颜红卫在电脑上点开110千伏金鸡湖变电站无人巡检系统,5分钟后,系统显示界面出现异常,通过调取相应点位摄像机远程操控,发现1号主变散热片下方地面上有些许油渍,便立即将此处列入后期巡检的重点复检比对区域。

颜红卫是苏州供电公司湖西变电运维班班长。日前,第一财经记者见证了他操作的这一幕。目前,该变电站33种变电巡检作业卡、468项巡检内容已全部实现无人作业——这是苏州供电公司在变电站巡检作业领域探索推进泛在电力物联网建设的一次实践。传统变电站巡检将由此向泛在物联、全面感知、无人巡检转变。

如何破解电网规模快速增长与变电运维人员紧缺的矛盾?随着泛在电力物联网建设的纵深推进,类似无人巡检系统的“新一代电力工人”将在越来越多领域涌现,并深刻影响电网的运维管理形态。

多功能人工智能“劳力”

苏州电网是全国规模最大的地市级城市电网,有220千伏变电站102座、110千伏变电站347座、35千伏变电站79座。目前变电站的运维管理,还难以实现状态实时可知可控,人工巡视依然是必要的手段。按照国家电网有限公司定员标准,至少需要843名值班巡检人员。而苏州供电公司仅有值班员415人。

当地变电运维室算了一下,在传统巡检方式下,每座110千伏变电站每周巡检1次,每次派出至少2名工作人员巡视468个点位,耗时约1～2小时,加上路途往返约1.5个小时,占用了大量人力。

无人巡检系统在变电站现场利用各类先进的前端采集设备替代人的感官,用智能分析平台替代人的大脑,以变电站标准作业卡的内容作为智能分析平台判断准则,分析判断设备运行工况。“系统具有全视野、全覆盖、全智能的特点,让人工智能替代人工作业成为可能。”苏州供电公司运检部项目管理人员蒋昊松称。

在颜红卫看来,无人巡检系统的成功上线,不但能以最少的人力成本完成标准化任务,还能额外增加几位能干的“劳力”,大幅提升变电站巡检水平。

该系统对变电站环境状况进行设定,当温湿度、安防、灯光、水位等情况发生显著变化时,会立即生成异常信息并告警,提醒运检人员进行确认和处理。这相当于在变电站安排了一位永远在岗的巡检员。

主变异响是判断变压器故障的重要依据。无人巡检系统对所有异常告警均经过多重算法校验,对历史声音做特征匹配,重复对比多种音源参数,对多种异响做出准确告警。

与此同时,这个系统还是一台实时在线的“预警机”——对异常出现的多维度数据进行统计、清洗和筛选后,开展数据挖掘,根据不同类型设备出现异常的时间区间和概率,给出趋势预警。在故障发生时,系统还能对接调度告警信息,自动对当前设备及关联设备进行状态分析,核实设备状态,为故障、告警处理提供快速辅助决策依据。

“无人巡检系统利用电力物联网手段可实现各类告警信息整合,调度系统跳闸信息联动巡检,大数据分析比对,提高了人力资源效率、生产效率、故障处置效率及巡检质量,解放了大量劳动力。”苏州供电公司运检部主任汤峻称。

有待尖端技术加持

除了无人巡检之外,综合能源管控也是泛在电力物联网落地的体现。

在天津北辰商务中心大楼,7台风机、整齐排列的光伏板,与外部电网、储能设备共同满足大楼的用电需求。3台地源热泵机组不间断地将地热能转换成大楼的冷热供给和生活热水。这种“地源热泵+风光储能”的综合能源服务方式,使可再生能源占这座商务中心能源消费比例的36%以上。

这里的工作人员告诉第一财经记者,应用综合能源管控平台,北辰商务中心大楼的能源应用实现了供能与节能。通过不同的控制策略综合调配能源供给,最大程度降低能耗,实现节能减排。

以园区级综合能源服务为基础,更广阔的市场平台正在形成。国网天津电力为加快泛在电力物联网建设,已经与49个园区签订了绿色能源智慧园区建设合作协议。

泛在电力物联网,即围绕电力系统各环节,充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术,实现电力系统各环节万物互联、人机交互,具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统,包含感知层、网络层、平台层、应用层四层结构。

泛在电力物联网通过与智能电网的融合,将实现电网的数字化、网络化和智能化。通过对能源系统和电力系统的全面感知,用数据驱动和人工智能的方法改变电网传统的运行模式,把电网打造成源网荷储全程在线、设备和装置全程在线、产业与生态全程在线的平等互联的平台。使电网成为能源输送和转换的枢纽,社会经济和民众需求的共享平台。驱动电网从传统的工业系统向平台型转化,支撑供给侧和消费侧的连动,高效连接新能源、各类储能、电动汽车、电能替代、能效互动等元素和服务,开放共享并高效地实现供需匹配。

据第一财经记者了解,自今年3月提出泛在电力物联网后,国家电网开展的重点攻关领域包括芯片、边缘计算、人工智能、数据融合、网络安全、智能终端融合、新一代信息通信、能源转换、能源综合利用与优化、新能源高比例消纳等。同时正在进行互联网运营、新型交易、电网资源运营、数据运营、综合能源服务等模式创新及产业生态在线互联的平台建设。

那么,连接家家户户的电网还是原来那张网吗?泛在电力物联网今后会对老百姓的生活产生什么变化?

国家电网相关负责人对第一财经记者称,泛在电力物联网将电力用户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、供应商及其设备,以及人和物连接起来,产生共享数据,为用户、电网、发电、供应商和政府社会服务;以电网为枢纽,发挥平台和共享作用,为全行业和更多市场主体发展创造更大机遇,提供价值服务。也就是将没有连接的设备、客户连接起来,把没有贯通的业务贯通起来,没有共享的数据即时共享出来,形成跨专业数据共享共用的生态,把过去没有用好的数据价值挖掘出来。

建设泛在电力物联网就是为了实现能源互联网。在新一轮工业革命的背景下,工业互联网建设是我国经济发展战略转型的重要抓手。能源互联网是工业互联网的重要组成,是能源电力体系和互联网体系深度融合而形成的全面感知、全程在线、全要素互联的能源电力新业态。