电力新营销基于透明电网的物联场景应用

透明电网与电力物联网的概念具有异曲同工之处,即对电网物理世界的镜像。从字面上看,电力物联网更强调的是物联技术与智能电网的融合,而透明电网则更为形象,强调“透明”的最终效果。因此,我们可以将透明电网的“透明”理念引入电力物联网,丰富电力物联网内涵。

透明电网、电力物联网都是在智能电网多年实践后提出的概念。它们的共同点是,信息系统与物理系统的深度融合,以提升系统的经济性及可靠性。智能电网强调电力和信息的双向流动性。智能电网由工业内网支撑,只接入系统内部终端设备,针对终端客户及外部厂商等生态参与方开放性不足。电力物联网在信息安全基础上向社会提供参与途径。因此,电力物联网开放性要大于智能电网。年国家能源互联网大会上,中国科学院李立浧院士提出,智能电网要向透明电网发展。他山之石,可以攻玉。为落实“能源互联网企业”战略,电网公司正在推进以智慧物联体系为框架的电力物联网建设。“电网设备状态透明、电网运行状态透明、市场及服务信息透明”等透明电网核心理念,值得在电力物联网建设中借鉴。一、透明电网理念

参考李立浧院士的说法,“透明电网”,即把现代信息通信技术与电网相结合,在电网上安装小微智能传感器,让电力系统的各个环节展示出来,包括电源信息透明、网络信息透明、市场信息透明、设备状态透明、运行状态透明、交易状态透明等,最终实现自由数据采集、自由数据存储、自由数据获取、自由智能分析。它可以让社会各方广泛深入参与电力生产、传输、消费等各环节,协同促进能源电力的清洁低碳、安全高效发展。从上述描述中,我们可以看出透明电网的核心理念:透明、无限及自由,实现电网全面可见、可知、可控,可以说,透明电网是智能电网的极致发展。图透明电网核心理念

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透明

透明可以从电网设备状态、运行状态、电网信息等三个方面来理解。电网设备状态透明,能够在线实时感知输电线路、变压器等电网设备健康状态及其所处环境状态等,例如电流、电压、功率等电力状态,压力、温度、湿度、声音等非电力状态的立体数据获取和高效传递,实现电网状态监测、态势感知、智能运维、状态检修广泛在线感知。电网运行状态透明,能够在线实时感知电网传输能力、电能质量、安全性、可靠性等,实现电网运行的在线安全风险评估、优化经济运行、智能决策调度。例如,台区经理能够通过移动终端随时获取变压器的负载情况,为运维及报装服务提供支撑。市场及服务信息透明,市场参与者可以实时了解输变配电价格及各类电力市场服务价格。此外,用电客户还可以及时了解用电服务情况及价格信息。例如,“获得电力”指标相关的电费透明度,即是一种典型的服务价格信息。

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无限

从设备感知、连接、网络及服务来讲,无限可理解为,针对被感知对象,进行广泛的数据采集,可以接入一切可以连接的设备、人、系统和数据,可以融合专网、公网、电力载波等各种网络,提供各种以电为中心的多种服务。从数据角度看,包括无限的数据采集、数据存储、数据获取和数据分析等。从上可以看出,透明电网“无限理念”,与电力物联网的“泛在”理念不谋而合。

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自由

基于充分感知和连接,实现对电网状态、运行等信息全面了解,各方可以掌握各种信息,想知道什么就有什么,想要生成什么就可以生成什么,基于物理电网的高度仿真(数字孪生),可以进行充分模拟及预测,展示成果的形式可以是文字、图表、声音、视频、AR/VR等多种方式。二、融合智慧物联的透明电网框架构建

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透明电网框架

透明电网是物联传感技术、信息技术、数据通信技术、传感器技术等综合运用于电力系统,社会各方能够广泛深入参与电力生产、传输、消费等各个产业链环节,促进能源安全高效发展。为了实现透明电网的“透明”、“无限”、“自由”,构成透明电网的要素,从感知、网络、平台和应用,主要包括智能传感设备、融合网络、物联平台、应用等。图2透明电网框架示意图与电力物联网框架相比,透明电网框架层次上同样遵从物联网技术四层框架,但存在特色内容,可以在电力物联网建设中借鉴提升。在感知层,透明电网强调小微智能传感及设备的智能化和无限感知;在平台层,透明电网强调大数据处理能力;在应用层,依据业务和客户需求,透明电网强调服务按需自由供给。

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基于智慧物联的透明电网框架构建

智慧物联是电力物联网数据采集的来源和实现各类应用的基础,电网公司已初步构建了适应电网转型升级发展的智慧物联体系及应用,电力物联网建设成为新基建重要内容。以智慧物联体系为核心的电力物联网建设是一个持续完善过程。因此,我们融合透明电网“透明”、“无限”、“自由”理念及“智能传感”、“人工智能与大数据处理”、“服务按需自由供给”等特色内容,结合原有智慧物联内容,提出基于智慧物联的透明电网框架,如下图所示。图3基于智慧物联的透明电网框架示意图三、透明电网对电力营销业务的影响分析

