《南方電網“十四五”電網發展規劃》明確,“十四五”期間,南方電網規劃投資約6700億元,推進數字電網建設和現代化電網進程,推動以新能源為主體的新型電力系統構建。智能配電網建設更是被南網列入“十四五”工作重點,規劃投資達3200億元,幾乎占到了總投資的一半。
“十四五”期間,數字電網建設,無疑是南方電網的核心投資方向。
南方電網在數字電網建設實踐中,發電、輸電、變電、配電、用電等各環節數字化都有哪些實踐案例?
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什么是數字電網?
首先,什么是數字電網?
根據南方電網發布的《數字電網白皮書》的定義:數字電網是以云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能、區塊鏈等新一代數字技術為核心驅動力,以數據為關鍵生產要素,以現代電力能源網絡與新一代信息網絡為基礎,通過數字技術與能源企業業務、管理深度融合,不斷提高數字化、網絡化、智能化水平,而形成的新型能源生態系統,具有靈活性、開放性、交互性、經濟性、共享性等特性,使電網更加智能、安全、可靠、綠色、高效。
簡單而言,數字電網,就是一個數字化、智能化、互聯網化的新型電網。
02
數字電網典型實踐案例
2019年,南方電網全面啟動數字化轉型,連續兩年印發數字化轉型和數字南網建設行動方案,相繼上線南網云、人工智能平臺、全域物聯網平臺等,建成了南網智瞰、南網智搜、互聯網平臺、電網管理平臺等一批重要應用系統,隨后相繼發布《數字電網白皮書》《數字電網推動構建以新能源為主體的新型電力系統白皮書》、《數字電網實踐白皮書》等;2021年12月3日,注冊成立南方電網數字電網集團有限公司。可見,南方電網在數字電網的堅定決心。
“十四五”期間,南網將圍繞支撐綠色低碳的清潔發電、建設安全高效的智能輸電、建設靈活可靠的智能配電、建設開放互動的智能用電、推動多能互補的智慧能源、全面提升電網數字水平。
一起來看看,南方電網在數字電網發電、輸電、變電、配電、用電等方面的落地實踐。
發電
南方電網發電數字化建設的重點是:設備狀態監控平臺建設、電站智能巡視、新型狀態監測裝置應用。
案例:海南文昌燃氣電廠
海南文昌2×460兆瓦級燃氣-蒸汽聯合循環電廠,是南方電網公司首個在海南投產的大型電源項目,工程總投資約24億元,建設2臺460兆瓦級燃氣-蒸汽聯合循環機組,設計年發電量22.76億度。文昌燃氣電廠建成投產后,每年可節約標準煤約49.02萬噸、減排溫室氣體總量約131.86萬噸。
文昌燃氣電廠也是業內應用國產AI技術的數字化電廠,電廠內建設了設備自動巡檢、設備狀態通明感知、環境異常主動預警等機器視覺透明感知系統。
電廠在實際應用過程中,提前預警發現了電站低壓氣機啟動頻繁、球閥開啟時間偏長、機組轉輪回水液壓閥開啟時間變長等設備運行隱患,為生產人員提供有力的技術支持。巡視業務機器替代率90%以上,發現先于人工巡檢發現異常情況9次,識別準確率超92%。
輸電
南方電網在數字輸電建設重點開展:三維數字化通道建設、無人機自助巡檢、智能終端應用。
南網全網配備近8000架無人機、110kV及以上線路機巡覆蓋率95%,全年機巡業務量88.7萬公里;全網500kV及以上線路三維數字化通道,無人機自動巡檢覆蓋率100%;配置2.1萬臺輸電在線監測終端,全網500kV及以上線路外部隱患點智能終端覆蓋率100%。
“十四五”期間,南方電網在智能輸電建設方面,在持續優化主網架的同時,推動與周邊電網互聯互通,深化保底電網(堅強局部電網)建設,持續提升電網防范安全風險能力。加快提升輸電智能化水平,推進輸電線路智能巡視和智能變電站建設。到2025年,35千伏及以上線路實現無人機智能巡檢全覆蓋。
案例:廣東電網
南網統一機巡系統,支撐廣東電網完成輸配電線路傾斜攝影模解算超4300萬張照片,完成輸配電線路航線規劃超16萬公里,支撐無人機自動駕駛作業超15萬公里,完成圖像智能識別350萬張,發現區縣隱患7萬余處。
案例:深圳供電局
深圳供電局在輸配電線路現場安裝在線視頻監測系統2352套,實現輸電線路設備本體和走廊通道全覆蓋。實現通道人工日常巡檢100%機器替代。截至2021年底,拍攝巡檢圖片超1284萬張,告警32.91萬次。無人機自主巡檢較傳統人巡,效率提升2.6倍。
變電
