张劲松:电力物联网研究及应用


2016-05-26 17:45:21   出处:   作者:   评论:0 点击:
2016年5月26日,以“促进两化深度融合 服务制造强国建设”为主题的“2016中国软件和信息技术服务业发展高峰论坛”在京召开。
  2016年5月26日,以“促进两化深度融合 服务制造强国建设”为主题的“2016中国软件和信息技术服务业发展高峰论坛”在京召开。以下内容是云南云电同方科技有限公司副总经理张劲松以《电力物联网研究及应用》为主题的演讲。以下为演讲实录,或存纰漏。

  张劲松:尊敬的各位领导、各位来宾我是来自云南云电同方科技有限公司的张劲松,今天非常高兴在这里和大家交流。刚才崔总的演讲也给我带来非常大的感染,我相信在座各位也受到崔总的感染,特别是年轻的朋友和同事,我们云电同方其实从成长历程和人文结构来说还是非常年轻的公司,我们现在平均年龄大概在30左右。废话不多说,我今天给大家带来的演讲主题是关于电力物联网的研究和应用。

  我的汇报主要分为四部分,首先是电力物联网简介和电力物联网发展情况,然后结合我们公司的实际情况对我们在电网中应用案例的介绍,最后是在电力物联网研究过程中对一些问题的思考。

  物联网简单的来说就是把我们所有的物品和设备通过互联网进行连接起来,进行一个信息的交换,实现设备的智能化识别和管理。可能会产生一个误解,觉得物联网和互联网差别不大,在后面我也会详细讲到,物联网在进行设备联通之后其实更多强调的是对于这些信息如何进行自动提取。目前对于物联网来说大家比较公认的架构主要是分为三种架构,感知层、网络层和应用层,感知层顾名思义通过检测装置对数据进行采集,网络层是保证数据传输的可靠性,应用层就刚才提到的数据进行高级分析,应用到各行各业中,比如说绿色农业,工业监控包括我下面讲到的电力物联网的相关东西。

  物联网有四个非常重要的应用环节,除刚刚讲到的感知层、传输层和应用层还有非常重要的环节,是建立感知的前提,就是建立物联网唯一标识体系,物联网唯一标识体系和大家说一个非常简单的概念,就像大家的身份证号码,通过现在技术手段技术连接。有一些误区,比如说把物联网与互联网进行混淆。大家可能会觉得这个概念非常虚拟,觉得空中楼阁,现在的技术很难实现,其实对于物联网来说,这个概念提出来以前已经有很多初级或者是高级的技术在为物联网进行服务,我也会进行一些介绍。

  这个是引用我们国家物联网研究发展中心的统计的预测数据,大家可以看到从2014年到2020年,我们国家物联网市场规模从6200亿预计到2020年会突破两万亿,这是非常庞大的数字,也是吸引众多企业在行业里面进行探索的动力。物联网的市场规模非常巨大,相应的我们现在国家也对这些行业非常重视,大家可以看到针对电力物联网目前国家标委会开展总共83项标准编制工作,标准编制实施之后将会对物联网也不仅仅是局限于电力物联网,整个行业都会有一个非常大的推动作用。

  刚刚已经提到在我们生活当中已经是存在很多物联网相关的技术,在我们的电力行业当中更是如此,提到电力物联网首先肯定不能和智能电网的概念分开,电力物联网是服务于智能电网,通过电力物联网让电网运行更加智能化,无论从数据的采集方面或者传输的可靠性还有后期的高级应用处理方面,物联网都在发挥着很大的作用。刚刚提到在我们电力行业当中有很多技术应用在电力行业各个环节,从发电、输电等等环节都已经有很多电力物联网的技术在进行应用。在我们的发电环节,通过在发电厂装的很多传感器以及监测装置,能对电场进行全程的有效监控,监控是和电网调度进行关联,大家知道我们国家实行厂网分离之后,电场和电网是分开的,但是数据之间是有非常紧密的联系。输电环节早已经有很多监测的传感器,包括2008年我们在输电线路上大量安装一些浮冰传感器,为输电线路保驾护航。在变电设备运维更便捷,提高工作效率。在配网环节,配网大家经常看到在城市或者农村经常看到一些低压输电线路,这些设备周围安装很多监测的装置,实现配电网远程提供电还有故障的快速定位,从而实现配电的可靠性。

  最后一个方面,可以对用户用电信息采集方式更加灵活,更加全面,数据光电企业可以对用户用电行为进行更有效的分析,可以提高供电企业的服务质量。下面是结合我们公司在电力物联网中的实际应用案例和大家进行分享,大家都知道电网企业当中比较严肃的问题就是人员安全的问题,电网企业是非常注重职工的人身安全,当我们听到很多安全事故发生很大一部分是由于我们的工作人员不接触带电设备引起的人身事故。案例就是通过可穿戴的设备和目前的高精度定位技术结合,对变电站内人员的位置进行实时的精确的定位。发现工作人员去电设备靠近的时候能给出一些预警,防止安全事故的发生。

