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面向大数据的数字电网平台架构设计方案探讨
发布日期:
2023-07-31

随着数字电网建设的不断普及,从根本上创新了供电方式,并且转化了电力系统运行模式、供电方式关系。


数字电网具有多项优势,特别体现在电力系统信息数据运行中,发挥电力商品价值以及作用。精细化管理电力市场的交易活动,促进和完善电力市场机制。联合地区特色,提出数字电网平台建设方案,开展平台试点项目。



PART 01电网信息化建设现状与问题


在电网企业执行的统一框架下,建设主站系统、计量自动化、配电自动化、备调自动化,实行电网业务信息化改造。


建设状态监测系统、充电服务平台、辅助决策系统、电能质量监测系统。在管理信息化中,涉及到人力资源、财务、有效与管理应用,同时涉及到信息集成平台、电网地理信息平台、数据资产管理平台,为数据服务提供技术支持。



注重研究和应用新信息技术,利用虚拟化技术搭建存储资源池、计算资源池,灵活调用资源数据。数字电网在电网系统出现突发性故障时,能够满足终端用户的用电需求。在遭受外力破坏影响时,可以确保电网系统运行安全与稳定,保障电力系统安全。

兼容性特点,也属于数字电网技术应用优势,可以连接各类清洁再生能源。利用微电网系统分布式电源互联,满足终端用户互动需求,确保电网运行系统所提供的增值服务,可以全面满足用户需求。

此外,数字电网可以为电力市场经济活动开展提供技术支持,优化配置电网运行资源,降低电网系统运行线路损耗,全面提升电力资源的有效利用率。

电网信息化建设获得成效,然而存在问题较多,具体如下:不同业务领域数据应用效率低;数据标准不统一,可视化水平低;云计算、大数据技术应用不到位,重复建设严重。


PART 02数字电网平台架构设计方案

01总体架构
数字电网框架,基于业务驱动力。在设计期间,综合考虑业务、技术、应用、数据等问题,以此落实驱动策略。

02业务架构
优化设计数字电网平台应用,需要从企业架构和一体化信息系统中,联合业务流程选取。基于企业架构视角,优化设计数字电网平台。

03应用架构
对于数字电网平台,优化应用架构设计,涉及到数字电网应用、基础应用、业务应用等。数字电网应用包含电网全环节、客户全方位、资产全周期、绩效全范围等模块,同时涉及到29个一级功能;基础应用功能涉及到模拟仿真、服务管理、基础工具等,同时涉及到27个一级功能;业务应用功能涉及到配网抢修、配抢移动,同时涉及到4个一级功能。

04数据架构
数字电网平台中,数据架构涉及到数据仓库、海量数据平台、图形数据、数据集市等。数据仓库包含总数据中心明细层、汇总层。通过数据仓库技术建设,汇集和融合结构化数据信息。总部数据中心将汇总层数据传输至平台数据集市层,为平台服务与应用提供访问服务。

05技术架构
数字电网平台技术架构属于数据中台、业务中台融合。基于数据中台分析,合理应用数据中心、数据仓库,做好技术架构处理。基于业务中台分析,微服务架构服务包括数据源、数据采集、存储计算、平台服务、数据管理等。


PART 03数字电网平台架构设计的技术关键点

01智能化设备
智能化设备依赖信息采集、命令执行等方式,高效完成电网监控任务。智能化设备与小型数字化平台的作用接近,多应用于变配电。融合先进传感器技术、通信技术,运用多智能体思想,初步筛选和传递,同时监控设备层智能装置运行。

在电网升级改造中,智能化设备以渐进式方式为主。在初始阶段,智能化设备可以起到控制作用,监控和整理设备数据,同时编码数据信息。数字电网建设中,可以将智能设备作为采集与执行设备,诊断自我状态,同时预警故障问题。

02CIM标准模型
数字电网遵循公共信息标准、通信标准建设,开放性特点显著。数字化电网信息模型涵盖变电站、智能化设备,以标准方式建设。电网信息集成策略,可以通过数字化变电站实现。电网纳入新设备、新软件技术,能够对建设标准予以完善。

03电网信息集成平台
数字电网平台中,高度信息化属于重点特点,数字化电网平台通过信息集成平台共享数据信息,遵循分级调度,落实信息平台管控职责。上下级调度中心通过信息平台可以拼接和拆分模型,处理集成化数据,以此提升全网可观效果。信息平台初步筛选电网信息,为高级应用模块提供数据。

04电网智能调度
数字电网平台具备充足的电网数据。电网智能调度注重挖掘基础电网信息。在电网运行期间,注重决策和判断相关信息,通过人工智能方式,处理调度人员复杂电网、信息膨胀认知障碍。提取人工经验,抽取相关知识,注重组织内传承与信息获取。传统EMS模块可以纳入到结构中,实现全局控制。高度统一信息模型,实现智能化、自动化发展。


