物联网与智能电网的融合与发展

李祥珍:物联网与智能电网的融合与发展(2010/5/611:41)李祥珍：各位领导、各位专家上午好。非常感谢电信研究院给我这个机会来跟大家交流，我的题目是“物联网与智能电网的融合与发展”，是一个初步探讨的东西今天跟大家一块分享。我大概分五个部分，第一部分讲讲我们国家电网公司，我们信息通信网络的现状，第二讲讲我们正在进行的或者说未来若干年内要建设的智能电网的基本框架和它的发展目标。第三部分谈一下智能电网的物联网的需求，到底哪些需求需要物联网的支撑。第四部分谈一下物联网在智能电网的应用和我们国家电网公司正在开展的试点。最后组后跟大家一块分享一下我们物联网智能电网发展的战略和未来得一些基本方向。国家电网信息通信有限公司副总工程师李祥珍国家电网公司是体制改革之后在原国家电网公司基础上成立了两个电网公司之一，它覆盖了除了海南、广东、广西、贵州以外的所有地区，公司资本金2000亿左右，覆盖国土面积88%，供电人口超过10亿人。我们资产总额达到了17000亿的资产情况，去年排名全球500强第15位。国家电网公司应该说经过我们电力系统经过当时6年的发展，基本形成了完善的通信网络，形成了全世界最大的一个行业的专业网络，我们公司的分三级，国网公司总部至各网、省公司和直调厂站为一级，网公司范围为二级，省公司范围为三级，经过多年建设，国网公司通信网络实现传输媒介光纤化，业务承载化。目前，国家电网公司骨干通信网已基本建成覆盖各级电网主网架，满足电网安全稳定运行需要的“三纵四横”通信传输网。这是我们公司未来构造的一个立体网络，从骨干层、核心层和介入层整体的网络架构。谈一下智能电网，刚才很多专家提到了智能电网，大家讲了很多内涵，我们叫三化，信息化、自动化、互动化，我认为几个内容，通过电网的建设，避免出现大量的停电，保证电网的安全。从以前的输煤，现在输电，我们进行远程覆盖来解决我们的能源问题。能源和能源使用地是相悖的，西部地区能源丰富但是没有需求，通过远程输电建立我们的网络来实现能量转换，我们从输煤变成输电。要保证新能源介入，我们特别是大型的风电、太阳能能接入，目前电网的结构和电网技术远远满足不了要求，由于风电、太阳能一个简式的方式，受天气的影响很大，所以接入问题很大问题需要解决。第三要解决老百姓的输电、可靠用电的问题，另外引导我们百姓科技用电，承担节能减排的责任。我们国家电网公司在智能电网由这么几条，坚强智能电网以坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控制手段，包含电力系统的发电、输电、变电、配电用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，覆盖所有电压等级，实现“电力流”信息流、业务六”的高度一体化融合，是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网，它跟常规电网的特点一个是友好互动，第二是坚强可靠的特点。我们智能电网建设的基础，我们信息化、自动化、互动化的特征，咱们下面有一个发展框架，公司在制订到2020年的发展计划，我们到N个重点，四个发展方向，两条主线，一个目标，三个阶段，一个目标是按照安全可靠几个原则，建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的中国特色坚强的智能化电网，技术上实现信息化、自动化、互动化管理上实现集团化、集约化、精益化、标准化。通过这些建设，要达到四个体系，第一个发展基础体系，技术支撑体系智能应用体系，标准规范体系。N个重点实施，通过重点的节能减排来制成智能电网的建设。在2020前公司将投资4万亿用于智能电网的建设。重点开展智能电网的发展给华研究，我们今年叫做规划年，重点开展坚强智能电网发展规划工作，制定技术和管理标准，开展关键技术研发和设备研制，开展各环节的试点工作。2011-2015年我们要全面建设阶段，加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用。