低功耗无线传感网电力应用现状与发展报告
本书围绕电力无线传感网技术创新应用,聚焦于低功耗无线传感网在发电、输电、变电、配电、用电等电力行业领域的应用,具体包括电力发电厂监测区域的事故预警、环境状态判断、劣化趋势分析,输电线路的电力巡检和运维管理,变电站内电力设备的运行状态、环境状态等在线监测,配电领域储能和配电自动化业务的监控和故障定位系统,用电采集和精准负荷控制业务的监测和分析管理等。介绍了无线传感网及其产业发展现状,概述了无线传感网主流技术,总结提炼了电力无线传感网在电力领域的应用情况,分析研究了电力无线传感网的应用价值和挑战,探讨提出了电力无线传感网技术应用发展趋势及建议。 无线传感网是大量的静止或移动的传感器节点以自组织和多跳的方式构成的无线网络,可以感知、采集和处理信息,并将获得的详尽信息发送给需要的用户。 “十四五”期间,国家电网有限公司服务新型电力系统构建需求,将“全力推进电力物联网高质量发展”作为重点工作任务之一,其中的各项工作部署均离不开无线传感网的支撑。无线传感器网中众多类型的传感器,可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等。潜在的应用领域可以归纳为军事、航空、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。新型电力系统的一些重要的、需要被监控的设备上可以安装传感器,实时监控设备的运行状况。采用无线传感网络技术,将监测到的重要参数上传到集中处理平台,智能电力系统可以根据参数的变化,及时发现设备故障等,主动预防可能发生的各种事故。 与传统有线网络相比,无线传感网络具有很明显的优势,主要有:低能耗、低成本、通用性、网络拓扑、安全、实时性、以数据为中心等。无线传感网给电力行业带来应用价值的同时,也面临着极大的挑战。通用无线传感网技术无法满足某些特定的业务需求,变电站、输电线路等某些复杂的电力现场环境对于功耗控制、传输距离、组网灵活性等方面有特定需求,需要结合电力物联网的业务需求和应用场景来实现功耗和连接性能的协同优化;在终端接入和数据传输方面,设备和数据量均呈爆发式增长,海量数据给电力物联网带来了资源和数据传输带宽的压力;传感节点大多布置在户外环境中,恶劣环境和网络攻击均影响传感节点的运行和信息传递,因此,提升终端接入安全和抗干扰能力是保证电力物联网健康发展的重要基础;传感器小型化、无源化技术有待突破,利用电网沿线的磁场、电场、振动及温差等外部条件,实现微源取能是关键难点。为此,电力企业需要弥补现有的不足和短板,结合电力行业发展战略,研究低功耗无线传感网的网络与安全连接技术,全方位地提高感知数据的颗粒度、广度和维度,并持续积极探索基于人工智能的知识赋能、5G通信技术、基于边缘计算的技术、数据开发服务技术等方面融合发展。 联系人:陈姗姗 手 机:13261508443 邮 箱:chenshanshan@eptc.org.cn
保障电力电缆及通道安全运行解决方案
随着城市化进程不断提高,城市电网电缆化率持续攀升,高压电缆设备总量保持年均10%快速增长,地下电缆通道资源愈发紧张,各电压等级电力电缆同通道密集敷设的情况不断增多,防火、防外破问题尤为突出,大面积停电风险始终存在。专业化体系不健全与精益化管理要求的矛盾日益突出、设备规模快速增长与专业人员相对不足的矛盾日益突出、电缆全过程管控高要求与人员装备水平不高的矛盾日益突出。同时分享了山东康威通信技术股份有限公司运用多年的隧道监测管理与运维经验,应用于国内100座城市与3000公里的隧道通信组网,拥有10000台终端设备,积极配合国网公司综合治理3年改造计划,重点打造精益化管理平台,适应电网系统的更高安全要求持续不断努力。
输变配联合巡检解决方案