  这个是我们在发生机组检测的应用,通过对发电机组的检测应用,并且电网的调度数据中心的数据进行关联,实现发电厂和发电之间有效的流动协调。大家知道,我们在很多范围内网络的情况是非常糟糕的,特别在我们有些山区是属于什么网络都没有,连手机到里面也是没有信号的,因此我们也对一些通讯技术进行研究。这个就是我们在配网故障检测方面的应用,通过周围的传感器,当发生故障的时候能够非常快速定位是哪一级线路具体的和地理地势结合,光电企业可以通过这套系统快速定位到位置,节约他们的故障检修的时间,从而也减少用户的停电时间。

  大家都知道之前有一个争议,对于目前一些新的智能电表老百姓对于智能电表的计量精度还是保持怀疑的态度,智能电表生产过程中,制造商首先进行出厂检测,安装之前也要进行检测。在用户用电方面,我们也进行过一些研究,区别于传统的符合预测,比如说行业用电量,我们通过智能家具的数据,从微观的层面对单个用户用电量进行预测分析,从而形成一个微观的用电符合分布图,使供电企业更直观了解负荷分布情况,从而更灵活进行供电的调度。

  刚刚提到的都是一些电力物联网中比较零散的应用,在2012年到2015年,我们云南电网公司也承担了一项关于电力物联网国家863课题,这套系统为我们的输电设备提供全生命周期的管理,比如说在采购环节,我们的电压器选用ABB的电压器还是国内受压相对低一些的电压器,退役的时间是怎样决策,是按照时间要求还是对设备根据有效的评估,评估剩余的安全使用寿命,然后来避免一些投资上的浪费,这些都是课题的研究内容。时间关系,我也不进行详细的讲解。

  下面是我们在实践过程中关于电力物联网遇到问题的思考,首先第一个问题是关于电力物联网中大家提到的传感网如何建设的问题,随着智能电网的发展和各种各样的传感器还有检测装置数量的规模越来越大,如何建立这些装置之间的有效连接实现刚才我们所提到的物联网中信息有效自动提取,这是非常重要的课题。在我们物联网传感网中必须具备管理终端,我们姑且称为它为管理终端吧,能够管理物联网接入的所有的传感器,当我们的传感器接入到网络当中,首先要向管理终端进行报道,就像人与人之间交流的时候进行名片交换,告诉你我能提供什么数据,我的产量周期,频率是多少,确认这些信息之后,我们的传感器可以把数据上送到管理终端,管理终端数据收集之后上报到上层管理应用。这是机器与机器对话的研究课题,目前国家标委会进行非常重要的工作,就是关于电力物联网数据传输标准治理的工作,编制完成实施之后将会对传感网的建设产生非常大的推动作用,就刚刚提到的863课题,其实我们也花了大量的精力在对不同类型、不同厂家的设备进行数据整合的时候,花了大量精力进行格式的统一。我们所提的传感网建设之后,一切实现信息的自动提取,我们不需要花那么多精力干这个事情。

  第二个问题是现在面临的问题,如何对海量的电力数据进行处理和应用,这也是今天好多提到的大数据和云计算的处理的方向,在我们电网运行的过程当中,积累了非常多的数据,包括运行监测数据和生产管理数据,我们的实时数据,非实时数据,还有结构化和非结构化数据,如何对数据进行有效的关联,关联之后又如何进行一些更高级的分析,这些都我们需要去研究的一个课题。然后第三个问题是前沿技术如何融合如何支撑电力物联网建设,这个问题提的有点大,也是我们在工作过程中遇到的一些情况。

  目前技术的发展是非常快的,各种专业的技术越来越多,这种技术不应该是孤立的,物联网概念提出以后汇集很多先进的技术,比如可穿戴技术实现了人员步入带电区域的问题,越来越多的前沿的技术进行整合之后,一定会产生更多的创新应用,这些创新应用怎样对我们的电网进行支撑建设,这个不一个企业或几个企业能解决问题,需要众多优秀企业一起推动这个事情的发展。

  最后一个问题也就是现在也提的比较火热的一个问题,机器智能行为,关于机器智能行为如何辅助电网的运行维护。我们曾经做过一个课题,联合高校,这个课题主要就是将以往发生过故障的设备的数据收集起来,包括发生故障前这些数据的变化的情况,或者是一些看似无关的数据,比如空气的湿度,大气压或者设备检修次数等等,只要是能搜集到的数据我们都进行关联通过特定的方法,找到设备发生故障前一段时间内这些数据的变化规律,通过变化规律去反推目前正常设备的运行情况,看看能否找到一些设备在未来一段时间可能要发生故障。

  课题也有一些成果,但是离刚刚提到的机器智能行为还有非常大的距离,主要的问题就是我们所制定的策略和方法,必须由人工再去不断修正进行维护,在我们的理想状态下,我们仅仅制定初级的策略,就像最近比较火的AlphaGo一样,能够不断进行自我调整,根据新增的设备的故障案例,和新增的管理数据,不断对我们的测定方法进行升级。最后能够更准确找出一些数据的变化的规律。我相信在后面也通过企业的努力,不仅仅对机器人能够下围棋,一段时间后机器人在其他行业也能帮我们解决更多的问题。

  以上就是我今天汇报的内容,也是我们对于电力物联网的理解,不对的地方请各位批评指正。谢谢大家。

责任编辑:Q_Chen

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