2016年到2020年是引领提升阶段，全面建成统一的坚强智能电网，技术和装备全面达到国际先进水平。届时，电网优化配置资源能力大幅提升，清洁能源装机比例达到35%，分布式电源实现“即插即用”，智能电表普及应用，三年时间内将全国1亿户电表实现智能化。我们从技术上来讲有几个技术，技术方面、装备方面实现一些重大的突破，包括监测和传感技术和我们电网的一些柔性以及电能方面的问问题。我们在输电方面要加强输电线路智能化建设，保证电网输电线路能够抵御像08年的南方雪灾的自然灾害的影响。要能够适应大的自然灾害对电网的冲击，同时在现有网络基础上提高传送容量和效率。在配电方面能够实现高可性的目标，在用电方面我们要重点开展智能用户，智能家庭以及智能小区的建设，以及我们智能电表的建设。要实现对我们低压一些高质量电源的提供，特别是对于一些电能要求比较高的区域或者是企业能够提供一些可靠的服务，这是智能电表的一方面。第三部分规划一下智能电网的物联网应用需求，传感器网络作为智能电网末梢信息感知不可或缺的基础环节，在电力系统中具有广阔的应用空间，将在电网建设、电网安全生产管理、运行维护、信息采集、安全监控、计量几应用用户交互等方面发挥巨大作用，可以全方位提高智能电网各个环节的信息感知深度和广度，为实现电力系统的智能化以及信息流、业务量、电力流提供高可用支持。这里列了一个表从发电到输电到变电，配电，用电物联网的几个范围。包括一些监控接入，目前正在开展的一些对风电厂的功率预测的一些应用，基于无线通信的一些应用，这个东西非常重要，对于我们在甘肃大型风电基地建设风力预测以及功率预测非常重要，我们也在推广这项工作。对于我们一些巡检，巡视，故障排查都有重要作用，在配电方面、变电、供电方面都有很大的帮助，由于时间的限制就不多谈了，如果你们需要我可以给你们提供文档。在发电方面在基础建设，分布式电厂监控、厂区监控污染物及气体排放监控、能耗监控、煤料监控、抽水蓄能监控、风电厂监控、功率预测、光伏发电站监控、生物质发电、储能监控，电源接入等。在输电方面以输电与控制、广域量测系统，输电效率提升等。我们在输电方面要输电与控制，广域量测系统、输电效率提升等方面进行。我们也开展一些多网融合和一些信息通信网的建设，从主干网到低压接入网是未来我们五年的工作。我们通信物联网解决的问题，一个是我们现在世博会大家可以看到，很多人在为世博会保电做支撑。我们奥运会通过在保电过程中光北京保电公司满足不了这个工作，我们就利用轮流值班，传统方式是最可靠的但是也造成极大的浪费。部署杆塔和线路一些防护线路的部署来解决线路的一些故障问题。同时我们通过在线路上配置一些传感设备来检测线路的实时情况保证电网的安全。另外我们通过一些设备的使用和部署，来提高我们传感的效率，保证设备的安全和电到位。我们要帮物联网一些相应的设备应用管理，从电缆这方面我们在提供，对于一些我们电力的防盗问题非常严重，每年国家电网公司光被盗的资产就超过100亿非常巨大，间接损失更庞大。我们需要通过一些技术方面的部署来实施一些电网方案的部署。针对智能用电及用电信息采集的传输可靠性不高的问题，实时性不强，以及缺乏互动手段我们要开展相应研究和部署，由于今天对智能电网的要求越来越高，通过技术手段的支撑和部署来满足这些需求。物联网可以看到各方面的支撑，我这里有一个表从各个环节可以看到，红的部分跟物联网相接的，80%的业务跟物联网相关。发电环节的接入到检测，以及到变电的生产管理、安全评估与监督，以及配电的自动化，电力检测等等以及用电的采集，以及营销这方面都要采用物联网。第四部分汇报一下物联网在智能电网中的应用，以前不叫物联网，我们在2001年一个重大专项，叫用在WSN在我们配网的应用，这个应用很早了。目前在类似方面的项目已经很多了，大概有8到10项，在高压电力检测方面也有很多应用，在智能用电，智能小区，智能家居也有很多应用，无线抄表在很多方式也成为应用之一。未来的应用，智能电网的建设必然产生世界上最大，最为智能，信息感知最为全面的物联网，我们感觉这是一个对物联网最为密切的一个行业。