南網數字變電主要通過建立新標準系統,開展新技術研究應用,將業務、設備數字化,實現變電站巡視、操作、安全智能化。
比如,采用紅外攝像機、可見光攝影機、巡檢機器人、無人機4類技術,初步實現無人化巡視,單站最高預置點近1.5萬個——減少人工巡維工時超55%。
融合圖像識別、智能接地樁、電子圍欄、UWB定位系統、WAPI通訊、北斗定位、智能五防及智能聯動等7項新技術,貫穿生產作業全環節,實現風險管控。
案例:廣州供電局
廣州供電局500kV獅洋站通過圖像識別技術判斷數字式和指針式表計,空開分合位等讀數識別,日常巡維工時由38196減小到15278.4,優化率達60%。
配電
截至2021年底,南方電網在全網65個地市局共同開展智能配電房、智能臺區項目18890個,全面開展數字配電示范區建設,先后打造了佛山高明、廣州琶洲、深圳福田、南寧五象、河池東蘭、云南迪慶、貴州烏當、海南博鰲等示范項目。
“十四五”期間,南方電網在智能配電建設方面,將全面推進以故障自愈為方向的配電自動化建設,有效實現配網狀態監測、故障快速定位、故障自動隔離和網絡重構自愈。逐步延伸自動化覆蓋面,推進智能配電站、智能開關站、臺架變智能臺區建設,推進微電網建設,推廣應用智能網關,開展配電網柔性化建設。
案例:佛山高明供電局
佛山高明供電局,基于配電自愈全覆蓋、廣義雙電源全覆蓋,拓展無人機自主巡航全覆蓋、配電網智能化建設,探索可視、可測、可控的智能化配電網,全面數字配電建設,探索基于智能電表的電壓管理、國際對標的供電可靠性管理,打造可復制可推廣的區域性智能配電示范工程。
2021年8月,實現佛山全市4368回10kV公用環網線路自愈全覆蓋。2021年自愈成功90次,自愈用時約1分鐘,減少故障用戶4064戶(占比46.29%),減少停電時間0.14小時。
實現無人機自動駕駛巡檢全覆蓋。無人機232架,規劃航線7719公里,機巡里程21469公里,發現缺陷3288項。
建成385個智能電房(臺架)并接入網公司監控系統,實現設備狀態、運行數據、環境狀況在線監測和主動告警,代替重復性人工巡視,指導靶向檢修開展,年減少3465次現場巡視,節約3465個工時。
用電
在數字用電建設方面,南方電網打造數字化需求側管理平臺,實現數據全采集和傳輸,將數據信息化并進行有機互聯、融合,基于電網數字孿生平臺,建設現代供電服務體系,構建滿足用戶多元需求的用電用能產品體系。
“十四五”期間,南方電網在智能用電方面,加快推動“新電氣化”進程,促進電能占終端能源消費比重和能源利用效率持續提升。積極推進電力需求響應,促進電動汽車充電基礎設施發展及車網互動,推動智能家居與智能小區建設。
案例:深圳前海智慧園區能源項目
深圳前海蛇口自貿區供電公司智慧園區能源項目,利用智慧儲能、有序充電、需求響應技術,預計實現每年發電14萬千瓦時覆蓋園區用電需求,年減排二氧化碳約140噸,實現綠色低碳智慧園區。
園區建設了光儲充一體化系統,建設光伏停車棚、儲能系統、充電樁,并對園區食堂進行氣改電優化能源結構,實現園區用能全部由清潔能源自給自足。
此外,項目裝載智慧能源管理系統,從源、網、荷、儲全面自動感應檢測,實時采集生成氣象、室內濕溫度、清潔能源發電、電網傳輸、儲能充放電、新能源車充電、中央空調等終端用能數據,實現電力供需的合理調配,提升能源利用率。
案例:深圳能源雙碳大數據中心
2021年11月,南方電網深圳供電局建設能源雙碳大數據中心上線運行。
這是匯聚融通深圳電力能源與碳數據的基礎平臺,致力于挖掘電、煤、氣、油等用能數據,實現基于能源大數據的科學分析與決策,服務政府、企業、社會公眾,成為展示深圳能源轉型、雙碳演進成效以及經濟發展態勢與成效的窗口,系統中的“雙碳大腦”可直接計算出“電力間接碳排放量”。能源雙碳大數據中心目前已接入深圳地區10億+用電數據、1000+工業園區數據、480余棟中心區建筑物,采集各類外部公開數據近千萬條。
下一階段,深圳供電局將不斷豐富完善“雙碳大腦”功能,提供相關趨勢預測信息及電力需求側響應管理,依托數字電網,加快構建以新能源為主體的新型電力系統。
南方電網深圳供電局能源雙碳監測分析全景視圖
數字技術的不斷突破,在支撐新型電力系統的建設、“雙碳”目標中發揮關鍵作用;另一方面,數字技術在綜合能源、大規模儲能等領域的應用實踐,也將拓展電動汽車、微電網、虛擬電廠、綜合能源服務等商業模式,延伸電網產業鏈,提升電網發展水平。
數字+綠色,將蔓延各行業,“幻化”盎然生機。