構(gòu)建先進(jìn)計(jì)量體系 推動(dòng)電網(wǎng)智能化
中國國家電網(wǎng)公司提出,構(gòu)建以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。很顯然,建設(shè)智能電網(wǎng),離不開對(duì)終端用戶的信息采集及應(yīng)用,也就是通常所說的“先進(jìn)計(jì)量體系”(Advanced Metering Infrastructure )。
先進(jìn)計(jì)量體系是指能夠按需求自動(dòng)、雙向地獲取并控制用電的計(jì)量系統(tǒng),由包括智能電表在內(nèi)的硬件設(shè)施、通信系統(tǒng)以及信息采集與分析決策的軟件系統(tǒng)組成。
先進(jìn)計(jì)量體系究竟有多重要?筆者認(rèn)為,它的重要性體現(xiàn)在以下方面:
它是智能用電的基礎(chǔ)。電力企業(yè)要通過削峰填谷來減少投資,提高運(yùn)營效率;用戶希望節(jié)省開支,合理用電。而這僅靠電費(fèi)賬單是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。雙方都需要了解在什么時(shí)間段用了多少電,并在必要的時(shí)刻適當(dāng)控制及分配用電。
它將有效提升分布式能源的利用率。利用儲(chǔ)能技術(shù)以及對(duì)用電負(fù)荷的有效預(yù)測(cè)及調(diào)控,就可提高分布式太陽能、風(fēng)能等的滲透率,使其接入電網(wǎng)后更加“友好”。
一方面,智能電表的雙通道、雙向計(jì)量功能可以精確記錄“受電”與“售電”的時(shí)段、電量及對(duì)電網(wǎng)的影響,并通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)的深入分析,提高負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性;另一方面,智能電表所提供的實(shí)時(shí)電氣參數(shù),可作為調(diào)節(jié)逆變裝置及儲(chǔ)能系統(tǒng)的依據(jù),使風(fēng)能、太陽能等間歇性能源變得可調(diào)、可用。此外,先進(jìn)計(jì)量體系的高速通信網(wǎng)絡(luò),也是整個(gè)微電網(wǎng)的通信基礎(chǔ)。
它催生了新產(chǎn)品、新技術(shù)和新業(yè)務(wù)模式。比如,幾輛插入式混合動(dòng)力汽車充電時(shí),對(duì)電網(wǎng)的影響微不足道;但若有成百上千輛同時(shí)充電,它有何影響、是否控制等問題就變得很重要。而先進(jìn)計(jì)量體系可以解決這些問題。
它可提升供電質(zhì)量,提高運(yùn)營效率,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自愈。通過先進(jìn)計(jì)量體系與其他軟件平臺(tái)的集成,可以實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的許多高級(jí)應(yīng)用。例如,將先進(jìn)計(jì)量體系與停電管理系統(tǒng)進(jìn)行集成,就可通過智能電表傳輸?shù)男畔⒆詣?dòng)判斷故障位置、類型及停電范圍,并生成檢修及恢復(fù)供電計(jì)劃。這將大大提升現(xiàn)有故障報(bào)修語音系統(tǒng)的效率,縮短停電時(shí)間。
先進(jìn)配電網(wǎng)管理的許多高級(jí)應(yīng)用,也都需要利用先進(jìn)計(jì)量體系的信息平臺(tái),如網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化(通過電氣操作平衡負(fù)荷,降低損耗)、安全校核(分析每一步電氣操作對(duì)電網(wǎng)安全性的潛在影響,并提示預(yù)警方案)等。
既然先進(jìn)計(jì)量體系是智能電網(wǎng)的重要組成部分,那么構(gòu)建先進(jìn)計(jì)量體系的關(guān)鍵是什么,如何體現(xiàn)其先進(jìn)性?