无线传感网络的应用和成果已经为我们智能电网的推动进一步进行了充分应用，电网具有良好的自动化基础，我们国家的自动化水平全世界来说也是很高的。从主网的能量管理系统到自动化系统到我们一些装置应该说在全世界已经达到很高的水平。所以，我们前面一个研究成果新的研究将为我们未来智能电网的应用奠定了基础。这个图是物联网在配用电侧，这是一个抄表图，通过表箱通过对商业用户，大型用户进行分析。可能各位专家在各种场合讲的物联网应用讲到一块，这是我们现在实施的重点之一。这是用户服务和增值服务，我们从去年开始在北京和全国各地陆续开展一些试点和推广，在去年的试点基础上我们在全国11个省市进行智能用户的试点，包括智能家居，安防等等，另外也包括我们电表以及相应的增值服务。为了配合智能电网的发展，为了互动电网和用户参与我们电网的互动提供一些通道和支撑，从今天开始我们叫光纤活动的电网试点，我们叫OPLC，刚才也有领导讲过了，从今天开始我们在全国14到18个省进行推广，我们要求各地在新建小区全部实现光纤到户，利用我们的电力手段来实现，我们在全国14个省开展工作，这也是为三网融合提供一些支撑。在我们常规电缆上可增加8%到10%的光纤到户，而且费用还是一样的，整个成本也相对比较低，这是他的一个结构图就不多讲了。除了刚才以外今天国网公司在全国开展大批的试点，这些试点跟物联网相关的，刚才也提到电力用户用电信息采集，我们要求年底以前要建立主干系统完成，全国各省要部署完毕省级的主干系统的用电信息采集，同时各省要完成整个用电采集工作。第二我们在全国也是随着我们电力光纤到户的实施在开展试点也跟用电采集是同时进行的。第三是我们的世博会整了一个地下变电站，整了一个服务试点，是一个完整的智能电网的缩影大家可以看一看。第四我们在天津中新生态城做了一个示范，这里面完全是自动化的，从电网开始设计到未来实施应该是一个完整智能电网的示范正在开始进行，包括信息采集，包括智能家居，包括一些安防，我们一些所谓的光纤到户等等都在这里开展。第五开展一个智能变电站的建设，通过采用数字化的一系列设备，我们光TP、CP等等来实现智能变电站，基于IDC6185的协议来完成对智能电网的应用，这个刚才也谈到光纤到户的试点和电力线宽带通信来尝试利用两种技术来进行三网融合的可能性，以及来分析整个问题，以及他的商业模式。全国各个省开始在年底以前坚决输电线路在线检测和高压设备状态检测及检测中心建设，这个投资也是非常大的。我们今天开始在全国也是在开展电动汽车充电网络及辅助管理系统，我们公司负责基于物联网的电动汽车建设这已经开发完毕了。全国在27个城市要完成72个充电站，要形成一个完整的充电网络建设。从今天开始我们要全国电网公司要开展一些ERP的深化研究和应用，同时要启动一个新5年的信息网络建设，我们要达到一个大容量基于智能电网交互的网络，要形成以光纤为主的通信网，要以光纤通信网补充的网络架构。由于时间有限就不展开讲了，刚才讲那么多因为我们做了很多工作，我们也和三大运营商，中国移动，中国联通，中国电信和咱们电信研究院做了大量工作，我们也成立一个大的研究团队，针对智能电网做了很多工作，我们也针对自己的需求和发展提出我们的一个方向，这是整个几块。但传感器90%是进口，国产化率非常低，下一步我们要在研发上实现从感知到无线通讯，到整个运行要实现原创型的成果，我们现在跟一些合作单位研究，包括我们的通信，包括我们的应用，我们要开展长期项目云计算，利用电力系统私有云运算工作，我们在国家发改委的战略规划和其他方面基础上也制定我们国家电网公司物联网发展的战略目标。我们想通过未来几年通过我们研究，通过我们试点和应用打造一个物联网几个方面，一个叫形成电力物联网的感知基础，以传感为核心的感知基础，包括各种传感器各种采集模块等等。第二电力物联网技术支撑体系，主要以信息体系为核心，来建设新一代无线有线相结合的网络。第三我们要研发面向智能电力应用系统，我们研究15个项目依托我们专项和我们公司专项基础上做大量的研发工作。另外在研究和开发基础上形成一