欒昊 魯剛

智能化運檢是電網運檢未來發展的方向,同時,它也需要積極適應 “互聯網+”智慧能源的發展要求。
運維檢修作為電網企業核心業務單元之一,在保障電網設備安全健康、支撐大電網安全運行等方面發揮了重大作用。近年來隨著電力技術的發展,尤其是特高壓電網帶來的強電氣連接和智能電網帶來的智能化交互,電網結構、運行特性和物理形態都發生了深刻變化,未來電網運檢逐漸呈現智能化發展趨勢。
2016年3月,國家發改委與能源局下發《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》(發改能源[2016]392號)以下簡稱“意見”。《意見》提出的推動能源與信息通信基礎設施深度融合、發展能源大數據服務應用、營造開放共享的能源互聯網生態體系等任務,進一步明確了未來智能化運檢發展方向。
從《意見》提出的發展目標與具體任務來看,未來能源互聯網建設將呈現出層次分明的特點:第一個層面是能源物理網絡等基礎設施的建設與接入;第二個層面是能源和信息的融合,實現信息系統與物理系統的高效集成與智能化調控;第三個層面是搭建應用平臺,推進大數據服務應用,開展信息挖掘與智能預測等業務,創新并完善能源大數據的業務體系;第四個層面則是搭建完備的生態體系,重在鼓勵引導產業鏈上下游利益相關方靈活自主地積極參與,促進能源互聯網下的商業模式創新。支持能源資源、設備與服務的資本化、證券化,為基于“互聯網+”的B2B、B2C等各種形態的商業模式創新、基于能源互聯網基礎設施的金融租賃業務等提供平臺。
著眼于推進全球能源互聯網和運檢專業發展、響應“互聯網+”智慧能源的要求,筆者認為,未來智能化運檢需要積極主動適應“互聯網+”和智能電網發展,深化智能化運檢發展模式,推動現代信息通信技術、新興智能技術與電網企業運維檢修的高度融合,重點推進設備狀態信息實時感知、離散式數據采集與傳輸、海量運維檢修大數據挖掘分析,從而實現對運檢資源的優化配置,并進一步加強上下游供應商與專業檢修商等信息對接,打造相關生態體系。
面臨的形勢與挑戰
“十三五”期間,統籌推進送端電網和受端電網協同發展是電網企業面臨的重點任務。今后幾年,將重點建設東北、西北、西南三送端和“三華”一受端同步電網,全面加強配電網建設,推進各級電網協調發展,加快電網智能化升級。
在特高壓交直流混合大電網建設期,電網運行特性和送受端電網相互影響將會對電網運行帶來顯著威脅。同時,隨著與周邊國家電網互聯互通工程的建設,與傳統電網相比,未來電網運行環境也更加復雜多變,電網運行風險概率明顯增加。
保障大電網的安全穩定運行,對運維檢修提出了更高的要求,下一階段需要借助先進的通信、信息技術和控制技術,構建具有信息化、自動化和互動化特征的運檢新模式,實現電網運行狀態智能監測、故障診斷的智能化目標。
與此同時,新興技術的快速發展為智能運檢創新發展提供了新機遇。一方面,新興技術應用將有利于運檢技術創新加快。云計算、物聯網、大數據和移動平臺等新興技術具備智能、互動等特征,有助于支撐運維檢修與信息的交互,提升設備全過程管控、通道環境管理、運檢智能化和電網運維管控平臺的利用水平。另一方面,新興技術發展將帶來運檢管理模式的改變。例如,基于云計算平臺可實現軟硬件資源及業務應用的集中管理和統一服務。
在這樣的背景下,當前電網企業運檢智能化、信息化水平仍存在進一步提升空間。一些傳統電網設備狀態信息可感知水平不足、部分設備的關鍵狀態信息無法實時獲取;狀態檢測智能化水平有待提升,在線監測系統的數據準確性、穩定性存在不足;此外,運維檢修數據融合、挖掘應用水平存在提升空間,對海量數據的分析應用、挖掘診斷力度仍可加強。