第一,要有高速的通信網(wǎng)絡(luò)??梢砸虻刂埔丝紤]多種組網(wǎng)方式,但足夠的帶寬及傳輸速率,是構(gòu)建先進(jìn)計(jì)量體系的必要條件。
Wimax是一種高速無線寬帶傳輸技術(shù),它采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信方式,在3.5兆的帶寬中,平均速率約為每秒18兆比特。一個(gè)建在高層建筑上的Wimax基站,覆蓋半徑可達(dá)3千米左右?,F(xiàn)在很多城市的供電半徑還不到3千米,利用一個(gè)有光纖敷設(shè)的變電站作為一個(gè)接入點(diǎn),一端是Wimax無線寬帶到戶,一端是接入光纖主干網(wǎng),將是很理想的組網(wǎng)方式。這種方式是低成本的寬帶接入方式,尤其適用于企業(yè)專網(wǎng)的建設(shè)。
第二,要有智能電表。作為連接電網(wǎng)與用戶的重要節(jié)點(diǎn),智能電表的作用舉足輕重。125年前,GE從愛迪生手中接過了電表業(yè)務(wù),成為世界上第一個(gè)規(guī)模生產(chǎn)電表企業(yè)。當(dāng)時(shí)的電表計(jì)費(fèi)是靠“稱重量”——在電表里面有一些化學(xué)物質(zhì),通電后重量會(huì)發(fā)生改變??萍硷w速進(jìn)步,今天的智能電表已從單純的計(jì)費(fèi)工具,發(fā)展成為提升整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)營水平的智能元件,是將信息轉(zhuǎn)化成決策的知識(shí)源泉。
與普通多功能電子電表相比,智能電表增加了兩大顯著特點(diǎn):
一是雙向通信功能,即電網(wǎng)不僅能從電表收集用電信息,更能將電網(wǎng)信息(如實(shí)時(shí)電價(jià)等)及控制命令下達(dá)給電表,電表接收并作出“智能”響應(yīng)。雙向通信還包括與智能家電、其他表計(jì)的信息傳遞與控制命令。
二是擁有基于標(biāo)準(zhǔn)的、開放接口的內(nèi)置智能程序。現(xiàn)在很多智能電表都從多功能電子電表改進(jìn)而來,即使增加了雙向通信,也都使用“問答”方式從主站被動(dòng)接收指令,這種模式不適合實(shí)時(shí)性強(qiáng)、信息量大的智能電網(wǎng)要求,容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失、信息錯(cuò)誤、通信堵塞等問題。
GE智能電表內(nèi)置的PolicyNetTM,是基于“政策”的高級(jí)應(yīng)用程序,只要接收到的信息符合預(yù)先設(shè)定的邏輯,就能自主作出判斷和響應(yīng),無需等待主站再次發(fā)出指令。該程序可以實(shí)行遠(yuǎn)程修改“政策”,進(jìn)行軟件升級(jí),維護(hù)。GE PolicyNetTM采用基于標(biāo)準(zhǔn)的開放式軟件構(gòu)架,提供IP、SOAP等多種格式的交換數(shù)據(jù)信息,方便與上級(jí)軟件平臺(tái)集成,擁有更多智能功能。
今年10月,位于澳大利亞維多利亞省的Ausnet電力公司開始大規(guī)模部署先進(jìn)計(jì)量體系,GE將為其提供近70萬只基于Wimax通信的智能電表。這一體系建成后,Ausnet的電力用戶,不再是先消費(fèi)、后埋單的普通用戶,而是事先預(yù)知、提前介入、決策消費(fèi)的超級(jí)用戶;Ausnet電力公司也不僅僅為用戶提供用電服務(wù),而是通過制訂“政策”引導(dǎo)客戶用電,并借助其消費(fèi)行為改善電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量,提高電網(wǎng)運(yùn)營效率。
隨著全球各地越來越多地應(yīng)用先進(jìn)計(jì)量體系,智能電網(wǎng)正在走向大眾,并終將改善人們的生活。
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