监测平台

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。

本项目以三一18号厂房申报全球灯塔工厂为契机，以18号厂房为集团试点，实现企业碳排放标准体系建立、碳排放源全面采集、碳排放精准核算以及打造18号工厂碳排放大屏，协助三一制定合理科学的“双碳”实现路径，同时三一的双碳实践经验可输出至工程机械装备行业带动其他企业的绿色低碳转型。本项目投资分为两部分，硬件投资和软件开发。硬件投资包括根据泵车、起重机等特种工程机械生产线分布、重点能耗区域以及节能改造规划，项目组在三一18号厂房将能耗采集到设备级，安装IoT智能传感器如智能电表、智能水表和智能气表等。软件投资，依托互联工业互联网操作系统，将产生碳排放及中和碳排放的数据都接入云端，覆盖水电油气消耗以及可再生能源，可以实时更新的软件平台。

分布式终端接入数量的增加、电力电子设备的广泛应用会给终端通信网带来较大冲击。文章首先分析了终端通信网现状和电能质量感知问题,然后针对性地提出终端通信网络架构,并介绍其具备的功能;在此基础上提出终端通信网智能感知关键技术,主要有大规模终端高效接入技术、终端通信深度覆盖技术以及终端雾状通信技术等;其次,研发智能采集终端,搭建配电网电能质量监测平台,对配电网电能质量进行在线监测;最后,对5G通信技术在电能质量中应用进行了展望和探讨。文章终端通信网架构及智能感知关键技术,可以有效地提升配电网电能质量感知能力,满足终端业务发展需求,具有一定工程应用价值。

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。

项目属于火力发电技术中金属专业领域，经中国电机工程学会鉴定，成果居国际领先水平。 项目从火电机组调峰运行引起的高温管道失效问题出发，建立了高温管道应力实时在线监测平台，实现了高温管道应力在线测试及远程调用，掌握了调峰参数和管道焊接接头应力波动的关联性规律，用以评估调峰对机组安全运行的影响。对粗晶镍基焊缝无损检测技术及其发现缺陷后的分级评定等方面开展了系统研究，开发了镍基焊接接头的相控阵超声检测技术，实现了镍基焊缝缺陷的准确检测，并提出了裂纹动态性快速评价技术。为保障调峰机组的安全运行提供了有力的技术支撑。

经过多年发展，电力自动化技术已经达到了较高水平，电力信息的种类也趋向多样化，包括电力实时信息、准实时电量信息、电网动态信息、告警直传远程浏览信息、在线监测信息等，都会在站端被采集并上传。但是，越来越多的信息也成为了一柄双刃剑，调度中心在掌握海量信息的同时，也不得不对各类事故信息、设备异常信息、遥测及越限信息、变位信息、告知信息等海量信息进行甄别，找出真正对故障或预警有用的信息。各站值班员需要时刻面对实时告警窗口，工作强度极大，也容易发生信息漏报的情况。以图1泉城站1000kV特高压泉城站监控窗口为例进行说明，平均每秒收到8条告警信息，一天约70万条。对于整个电网的设备监测平台而言，要分析的数据量更加庞大。通过上述分析，本项目组设计了一种基于大数据平台的故障诊断及追踪系统。该系统利用大数据平台管理站端故障数据，并对故障进行诊断及追踪，仅将分析结果提供给调度端。这样既能保证网络系统的通畅，又能减少调度值班人员的工作强度，有较强的应用价值。

国家电力需求侧管理平台（以下简称“平台”）是国家发改委委托国网公司建设的国家级平台，旨在构建综合性、专业化、开放式的网络应用平台，向政府有关部门、电力企业、电力用户、电能服务商等各类群体提供最全面、最权威的决策支撑和技术服务，促进我国节能减排事业的发展，提升电力安全可靠供应保障能力。平台运用互联网、大数据、分布式存储、云计算、Echarts可视化、爬虫数据抓取、全文检索等先进技术，构建电力经济大数据库，研究科学分析预测方法和模型，开发完成了研究分析平台（9个一级功能模块，48项二级子功能，100余项三级子功能）与成果展示平台（7个主题场景展示）。海量数据处理，多平台数据交互，设备级数据监测。平台实现了全国各地区电力供需形势、有序用电管理、需求响应、企业用电等数据信息在线监测与管理；实现近2万家企业的厂区用电设备负荷、电量、电能质量在线监测；在线监测分析企业用电特点，挖掘需求响应潜力资源，指导企业合理安排生产，支撑需求响应工作开展。首次实现了基于海量用电数据的电力经济关系分析挖掘；首次基于DMSP/OLS夜间灯光影像和电力消耗量，构建地区工业发达指数评价体系；首次实现了对设备级用电数据的实时监测、在线分析；创造性提出企业开工率、住房空置率分析方法模型，基于设备级用能用电数据的行业用电多维分析方法；构建了集电力需求侧管理、有序用电管理、需求响应以及电力供需形势分析等功能于一体的供需平衡分析和监测平台。 平台相关功能已在发改委电力需求侧管理及电力经济运行监测等相关工作中得到有效应用。依据平台：撰写《上半年国家电网经营区主要行业用电量分析》、《国家电网经营区2019年工业企业开工情况》获李克强总理的批示；编制企业开工率分析、住房空置情况分析，定期上报国家发改委，部分成果被中办《每日汇报》和国办《专报信息》采纳；提交受理专利2项，获得计算机软件著作权15项，发表论文9篇。平台架构和功能设计在省级平台及国网系统电能服务平台得到推广应用。平台丰富的数据以及各分析功能模块可通过接口被外部系统调用共享，为电力需求侧管理、有序用电等工作提供支撑。企业用能在线监测平台实现对企业用能数据的在线监测、整合、分析与挖掘，为企业提供能效诊断和节能服务，推动企业能效管理进步。