發展目標
從發展目標來看,未來智能化運檢需要適應“互聯網+”智慧能源的發展方向,實現運維檢修的數字化、智能化、生態化。可以從以下方面著手:
(1)推動物聯網、云計算、大數據、智能控制等先進技術與運檢技術嵌入融合,全面建成立體化的智能運檢體系,實現對電網設備的實時感知、在線監測、科學預警、智能診斷。
(2)構建動態交互式的智能化運檢管控決策平臺,實現運檢資源與要素的優化配置與快速響應。
(3)推進電網企業內部設備從源頭至末端全過程數據貫通、安全共享和業務協同,充分利用大數據分析技術,深入挖掘電網設備改造、故障等數據與95598營銷數據、以及物資采購中設備供應商、產品批次等數據信息。
(4)推動形成涵蓋設備供應商、專業檢修商、中間服務商、租賃服務商等主體的生態系統,加快各種形態商業模式創新。
至于發展的重點方向,一是圍繞數據信息源頭接入,要基于物聯網技術實現智能設備信息互聯互通與接入。推進物聯網技術與設備智能化深度融合,為智能化運檢提供設備身份識別與狀態感知,通過電網信息物理融合系統及其關鍵技術研究,最終推進電網設備形成深度融合計算、通信、控制能力的網絡化物理設備系統。要實現基于電子標簽的設備狀態信息管理。利用RFID卡、智能芯片等技術制作電子身份標簽,實現設備與電子標簽一體化、終身化,從而及時、準確、全面獲取設備全壽命周期內的臺賬信息。
二是圍繞數據信息采集,要推進信息系統與物理系統的高效集成,實現設備狀態、通道環境實時感知與在線監測。針對電網設備,實現設備狀態的在線監測與實時感知,推進信息系統與物理系統在量測、計算、控制等多功能環節上的高效集成,實時監測各類主設備的關鍵狀態參量。針對重要輸電通道,著力提升輸電通道環境監測與預警智能化水平。
三是面向數據信息處理與應用,通過大數據挖掘分析,實現智能化的決策調控。綜合利用大數據、云計算等新興技術,實現各類運檢相關系統信息和數據深度融合,構建電網運檢智能化管控系統,推進運檢資源優化配置,實現運檢管理和生產指揮決策智能化。
在深入分析海量視頻、圖像、設備及環境狀態等數據,進行智能化挖掘的基礎上,構建運檢智能化管控系統,最終實現運檢信息狀態分析、監測預警、故障研判、輔助決策、風險管控、資源智能調配、生產指揮等高級應用功能。
四是利用新興技術實現運維工作智能化,提高運維效率。廣泛推廣應用帶電檢測、智能巡檢、智能可穿戴裝備、移動終端等新技術,優化整合運檢資源,實現設備狀態實時診斷、可視化和遠程感知。進一步利用機器人、直升機、無人機推進巡檢技術智能化;開發智能可穿戴裝備,為巡檢人員提供實時后臺數據自動關聯顯示、查詢及大數據服務功能;此外,深入推進運維可視化,加強變電站三維可視化展示,實現變電站全站場景動態可視。
五是圍繞生態系統建設,以運檢為樞紐,構建涵蓋多方主體參與的生態體系,推進商業模式創新。在電網企業內部,實現物資采購、設備運維、客戶服務等各環節數據聯動貫通。例如,結合智能監控、故障診斷、狀態運維,并不斷積累大數據進行機器自主學習,進一步向上溯源,指導前期設備選型,實現從資產的開發到維護和使用等全過程資產管理的閉環。
面向電網企業外部,營造包容、開放的生態系統,推進各種類型商業模式創新。結合輸配電價改革對節約運維成本的要求,盡量選用低維護、免維護的設備,選擇設備質量高的供應商建立長期伙伴關系。
(作者簡介:欒昊,國網能源研究院經濟師;魯剛,國網能源研究院企業管理咨詢研究所副所長、高級工程師)