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中国智能配电与物联网行业发展报告
2021-04-06分类:配电管理 / 配电自动化来源:中国智能配电与物联网创新联盟,副秘书长 韩筛根

智能配电与物联网发展现状

能源革命和数字革命正在深度融合,从技术特征和功能形态上看,作为能源革命中心环节的电网正向能源互联网演进

直接面向电力用户的配电网也将转型升级,将配电网与物联网深度融合,构建配电物联网技术体系,可满足用户多元化用能服务需求,支撑能源互联网快速发展

1. 配电自动化终端方面

截止2019年底,国网公司经营区域内已安装投运站所配电终端 DTU 136866 台 、馈线终端 FTU 249108 台 、 配变终端TTU 409317 台 、 故障指示器 434548 套覆盖中压配网线路 203875 条 、 总长度 310 万千米,覆盖率 78.5 %;配电自动化覆盖区域内终端平均在线率 95.6%,执行遥控操作133021 次,遥控成功率97.5%, 遥信动作正确率97.5%, 馈线自动化成功率 92.4%

2. 通信网络方面

广域通信方式主要采用光纤专网、 无线公网 、 无线专网 、 北斗卫星通信 邻域通信方式主要采用 HPLC 、 窄带载波 、 RS 485 、CAN 、 微功率无线 RF 470 MHz/ 920 MHz 、Zigbee 等 、 HPLC+RF 双模方式等方式

3. 营销采集终端方面

截止2019 年底,国网公司经营区域内共运行采集设备 4383.04 万台 其中 I 型集中器459.61 万台 II 型集中器 615.72 万台 采集器 2828.59 万台 专变终端 479.12 万台 。覆盖专变用户 402.76 万户 覆盖率 99.82%,公变台区 457.79 万个,覆盖率 99.86%;低压用户 4.69 亿户,覆盖率99.82%, 日采集量约 6 TB,采集数据累计达到 1152 TB

4. 业务系统方面

一是配电自动化系统方面,完成了 两系统一平台基本覆盖;二是用电信息采集系统方面,目前国网公司用电信息采集系统已基本完成全覆盖,累计接入电能表 4.7 亿只,采集覆盖率超过99%

“十项”智能配电网典型应用技术

1. 节能型配电变压器技术

技术特点

高效节能有载调容分接开关技术;

永磁真空有载调压分接开关技术;

抗三相不平衡 Z 接调容技术

有载调容调压深度融合配电台区;

有载调容调压单相变压器技术;

有载调容调压干式变压器技术。

应用成果

二十多个省份应用 8 万多台

涵盖电网公司、石油、石化、工况企业、建设兵团各个行业

支撑了“煤改电”、“光伏扶贫”、“低电压治理”重点工程

荣获北京市科技一等奖、中国机械工业科技一等奖、日内瓦国际发明金奖

2. 智能断路器 技术(交流)

技术特点

自动拓扑识别技术,设备位置、用户关系和拓扑分析;

高精度电压 电流 电能 频率 谐波等参数测量;

附件模块化设计,即插即用,满足多场景应用;

分合闸状态、手动 自动模式、用户事件记录状态全面感知;

内置国密算法,保障数据安全传输。

应用成果

2020.7,智能隔离开关在山东挂网运行

2020.8,智能隔离开关在河南挂网运行

2019.12,蓝牙费控断路器重庆运行

2020.8,250A 、 400A 、 630A 智能隔离开关在北京通州运行;

2020.8,天津惠山里台区、开彩怀里运行

3. 智能断路器 技术(直流)

技术特点

首次实现低压塑壳式直流断路器的智能化产品设计;

首创的单断点全电压的分断技术突破;

快速的接通和分断突破;

低压直流断路器的无弧接通与分断技术突破;

适用于电力电子变压器电源特性的系统型控制与保护技术

应用成果

大同市国际能源革命排头兵展览馆直流配电工程;

交直流混合的分布式可再生能源技术国家重点专项;

同里综合能源服务中心配电室;

苏州吴中中低压直流示范工程;

深圳建科院未来大厦;

张北奥运低碳多能互补微电网直流配电;

4. 智能融合终端技术

技术特点

硬件平台化、软件 APP 化;

采用国网芯,自主可控;

满足高性能并发、大容量存储;

支持多协议传输

支持业务快速部署及便捷扩展;

多容器技术。

应用成果

实现低压配网全景监测,有效支撑精益运维;

实现停电事件实时研判,推进配网主动服务;

实现网络拓扑自动识别,提升运维管理水平;

实现电能质量综合分析,供电质量明显提升。

5. 高可靠性取能 技术

技术特点

电容取电电源采用高压电容与变压器一体化结构,输出低压 。

电子元件部分工作电压低,只有二十几伏。

一次侧取电电流小于 2mA ,输出功率三相大于 15 瓦。

电容取电电源的一次与二次完全隔离,不接地,带电安装。

应用成果

电容取电电源广泛应用于柱上开关、故障指示器汇集单元、视频监控、气象、通信、驱鸟器等 。

经多家供电公司运行 1~2 年,运行正常。

电容取电电源通过省电科院专项检测。

6. 配电通信技术

技术特点

电力载波通信 以 电力线为传输信道 ,具有投资小、覆盖面广的特点;

HPLC 载波技术采用 OFDM 调制技术,频谱利用率高;支持分布式组网机制和TDMA+CSMA/CA 信道接入机制,具备 兆级通信速率和网络 自适应能力,支撑双向交互业务需求,并具备高度专网安全性和网络远程管理性能

应用成果

低压配电网的通信技术常用 HPLC 载波技术,微功率无线为辅;

中压配电网通信技术常用光纤通信为主, 10kV 电力线载波通信技术为辅,无线公网补充。

智能配电与物联网展望

配电物联网将全面构建配电台区及低压配电网的能源自治生态体系,可实现台区能源自治与电能质量优化、线损实时分析与区域综合降损、新能源灵活消纳与运行智能控制等,对内提供数据支撑和平台化服务,对外满足用户多元化需求。

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