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2017电网数据采集与智能处理行业的发展现状分析

观产业

中商产业研究院2017-04-10

近年来,随着我国电力系统向高度信息化、自动化方向发展,电力数据的采集运用越来越广泛,对电力设备设施数据、用户数据、规划数据等的管理也提出了较高的要求。

根据数据来源的不同,可以将智能电网数据分为两类:一类是电网内部数据,主要来源于电力信息采集系统、配电管理系统、设备检测和监测系统等;另一类是外部数据,主要来源于地理信息系统、公共服务部门等;另根据数据内容和采集时间节点的不同,也可以将智能电网数据分为两类:一类是基础数据,包括规划设计数据(例如电力设备位置、回路、建设时间、厂家等),电网资源数据(例如电缆地下管网相关信息),上述数据均是在电网建设时产生的历史数据;另一类是状态数据,包括设备运行日志数据、监测数据等。

就目前而言,智能电网中的数据存在以下特点:①数据体量巨大:随着电力企业信息化快速建设和智能电力系统的全面建成,电力数据的增长速度将远远超出电力企业的预期,根据统计,在电力系统各个环节的基础数据和设备状态运行在线监测数据已从TB级别(Terabyte、万亿字节)跃升到PB级别(Petabyte、千万亿字节);②数据类型繁多:电网数据广域分布、种类众多,包括实时数据、历史数据、文本数据、多媒体数据等,各类数据查询与处理的频度和性能要求也不尽相同;③价值密度低:在输变电设备状态检测中往往存在所采集的绝大部分数据都是正常数据,只有极少量的异常数据,而异常数据是状态检修的重要依据;④分析处理速度快:一般对在线状态数据的处理性能要求远高于离线数据要求,需要在极短时间内对大量数据进行比对处理,以支持决策制定。

因此,通过采集的数据构建一体化信息通信系统和适应海量数据的计算分析和决策平台,整合智能电网数据资源,挖掘信息和数据资源价值,已成为全面提升电力系统信息处理和智能决策能力的关键因素。

发电、变电、输电系统均是包含大量信息的复杂系统,而通过数据采集和智能化处理服务可以最大限度地将有关信息集成起来,从而为电力系统决策人员提供一个多元化的决策依据。

2006年4月29日,国家电网公司提出在全系统实施“SG186工程”的规划,要求建成一体化企业级信息集成平台,初步建成数字化电网。随着“SG186工程”建设的不断深入,国家电网公司统一坚强智能电网建设对电网数据采集及应用提出了更高的要求。

①基础数据服务

电网基础数据主要涉及各类电力设备设施的既有信息数据,包括位置信息、相关资产的建设信息等。

以电力电缆基础数据为例,电力电缆由于地域分布、建设历史等原因,非常繁琐,只有对其位置、布局、回路、资产等信息建立档案,形成关联数据库,同时建立运检平台才能实施管理,达到智能电网建设的目标。电力电缆基础信息采集及智能化处理工作早期主要完成资产和位置信息的构建,目前,根据城市综合管网管理规范要求,以及电力运维管理的需要,上述工作在内容、数据规范、接口等方面都实现质的飞跃。

此外,与电力电缆相对的架空输电线路也涉及部分基础数据采集。电力架空输电线主要特点是分布广、电压等级及回路多样化。电力公司早期保有基本塔架的位置信息,但要实现精细化生命周期管理需要对电力架空线和塔架进行基础信息的修补或者重新采集,其内容和技术要求都有所加强。

现阶段,公司开展的基础数据服务主要集中在电力电缆及通道方面,数据内容包括电力电缆的走向、回路,电缆井、管线、电缆拐点的位置等。2014年以来,为满足国家智能电网建设需要,国网江苏省电力公司作为试点单位之一,提出对省内主要区域电力电缆及通道基础数据进行采集,形成数据档案,并录入国网电力生产管理系统(PMS),从而实现对电力电缆的智能化管控。

综上,地下电缆和架空输电线路作为电网的重要组成部分和连接电力供需方的桥梁,其运维管理工作也将直接关系电网的安全、通畅。未来,随着我国电网规模的不断扩大,通过相关数据的采集及智能化处理实现对电力电缆、架空线路的数据采集与运维管理将存在巨大的市场空间。

②状态数据服务

电网状态数据主要指电力设备设施在实际使用过程中形成的运行数据。随着我国智能电网建设的全面推进,电力设备设施状态监测与诊断已逐渐成为重要组成部分,而状态数据的采集及分析整理为电力系统的实时监测、应急处置、综合调度提供必要的数据基础。

现阶段,公司所从事的业务涉及到多种状态数据,包括通过无人机获取架空输电线路、杆塔、线路连接处和附属设施(防鸟装置、各种监测装置)的状态信息,高压电力电缆、开关柜等终端头、中间接头局部放电数据,以及通过智能巡检机器人获取配电站、变电站内仪器仪表的运行、局部放电、致热等相关状态数据。由于该类数据因采集时点、设备运行情况不同而可能形成不同的变化,因此通过获取电力系统实时运行数据,分析比对参数变化,可形成较为合理的诊断评估,实现自动预警功能。

以架空输电线路为例,受架设地形、气候环境、载流能力的影响,电力架空线路导线表层氧化程度和破损程度均会有所不同;随着运行时间的增加,线路故障性缺陷会随机出现,如该类故障以贯穿方式延伸,就会造成线路故障性的停运,因此对其状态运维管理也显得尤为重要。

此外,其他电力设备设施的状态数据采集也是重要组成部分。以电力设备设施局部放电数据为例,电缆开关柜等设备设施由于长时间运行后因绝缘受潮、老化等原因会引发内部局部放电,易导致电缆设备故障。智能巡检机器人和带电检测服务是发现局部放电的有效技术手段,可及时发现电缆设备隐患,避免设备故障发生,是预防设备损坏并保证安全运行的重要措施之一。


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