電力企業經營及產品開發的探索

臧延斌

摘 要：目前，電力企業正經歷著深刻的變革，構建電力物聯網已成為電力企業研究的主題和經營方向。把握產品研發的正確方向，基于電力物聯網構建新的多種經營服務，才能保證電力企業的經濟利益，而技術創新則是產品研發的活力與源泉。針對目前電力行業形勢進行研究，分析目前電力市場發展趨勢，對電力企業產品開發的發展方向進行了初步探索。

關鍵詞：電力行業;企業經營;產品開發;技術創新

1 背景及意義

《2020年互聯網專業工作要點》（國家電網互聯[2020]79號）表明，建立泛在電力物聯網，電網采用“大云物移智”等先進技術并與之結合對電網的智能性的提升有較為重要的意義。電力物聯網概念的提出對電網網架、電力設備基礎條件、電網數據采集智能化等均提出更高要求。近年來，清潔能源發電被大力提倡，發電形式多元化，不僅限于傳統能源形勢，發電形式綠色化，國家政策的出臺以及大力倡導，使得能源轉換形勢不斷加快，能源轉型速度全力加速。2013-2018年光伏、風電裝機容量數據如圖1所示。

發電形式多樣化和多元化，對電力系統保持運行穩定性有一定影響，在保持系統電能質量的情況下如何促進清潔能源并網是目前的研究熱點。因此“能源互聯網”的概念被逐漸提出并重視發展。主要內容有以下兩點：①如何將能源主導形式轉移，將傳統能源回歸基本屬性，創造更大的價值;②如何通過改善電網網架結構，提高能源的共享性、能源分配效率和分配的合理性。

2 電力市場需求分析及電力企業經營的探索

電力行業的設備制造正在全方位國產化，以實現我國電力行業的主權。國外設備公司賺取高額服務費，使得我國的電力企業受制約嚴重，為保證電力企業研發的自主性、獨立性與經濟性，國家政策的支持必不可少。由于歷史的原因，我國某些地區火電機組趨于飽和，規模龐大，但電力基礎設施薄弱?，F正對電網基礎建設進行改造升級，如現行的增量配電業務，通過在新的工業園區建立獨立新型電網。農網與城市電網差異大，拓撲結構復雜，正在不斷進行農網改造，優化農村電網結構。

現在的能源建設和發展方式已經由傳統的煤炭石油向清潔、綠色、排放量少的綠色清潔能源轉化。電動汽車充電樁，其保有量可達121.9萬臺，其利用電站發電量的需求也在逐年上升。水電站、太陽能、生物質能、地熱能等能源的開發日程被逐步推進，保證發電量的同時考慮環境成本，降低污染排放量，增強能源利用率與發電形式清潔性也是目前研究的重點。傳統能源帶來的高排量、高污染的現象能得到改善，就要更好的利用清潔能源發電，增強電網清潔能源消納能力。

發展智能電網，提高電網優化配置能力、提升電網基礎設置的智能性、供電質量的安全可靠性就需要電力設備由機械式向智能化轉變。萬物物聯的概念將電網與通信緊密結合，對特高壓的建設智能電網會對設備產生需求，新能源并網技術的應用以及用電終端采集系統的大規模使用，為設備制造廠商帶來商機。建設全面的信息網絡，傳輸數據信號是建設電力物聯網的必要條件。

當今世界科技飛速發展，數字化的經濟對狀態監測、信號傳輸、傳感器的布置與信息傳輸，智能化網絡的實現都要有高度信息和技術的支持。智能電網通過對電氣信息及設備狀態的逐漸掌握，并通過遠程對其工作狀態進行切換，避免異常工作區域擴大，對故障部門進行隔離。特高壓換流站雖造價高，但可減少用電走廊，非同步聯網，不受穩定性限制，電暈干擾小，不受無功影響，無需進行無功補償，但是會產生大量諧波。特高壓工程目前正在逐步建立。如：由于湖北及華中地區長期電力供需矛盾，為了解決這個問題，截止2019年底，國家電網已累計建成“11交11直”特高壓工程。項目累計投資超過4300億元，近期開工的還有陜北到湖北±800千伏特高壓直流工程湖北段計劃2021年完成。

3 基于泛在電力物聯網的電力新產品開發應用探索3.1 加強配網側的設備智能化建設

智能配電的實現方面，主要依靠精確的負荷計算，潮流分布，自動實時遠程抄表以及在線電量檢測。提高電網經濟效益，減少配電損耗，降低配電網成本，提高供電可靠性，是通過智能管理和配電網參數分析。提高配電網的智能性以及電力企業對配電網的信息掌握，靠的是自動控制測量技術。其主要工作電壓是10kV。