本项目首次提出了基于深度信念网络的燃煤烟气Ox和飞灰含碳量在线软测量技术。解决了硬件传感器测量不准甚至是测量错误或不能在线等问题，为建设电厂智能设备层提供技术支撑。提出了锅炉对流受热面积灰厚度在线监测技术。解决了目前燃煤电厂定吹模式存在的过渡吹灰、吹灰不及时、吹灰能耗大等问题，显著提高了锅炉的运行效率。开发了基于供需传热平衡的空冷单元冻结状态和清洁因子在线监测技术。突破了目前温差预测方法存在无法实时、准确预测冻结状态的瓶颈，提高了空冷岛的安全运行性能。提出了锅炉燃烧和汽轮机背压实时优化方案。实现了机组由热端至冷端的全工况运行性能优化，提高了机组的运行效率。基于ESP-isys实时数据库，结合SIS系统和MIS系统，研发了火力发电节能监测平台，实现了机组性能在线计算和在线优化。本技术经国电电科院太原分院测试，煤粉输送参数监测和优化技术使锅炉热效率提高了1.346%，空冷优化使机组热耗率平均下降53.86kJ/kW·h厂用电率平均下降0.06%，机组供电煤耗平均下降7.03g/kW.h。本技术在国电电力大同发电公司600MW空冷发电机组完成了工程示范，目前正推广在公司2台660MW机组。

针对城市配电网电缆资产利用率低、风险感知难、运维成本高等问题，围绕“降本增效、高效运维”目标，在电缆及通道运维方面开展大量的创新性探索和研究，在感知层，研发了首个智能电缆及集成装备，实现传统电缆技术突破和一、二次的真正融合。基于数据和模型驱动建立了智能电缆监测平台，实现了运行电缆及通道的状态实时在线监测。首次提出了电缆线路安全运行载流量动态调控、负荷动态保护阈值与裕度分析、隐患点感知及定位多项技术和方法，结合监测平台对电缆通道感知情况，建立了适应多场景的机器人巡检体系，实现机器人自动对电缆通道隐患精准监测和处置，构建了城市配电网智能电缆及通道高效运维体系。

传统电网架构中，能量单向流动，储能环节薄弱，负荷调节手段单一，不适合波动性较大的可再生能源大规模接入。能源互联网将实现可再生能源，尤其是分布式可再生能源的大规模利用和共享，通过更好地利用广域分布式电源的时空互补性以及储能设备与需求侧可控资源之间的系统调节潜力，做到“横向源-源互补，纵向‘源-网-荷-储’协调控制”，从而平抑分布式可再生能源间歇特性对局部电网的冲击。能源互联网系统下将大幅降低弃风弃光现象。 国网河南电科院积极履行社会责任，以助理打赢蓝天保卫战为目标，协同河南电力凋控中心发挥电网在能源调度供应链中的枢纽作用，以政府授权为基础，以污染物排放和能源数据监测为主要手段，全国首创基于能源供应链的绿色调度管理。河南电力发挥在电力调度、数据监测方面的技术优势，搭建 “燃煤机组污染物排放信息”、“供热机组供热信息”、“工业企业用电信息”、“储能、新能源运行信息”四大在线监测平台；经省政府授权对污染物排放较多的火电机组、热电联应急组以及高污染企业进行污染物排放监测，对新能源发电和上网进行监控，优化和重构电力调度供应链关键环节的数据流，通过全省现场监测和核查，提高能源数据准确率和传递效率；制定内外协作、合作共管的电网绿色调度管控机制，压缩超标排放火电机组发电时长，监控超限企业停运期间用电情况，通过电网调度的核心枢纽作用，在提升新能源发电并网比例的同时，有效降低高污染企业的污染物排放。 河南电力通过基于能源供应链的绿色调度成果实施应用，2018年至2019年，统调燃煤机组的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等大气污染物平均排放浓度大幅下降，远低于国家标准，分别是国家标准的26%、48%、61%。两年减排烟尘、二氧化硫、氮氧化物分别为1.18万吨、3.08万吨、3.13万吨。在全省年发电耗煤约占煤炭消耗总量46%的情况下，燃煤发电三项大气污染物排放总量仅占全社会排放总量的5%。 两年来，低排放、大容量机组年发电利用小时数较低效机组平均高出近500小时，累计节煤115万吨；秋冬季大气污染攻坚阶段，基于平台开展电力绿色调度，减少京津冀大气污染传输通道城市燃煤机组发电26亿千瓦时，减少电煤消耗120万吨。以平台为依托，按照政府要求，秋冬季污染应急管控期间，累计配合实施停限电7152次，配合到位率100%。累计压减重污染高排放企业用电量59亿千瓦时，相当于在能源消费终端减少散烧煤370万吨、减排二氧化碳673万吨、减少污染物排放205万吨。河南电力绿色调度取得了广泛的社会效益，彰显了责任央企形象。