态势感知

南方电网公司积极落实国家数字化发展战略要求，提出了数字化转型和数字南网建设行动方案，全面部署将先进数字技术与业务深度融合，推动“三商”转型。配电网做为电力体制改革的前沿阵地及服务客户的桥头堡，进行数字化转型、加快智能配电网建设意义重大。本文提出以透明、可控、自愈的智能配电网为建设目标，以简单、实用、可靠为建设原则，通过信息化、自动化以及目前“云大物移智”等智能技术应用，全面提升设备状态管控力和运维管理穿透力。通过智能装备、现场作业、状态监测、态势感知、智慧运行等领域的智能技术应用建设，实现配电网的可观、可测、可控，建设集监测、预警、分析、决策、指挥于一体的智能配网运行管理体系，提升配网业务的全面监测、预警指挥能力。结合公司的实际，对相关的应用场景进行了建设应用，开展了智能配电网建设的探索与实践。

配电物联网是配电自动化系统的扩展、升级与提高，支撑配电网更好的完成能源生产与消费、实现能源流与信息流的双向互动。在配电物联网“云、管、边、端”架构下，各环节的功能定位、部署模式及工作方式与传统配电监控系统“主站-通信网-终端”架构相比发生巨大变化。通过深入研究“云、管、边、端”等层面的安全监测技术，构建统一安全监测平台，强化安全集中监测、事件持续分析，深化网络安全监测预警技术应用，完善全面、立体、智能的配电物联网全景安全监测体系，提升配电物联网网络安全态势感知能力。

泛在电力物联网终端智能防护与可信互联安全方案采用“云+端”的联动式防护架构，主要依托内核级进程文件防护技术、大数据安全分析技术、自适应安全防护技术和区域安全态势分析技术等多项关键技术，对海量物联网终端进行安全监控、传输加密和接入管控，建立物联网终端的区域安全态势分析和威胁感知评估方法，及时对物联网终端进行安全防护、数据加密、异常分析和态势感知。

10月18日，辽宁电力科学研究院在辽宁省碳结构监测平台上完成中德（沈阳）高端装备制造产业园以及供暖行业、“电碳一张图”等典型应用场景设置，并形成电、水、气、煤等数据驱动的企业碳画像三色图，从而实现对这些行业企业的碳排放监测分析和态势感知。

随着电动汽车使用量增加，区域配电网在高渗透率电动汽车接入配电网后会出现节点电压越限问题。基于态势感知技术，提出区域配电网内无功补偿设备以及电动汽车充电站联合参与的电压调整策略，通过构建二级调压模式确保配电网的电压状态。首先，在态势觉察阶段收集电动汽车状态、电网运行状态以及电动汽车充电站状态等信息；其次在态势理解阶段利用态势觉察阶段收集到的信息进行高渗透率电动汽车接入电网后模拟构建综合成本最小目标函数；然后在态势预测阶段根据电动汽车充电需求、电动汽车充电站信息预测高渗透率电动汽车接入电网后配电网电压偏差，基于潮流断面建立全局电气距离矩阵对预测电压修正，确认电网预测电压偏差；最后在利导阶段引入配电网电压偏差指标确定配电网电压偏离程度同时考虑配电网调压方式，对于不同程度的电压偏差确定配电网二级调压控制策略。通过IEEE 30节点系统进行仿真分析，验证了所提方法能够有效解决高渗透率电动汽车接入电网后电网电压越限问题。

为了提升变电设备运维管理的智能化水平，及时发现并预防因设备过热导致的故障风险，保障电网安全稳定运行，提出了变电设备温度态势感知及辅助决策方案。 方法 从感知层、理解层、预测层和辅助决策层4个方面展开研究。在感知层，利用K近邻(K-nearest neighbor，KNN)分类算法分析多类温度数据的关联性。在理解层，通过BP神经网络构建历史数据传递模型，以处理历史数据缺失问题。在预测层，为应对非线性数据和噪声，设计了自回归积分滑动平均(autoregressive integrated moving average，ARIMA)模型与支持向量机(support vector machine，SVM)组合的温度预测模型。在辅助决策层，应用灰色关联度分析设备温度变化与故障风险之间的关系。 结果 基于所提方案的算例验证结果表明，该方案实现了对设备未来温度变化趋势的有效感知，并为设备缺陷判断提供了依据。 结论 所提方案通过多维度、深层次的温度数据分析，揭示了设备温度与故障风险之间潜在的关联关系，实现了对变电设备运行趋势的预判，为变电设备运行方式优化以及制定设备检修计划提供参考。