自動控制測量技術的工作領域主要是城鄉10kV中壓配電網，通過智能設備管理和配電網參數采集分析，提高配電網的智能性以及電力企業對配電網安全運行狀態的掌控性。自動控制測量技術可以提高電網的經濟效益，減少配電網損耗，降低配電網成本，提高供電可靠性。為實現配電網的智能化，傳統的占地面積大、笨重、能耗大的傳統設備開關已經不能滿足實際生產要求，設備開關有必要進行更新換代，占地面積小、絕緣能力強、無油設備逐漸投入使用。大量的分布式電源、智能家居以及電動汽車等使得配電網的結構拓撲更加復雜，使數據監測、物聯網終端數量復雜程度上升。

在配用電方面，雙方為降本增效、保證互聯共享，電力互聯網的向高度集成化發展是必要的。對于電力相關企業，如何配套精進研發更輕型、小型的配電設備，通過智能化接入電網，形成良性控制機制與控制系統也是未來研究的方向與趨勢。

3.2 加速清潔能源充電樁建設

綠色發展的考慮，減少碳排放，國家積極倡導無污染的新能源汽車。為保證電動汽車的普及，電動汽車充電樁等基礎設施的普及是重要保障。智能充電樁能夠對充電設施進行自動通斷。

充電樁及基本運行要求主要有以下幾個方面：①充電樁的安全運行②充電樁的供電可靠性③供電快速性④充電樁對電池的保護性能，避免電池過度損傷。充電樁主要有兩種充電模式：“快充”即通過電網電能對其進行直接充電;“慢充”則是通過中間環節對蓄電池進行充電。

充電樁結構如圖2所示。充電樁接入電源一般為380V交流電，接觸器與電能表進行連接后接入充電模塊，當充電完全后，接觸器開關觸動，自動斷開電源。計量模塊計算其充電電量與智能模塊相連接后將數據傳輸至控制模塊。不能自動充電時，通過充電控制按鈕驅動模塊強制實現。當有故障或充電危險行為時，故障報警模塊報警預知危險。

充電站進行合理的選址便成政府和城市規劃者面臨的重要問題。從政府規劃的角度分析，建設充電站往往是以最小化總成本為目標來滿足出行者的充電需求。

充電站進行合理的選址便成政府和城市規劃者面臨的重要問題。從政府規劃的角度分析，建設充電站往往是以最小化總成本為目標來滿足出行者的充電需求，總成本主要包括建設成本、土地成本、安全治理成本以及充電樁硬件設備成本等。電動汽車的類型以及用電習慣的不同對于充電樁的選址也有一定影響。充電時間、續航公里數、日耗電量也會對交流充電樁的建設造成不同程度的影響。

3.3 加大智能變電站建設力度

國家電網公司在全國啟動了智能變電站試點工程，智能變電站主要有以下特點：①數據采集智能化②系統結構緊湊化③系統分層分布化④信息應用集成化⑤設備操作智能化⑥信息應用集成化。智能變電站“三層兩網”結構如圖3所示。

站內實時通信是通過通信網絡的可靠性，利用雙環拓撲結構及其性能指標提升來實現的。智能變電站通信模式的改變對提高繼電保護的可靠性有重要作用，雙環拓撲結構實現站內實時通信比以往通信模式?！叭龑觾删W”，網絡層級較多，且使用交換機數量龐大，對設備智能程度要求高，系統拓展性差，而“兩層一網”系統架構與“三層兩網”不同，由間隔層、站控層及站控層網絡構成。就地化保護、保護專網、智能管理單元三個部分構成保護信號分析主體，利用三個模塊進行分析后生成保護信號，利用電纜傳遞信號至一次設備對其進行控制操作。相對于之前的“三層兩網”結構結構更加簡單，橫向減少互聯，減少中間環節，提高了保護裝置的可靠性、速動性。其模塊結構的變化是其保護性能提高的主要原因，分散處理能夠減少故障范圍，減少保護勿動概率。

4 結論

主要論述了目前電力行業智能化發展重點，分析了智能電力物聯網重點發展領域，對電力改革下未來企業經營進行探索;闡述了電力物聯網概念，智能配電裝置、電動汽車充電樁及智能變電站的基本原理，智能設備是智能電力物聯網發展的必要條件。

參考文獻

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