配电物联网加速迈向电力智能世界
孙福友
华为公司副总裁、华为电力数字化军团CEO
各位领导、各位专家,非常高兴能在数字中国物联网分论坛跟大家共同探讨当前的一些热点话题。
从华为电力数字化军团的视角来看,我们看到了新型电力系统的五大体系性的挑战,这五大挑战这也是整个行业所面临的挑战。
一是源侧结构的绿色化,源侧强不确定性弱可控性的风电和光伏的广泛接入。
二是荷侧电极化和互动化,尖峰负荷高带来的精准负控的问题、随机波动大带来的有序用电的问题。
三是电网在源侧以及负荷侧的变化带来的直接是需要调控的柔性化,要支撑电网、配电网和微电网的高效协同。
四是广泛分布在源网荷储的储能体系,针对这块为源网荷储四维互动带来了挑战。
五是要建立有效的市场机制及复杂的电碳交易体系。
我们说新型电力系统的五大核心挑战是整个电力行业共同面临的挑战,解决这些挑战均需要数字技术全面加持。
第一,需要全量要素按需精准安全地连接,就像特高压直流一样,要有打破物理空间的运力。
第二,需要有架构支撑的算力体系,以实现智能计算、实时按需敏捷响应。
第三,特别要强调的是存力,就像储能一样,打破能源的时间界限,沉淀和发掘数据支撑。
电力企业需要全面的数字化转型,让数字技术与场景深度结合,进一步通过生产力来改变生产关系、释放数字生产力。这是从华为的视角来看,一个电力企业要转型的框架,从战略牵引、业务转型、数字能力和保障机制等维度体系性地开展。
下面我就切到今天的主题,以资产数字化中的配网领域为例,来展开我们的配电物联网是如何有效地开展工作的。配电网指的是从输电网或地区发电厂接收电能,通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网,是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿器及一些附属设施等组成的,在电力网中起重要分配电能作用的网络。
大家经常会有一个感受,在我们小区的旁边会有一个一体化的配电房,或者有一个这样的电线杆,上面有一个变压器,大家理解的是这个位置。新型电力系统带来新能源、新负荷、新储能和新模式的四大变化,给配网带来的挑战是巨大的。
过去,在传统的电力我们更多强调的能量流,从发、输、电、配、用是单向的,新型电力系统给配网带来的压力是,大量的光伏是通过配网侧接入。也就是说,我们以前单向的能量流变成了双向的能量流,这是最直接的一个变化。在这种情况下,如何降低我们的故障,提升可靠性,这块面向未来的重点工作一定是在配网。可靠性就是针对电网来说是平均断电时长,大家的感受是我家里有没有停电,我的小区有没有停电?针对这块,业界是有相应指标的。
分布式的新能源与电动车储能等快速发展,让配网从无源走向有源,从单向走向双向带来的挑战。配网有海量的资产管理与线上作业,带来了运营效率有问题。靠过去人力手拉肩扛的方式是难以为继的,配网是资产数字化的关键对象,其设备规模是非常大的。我们认为国内配网的数字化建设需要给予足够的重视。
整个配电网的建设,我们认为配电物联网的建设是解决配网挑战的关键手段,其本身对电力企业来说也是一场数字化转型。我们和国网陕西电力一起共同实施了一个物联网方案。在这个过程中,要围绕数字技术与业务场景的深度结合,随后开展的主要是四方面的工作。
第一在边缘侧,我们的融合终端做了一个算力化的改造。
第二,通过国网建立了整个云平台,云平台上还有三个中台,包括物联平台、数据中台和业务中台。
第三,通过体系性的数字化赋能,让业主能够在云上做云编排、自助式的开发。
第四,在星火架构的整个体系的支持下,前三者之间进行海量的数据协同、应用协同、运维协同和AI协同。
这套系统当前已经接入了10Kv台区6万多套实时在线运行,大家可以理解大概涉及2000人的小区,是有这样一个边缘设备。最左边这个设备在这里运行,我们在陕西把6万多套这样的设备接入到云上,在线运行的,而且我们业主有60多人能够通过云上的编排、通过拖拉拽编程来进行自助式的开发,这是我们整个配电物联网体系当前正在运行的状况。
在这种情况下,我们新能源的群管群控也涉及有序用电、精准负控。很多省,夏天的用电一定是我们的省长、市长们最担心的一件事情,高峰期的电量能不能有保证,这是每年都会发生的,这里涉及一个精准负控,也包括综合能源服务、微网、虚拟电厂等新技术业态,对整个配网侧的透明性、灵活性、现状性提出了更高的要求。
在这里提出一个很复杂的架构叫星火架构,这个参考架构是支撑复杂的业务体系上云及汇聚,支撑业务的集约化、疾控化。这里的集约化和疾控化都有不同的定义,比如说在电网,涉及调度SCADA61850体系,它保证系统的安全可靠性。但是在整个资产管理,是运行在互联网的MQTT体系,它更多强调集约化。在这种情况下,就需要从过去单点数字化,比如说一个配电房、一个变电站的单点数字化走向有架构支撑、开放、可演进、体系性的数字化。但是,海量的厂站未来要走向无人化、少人化。这里特别关注的一点,我们不能把它理解为简单的裁员,而是要围绕着当前面临的战略挑战,通过主动的人力变革以及相应的赋能有规划、成体系地将相关的职员投入新的业务领域。
基于配电物联网整个实践,在陕西电力已经有6万多个边缘台区在成型地运行。围绕着这块儿,我们面向未来它一定是有一个范式革命的概念。如何发挥各之所长,真正地能够把数字化的能力以及包括配电物联网深度应用起来,我们是按照四个一来确定这个模式。
一是打穿应用,让我们的生态和业主能够把它用起来,首先这块一旦有一个创新的合作,我们全力以赴地打穿一个应用,让业主知道怎么来用。
二是开发一套课程,围绕着课程培养一批人才,既包括业主也涉及生态,最终希望孵化一片产品和生态,这样就真正地能够助力数字化的核心能力掌握在业主手中。
我相信数字中国物联网分论坛必将成为业界思想碰撞的平台、凝聚共识的平台,也是会成为先进成果展示的平台。
最后,预祝我们的大会圆满成功,谢谢大家。
(以上内容根据嘉宾发言速记整理)
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