PART 04大数据在数字电网环保,生态平台中的应用实践


01整体定位
基于电网环保全过程管理角度分析,注重加强环保监督效果,提升工作效率,联合建设项目特点,应用无人机遥感技术、无线专网、视频快速识别、计算技术等,规划和核查电网线路杆塔、塔基、变电站施工等。

在施工建设期间,做好督查监控、完工复查,联合噪声、水保在线监测装置,关注数据全程在线监测情况,同时利用故障状态的数据分析、神经网络学习,诊断和预警监测数据设备运行状态。


02功能模块
电网环保生态数据平台,要注重生态红线监控管理、环境监测管理、电网环保应用管理、水保空地一体监测等模块设计。

1、业务管理模块
该模块的生态红线监管业务管理,涉及到生态保护红线、电网接线图融合管理,项目动态监测预警管理,利用系统动态化监测,可以为风景预警、应急决策提供支持。生态保护红线、地方接线图融合管理:在地方省地图中,引入生态保护红线图层、电网接线图图层,确保不同图层叠图,确保“一张图”涵盖所有内容。

通过“一张图”,能够实现电网项目、生态红线位置关系,项目变更之后,录入和编辑位置信息,同时做好预警分析,实现数据与加工功能,保证在可研、施工环节中,可以触发生态红线问题,以免对输变电工程开展造成影响。当出现重大变动、违法违规事件时,能够为电网建设项目选址选线、建设施工提供支持。涉及到生态红线的项目动态监测、预警管理。

开展示范性项目,利用施工现场定位、环保措施,录入信息数据。在施工期间,高效管理施工现场环保情况、线路塔基偏移需求。利用电网环保实时监测与预警管理平台,能够实现数据信息查阅、分析与研究,实现动态监测、预警效果。

2、电网环保业务应用管理
该功能模块涉及到环保水保管理、竣工环保管理、技术监督等,统一管理业务。建设供电企业变电站、环境评估、竣工、运行环境因子,建设监测数据库,做好查询与更新工作。采用远程查询数据方式,可以确保环保问题处理效果,涉及到环保供应商评价、职业卫生管理、环保专家管理、环境风险管控等。系统优化完善后,能够建立实时监控预警系统,主要为电网环保业务管理应用模块,统一管理业务。

3、实时监测数据管理
该模块涉及到电网环水保监测、预警管理,即时公布环境数据,能够确保信息透明度,降低环保投诉可能性。在若干个试点工程开展中,实时监测电网环保情况,利用温湿度、工频磁场、电场等传感器,可以感知变电场实时信息,确保数据信息同步效果,实现无缝连接。电网环保水保实时监测预警平台,能够分析校核监测数据,生成报告,管理资源等,实现实时预警、智能化决策应用。

4、噪声在线监测与故障预警
噪声在线监测装置运行中,噪声数据传输到组网设备,组网设备可以建立无线自组网,站内架设噪声在线监测系统,确保运行人员随时查看历史数据。当发生设备异常问题时,系统则会发出预警信号,指导运行人员做好巡查工作。数据传输到电网环保生态数据平台中,连接一体化管控平台。

利用噪声诊断和识别设备故障,已经成为行业发展亮点,能够与人体密切关联,确保运维人员实时掌握与分析,无需直接接触设备,也不会对设备运行安全性造成影响。

设置噪声在线监测装置,同时与生态数据平台连接在一起,能够全程在线管控和分析变电站噪声数据。应用噪声在线监测方式,能够比较、分析设备噪声运行状态、故障状态噪声,预警设备故障问题,丰富电力物联网数据感知需求,确保电网运行安全性与稳定性。

5、建立一体化在线监测
在该模块下,建设水土保持在线监测管控平台,采用遥感技术实现一体化在线监测、水土保持监理。统一管理水保在线数据信息,能够加强水土保持监理效果,同时满足水保监测数据发布需求。

在水土保持中,监控遥感数据、水土保持等,通过信息化技术融合多源、多类型数据信息,可以在线采集监测数据。环保全过程管理:电网环保全过程管理,涉及到环保业务流程、超标治理、环保技术监督、环保纠纷处理等。

03应用架构

针对电网环保全过程的典型事件,比如环保纠纷处理、信息实时录入、噪声超标治理等,可以实现动态化更新与管理,展示出事件历史进程,加强处理效果,为后续事件提供参考依据。

面向大数据的数字电网平台架构设计方案探讨


数字电网平台为电力企业、用户提供多种功能,包括数据查询、仿真服务、数据分析、移动应用功能等,有效衔接PC端到移动端。数字电网平台满足国家发展战略目标,优化项目设计,同时满足市场发展要求,有效支持电网数字化发展,建设智能化电网体系。

 在本文研究中,注重分析数字电网建设现状,掌握电网信息化建设现状与问题,提出科学的数字电网平台架构设计方案,以此维护数字电网平台运行效益。