、跨领域的协同作业模式,有效促进了发展、调控、运检、营销等专业协同融合、友好互动、齐抓共管,为满足经济社会发展需求打下了坚实基础。

  专业协同融合已取得了显著效果。国网北京市电力公司发展策划部综合计划处吴红林介绍:“现在国网北京电力6个专业系统423项数据交互共享,每日数据交互量达1600万条。国网北京电力建立了线损率、采集覆盖率、采集成功率、计量装置异动、档案异动、模型配置等线损全业务链条的贯通分析,快速查找解决问题,实现线损合格率逐步提升、综合线损率平稳下降,为客户提供更加安全可靠的供电服务。”

  近年来,防治大气污染颇受关注。“煤改电”以实施难度小、见效快的特点,成为当前防治大气污染重要而有效的措施,得到了政府和社会各界的认可。2003年,北京市启动“煤改电”工程,到2018年年底,北京市平原地区基本实现无煤化,电采暖用户超过120万户,清洁优质能源占比超过96%。如此多的用户需要温暖过冬,这对电网也是一项重大考验。有数据表明,国网北京电力已成为当地第二大供暖企业。为确保电采暖用户的可靠供电,国网北京电力深入开展理论线损、统计线损同期分析,形成日、周、月、年分析机制,结合采暖季“煤改电”台区和线路的负荷特性,研究电网结构、设备运行状态等因素对线损的影响,制定应对策略,实现了采暖用户用电无忧。

  同期线损数据对提升供电服务质量的作用已得到广泛关注。在浙江,国网浙江省电力有限公司深挖同期数据价值,分行业常态化开展同期售电量统计分析,发挥同期线损系统在能源需求预测、国家经济趋势分析、产业结构分析等方面的作用,充分挖掘同期线损系统海量的“发-输-变-配-用”电量数据价值。

  今年,国家电网有限公司确定了“三型两网、世界一流”新战略目标,提出2021年年底建成泛在电力物联网,实现四分同期线损在线监测率100%的目标,同期线损系统将进入应用提升的新阶段。下一步,国家电网将充分利用物联网技术,深度挖掘智能电表数据价值,全面拓展数据应用,深化同期线损系统应用,推进电网高质量发展。