透明电网框架属于企业级架构,营销部作为企业核心部门之一,透明电网将为营业业扩、计量采集、电费、客户服务等管理和服务提升带来新思路。在营业业扩方面,结合“透明”理念,基于透明电网的配网信息,辅助生成多样的供电方案,向客户展示,并供客户选择,提高供电方案编制透明度,增强客户选择权。通过地图提供的路径自动规划算法,结合电力管廊、道路以及障碍物信息,自动规划电源点与受电点之间的供电路径,生成概算报价,供客户进行多方案价格比选,让方案制定更透明。在计量采集方面,结合“无限”理念,加强小微智能传感及设备的智能化和无限感知应用,加大采集频度,丰富采集类型,实现实时或准实时电量采集,让客户自由获取实时电量信息。在电费方面,利用透明电网大数据处理能力,在实时电量采集基础上,提高计算能力,实现实时或准实时电费计算,提高公司经营情况分析时效性。在客户服务方面,结合“自由”理念,借鉴服务按需自由供给理念,在全面感知客户的基础上,批量定制个性化服务(例如个性化用电账单、个性化用电建议),基于低压居民、工商业客户等客户特点,按需提供服务。四、透明电网物联场景应用

在上述“基于智慧物联透明电网框架”中,业务应用处于顶层,支撑着电网业务和服务开展,具有重要价值。下面我们说明如何利用框架构建“透明电网物联场景应用”。

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物联场景应用总览

基于发电侧、输变电、配电台区、客户侧新业务等智慧物联建设重点领域,结合透明电网理念和特点,分别构建智慧物联应用场景。针对具体场景,基于业务需求,引入智能传感设备,明确采集感知数据方式、频度、数据流向等,形成跨专业、多场景应用,逐步形成一张透明电网。物联应用场景总览,如下图所示。图4物联场景应用总览图物联业务场景跨越发、输、配、用等多环节,应用十分广泛。本文选取跨专业领域物联场景——“智慧物联保电新模式”,说明基于透明电网的典型物联场景应用。

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场景示例:智慧物联保电新模式

电力保障工作(简称保电)是供电企业针对用电客户在举办重大活动或事项时所提供的专项供电可靠性保障工作。保电工作复杂,一次完整的保电工作涉及供电企业营销、生产、调度等多个业务部,相关业务部分之间需要进行大量的信息交互和工作协调配合。针对当前保电人力投入较多、现场实时掌控能力有待提升、电网与客户互动交流不充分等实际问题,基于保电业务需求分析,构建“智慧、透明”的保电服务平台,将物(电网设备、客户设备等设备感知)、人(保电需求、用电特性、客户行为客户诉求等)信息融合,形成保电系统的数字孪生。如下图所示。图5智慧透明保电服务业务框架图虚拟世界“智慧透明保电服务”数字孪生,高度模拟物理世界的保电系统、保电客户,可以实现保电全景监测、设备故障信息预测、保电方案智能匹配。通过这样的透明软件来实现对物理保电设备的感知和控制,这正是数字孪生应用。为了逐步构建“智慧透明保电服务”数字孪生,我们需要更丰富的采集内容和更高的采集频率、更强大的数据处理和智能分析能力以及更灵活的服务组合。具体如下。在感知层,依据电量、环境等感知内容,配置智能开关、LTU、环境传感器等传感器,引入小微智能传感器,协作采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息,对传感信息进行就地处理、分析和即时决策,实现多源数据快速、安全、高效共享,进一步提高保电应急响应速度。同时,为了采集监测更多的信息,还可以引入“移动智能终端、可穿戴设备(手环、智能眼镜等),融入客户营业厅、APP等服务信息,丰富针对物及人的感知内容,构建信息全面、可视化的透明保电电网。智慧透明保电服务平台,既可为工作人员展示“人员、车辆、队伍、站所、用户、线路”等全景信息,同时可对外开放(可借助网上国网APP),提供保电客户保电服务信息及未来保电服务市场化信息,形成工作人员及客户双向互动、透明的智慧保电网络。在平台层,引入大数据处理能力。例如,可依据运行工况、环境状况、气象信息等,并结合历史台账、基建数据,利用随机森林等算法,构建重要设备故障预测模型,提前研判故障类别、预测故障概率、掌握薄弱环节,辅助指挥人员即时调配资源、及时组织故障处置。平台层强调了大数据技术的应用。在应用层,利用微服务技术,根据保电等级和客户需求,进行灵活组合和优化,实现按需“自由”组装服务。基于保电需求,围绕保电客户及保电范围内的所有设备,基于电网资源及保电资源的数据接入及可视化展现,拓展保电指挥精确控制、远程合作能力,构建全景感知、异常发现、智慧指挥、应急处置的微应用。总之,通过智慧透明保电服务平台,与传统保电服务相比,通过对物理世界的虚拟,可以更实时掌握电力设备健康状况及客户诉求信息,贯通业务系统间的业务信息,强化了对现场的实时掌控能力及互动化管理水平,自动生成匹配客户需求的最优保电方案,精准开展设备特巡和用户侧精准保电,实现重要客户保供电服务,创新了保电工作新模式。

随着技术发展和市场环境变化,电网正由信息化、自动化向数字化、智能化、透明化演进。透明电网可以提升电力系统的稳定性,提高电力系统的运行效率,同时增加信息互动和透明度。因此,面对全场景物联感知接入和企业数字化转型的机遇,以智慧物联体系为框架的电力物联网建设中,我们可以融合透明电网理念和建设经验,开展越来越丰富的物联场景应用,逐步构建形成“状态全面感知、信息深度透明、运行高度智能”的能源互联网。、李立浧《透明电网的理论和现实》,国家能源互联网大会,.文

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