变电站是电能汇集和分配的核心节点，国网公司从2019年启动智能变电站建设，其实现了全站信息数字化和共享，由于智能变电站是基于IEC 61850标准并采用大量光缆替代电缆，使得其二次回路（虚端子、虚回路）变成了“黑匣子”，导致整个二次系统深度依赖于变电站系统配置描述文件（SCD），配置流程需从装置模型文件ICD通过虚回路连接配置成SCD，再将SCD导出实例化后装置下装文件CID。这一过程的转变同时带来了建设、运维新的问题如系统文件配置效率和可靠性较低、各环节重复迭代工作量大，传输回路连接质量有待提高、运行维护可视化程度不足，回路状态监测方法缺失等。 研究智能变电站二次系统数字化设计技术及应用，是提高变电站建设效率和质量、贯通各专业各流程、实现电网灵活控制与便利运维的关键。本项目主要从以下难题开展研究：①变电站内百余种功能装置上万个虚端子相互关联，难以通过机器代替人工以数字化手段进行自动关联和追加重构；②变电站内物理回路与逻辑回路并存，难以实现自动匹配、即插即用及可视化直观展示；③变电站内相关二次系统回路复杂，难以实现自动监测、校核动态评估。该项目聚合产学研用单位联合攻关，实现在智能变电站系统文件配置方面，开发了基于模板库的学习型虚回路自动连接软件，开发了基于SED文件的智能变电站改扩建二次系统配置文件自动重构工具，构建了图模库一体化变电站系统文件自动配置平台，实现虚回路自动配置，大幅提升虚回路设计的准确性和高效性；在智能变电站传输回路连接方面，提出了虚实回路的建模方法，发明了基于“面接触”连接技术的高密度集束预制光缆组件，开发了基于“智能标签”的光缆链路数字化解析工具，实现传输回路的即插即用，有效提升了回路连接的可靠性；在智能变电站回路状态监测方面，发明了基于广义变比辨识的电流测量回路极性在线检测技术，开发了工程SCD文件管控工具，构建了基于聚类分析算法的二次系统动态定量评估平台，实现二次回路态势感知及实时控制，全面提升了二次系统的安全运行水平。 依托项目成果研制的预制光缆组件，光配模块、智能标签生成及解析技术，国网基建部以基建技术【2016】49号、【2017】107号等文件纳入新技术推广应用实施目录，在系统内各网省公司新建智能变电站中推广应用。项目共获授权发明专利7项、实用新型专利1项、软件著作权3项，发表学术论文11篇（SCI/EI检索5篇），出版专著6部，编制国家标准1项。

碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，碳监测工作是推动全社会减碳降碳的重要基础。通过数字技术在双碳数据共享、智能算法、平台搭建、场景设计上的运用，可以提升政府双碳领域的监管效率、促进企业低碳发展，实现双碳管理的数字化、智能化，促进全社会资源优化配置，推动碳达峰碳中和目标早日实现。当前，电力行业转型正以电力数据为基础，融合政府部门和碳排放、碳交易等相关数据，从“感碳、算碳、析碳、管碳”四个维度，构建基于能源大数据的碳结构态势感知平台，基于“电-碳分析模型”开展“电力看双碳”大数据应用，实现全省及分地区、分行业碳排放监测。同时，逐步开展电力大数据在碳足迹、碳标签、碳交易等领域的应用模式，为政府宏观调控政策制定、绿色转型发展等工作提供决策支撑，为企业节能减排提供服务支持，助力碳达峰碳中和目标落地。

二次设备信息日益繁多，呈指数级上升，多维信息相对分散，同时实时与非实时信息混杂导致实时信息上送较慢，易被淹没，并且多专业信息难以统一维护，数据难以有序共享、关联分析、深入挖掘应用。 随着人工智能、态势感知、物联网等新技术的快速发展，面向调度中心、检修中心、运维站、变电站四个业务应用场景的二次设备智能运行管控系统，可以作为二次设备多专业日常工作平台，支撑电网故障辅助分析、二次设备高效运维等工作。

近日，受工业和信息化部委托，湖南省工业和信息化厅组织专家对国网湖南省电力有限公司牵头的“2020年工业互联网创新发展工程项目——智慧能源互联网安全态势感知平台”项目开展验收。验收专家实地查看了项目建设应用情况，审阅了技术及财务资料，一致认为该项目实现了合同规定的建设目标，具备技术先进性，有较好的行业推广示范意义，评定项目通过验收。