南方电网电力科技股份有限公司十年精心打造。由慧航云航线规划工具、慧眼无人机及机库、慧眼调度监控分析系统组成,飞向智能巡检3.0新时代。慧眼为用户提供设备与环境的高效信息采集与厘米级数字建模服务,通过慧航云高效规划出精准、安全的航线,打通数字模型与物理世界的壁垒,让无人机按轨迹安全、可靠飞行。集群组网是满足电网大范围、不间断巡检的关键。慧眼智能机库系列可网格化部署在电网运维的各种场景,共同形成一张巡检网络。用户可通过慧眼调度监控分析系统,进行任务编制,远程一键下达任务。接到任务后,无人机可根据既定航线在智能机库间来回“跳跃”,实现“蛙跳式”巡检,突破时空限制,组网联动调度。巡检过程中,调度系统实时监控巡检状况,并对无人机传回数据进行智能分析和自动归档,减少人力与时间的损耗。慧眼无人机,支持4G/5G、Mesh组网及APN专网等方式接入,实现与云端平台的直接双向互动,摆脱遥控器的束缚,来去更加自如。采用4GRTK定位技术,实现厘米级定位,保障了无人机可精确执行航线,在间隔中安全穿梭。更有超清视界,无损还原作业场景;双光测温,洞悉全局;超长续航,多机协同,高效可靠。为配合无人机大范围巡检,根据用户在不同场景的需求,慧眼打造了4种型号的机库。换电机库采用柔性机械臂为无人机自动更换电池,快速换电,分秒必争。充电机库采用充电续能方式,适配市面主流品牌微型无人机,智能小巧、兼容并包。简易机库伫立守护的无人机管家,极简设计,摆脱对飞手、地形的依赖。移动机库小巧便携的飞行大脑。完全解除地形部署限制,为移动而生。高精建模工具+全局管理调度系统+强续航自动“机-库”组合,构建起安全、可靠、大范围低空自动化巡检网。这就是慧眼巡检新生态。目前,慧眼已在全国多个地区、城市应用,应用于2000+座变电站;覆盖70000平方公里,无人机年均起飞20万余架次,安全起降率达99.995%。打破输电、变电、配电专业壁垒冲破信息、时间、空间障碍。心之所向,目之所达。
10.0《ICDT融合的6G网络4.0》
信息技术的发展伴随着新技术的不断涌现和相互融合。随着信息与通信技术(ICT)向6G演进,ICT进一步与大数据和人工智能技术融合,呈现出ICDT(Information,Communication,BigDataTechnology)融合的特征。ICDT融合的6G系统将成为一个端到端的信息处理与服务系统,是通信网络、感知网络和算力网络融合的移动信息网络。大量新技术已成为6G设计的候选技术,并在理论、仿真和原型等不同层面得到了验证。本白皮书通过ICDT融合新趋势、ICDT融合的无线空口技术和ICDT融合的网络这三个方面,对6G潜在技术与方案进行了归纳与总结,并从基本概念,技术原理,关键技术与挑战,三方面对各个潜在技术进行了分析,并给出了相应的技术建议。其中,ICDT融合新趋势涵盖了通算融合技术、语义通信技术和AI大模型技术。通算融合技术基于通信与计算的资源融合共生、功能融合共生、服务融合共生等核心技术能力,实现了无线接入网算力化演进和通算智一体服务升级,推动了资源和要素的高效聚集、流动和共享。语义通信技术关注传输符合的含义和重要性,有望突破通信系统性能受香农理论限制的问题。AI大模型作为当前最受关注的科学方向之一,在通信网络中持续提升智能自治网络能力。ICDT融合的无线空口技术包含了通感一体、空口AI、多址接入、编码调制、超大规模天线(MIMO)和近场技术。这些方向也是对5G增强的关键方向。新型空口技术对于构建强连接、强算力、强智能、强安全的6G网络至关重要。当前,这些技术已经完成了技术方案与原型方案设计,并正在进行测试工作。在ICDT融合的网络架构方面,服务化网络、内生AI、数字孪生网络、多维度组网和用户为中心网络成为研究重点。新型网络架构有助于推动ICDT深度融合的6G网络向通感算智深度融合、空天地一体全域覆盖的新一代移动信息网络迈进。ICDT融合的6G技术研究正逐步从单点技术研究走向体系化构建和业界共识。本文倡议加强信息通信领域的跨界融合技术研究与协同,以需求为牵引,加快基础理论、瓶颈技术问题的联合攻关和协同创新。同时,注重跨界融合技术创新向应用与服务的转化,培育应用层的产业生态,孵化新业务、新应用。最后,进一步加强国际合作,各国携手,共同夯实6G基础,推动其全球化发展。
构网跟网型新能源发电集群混合组网控制技术
大力开发新能源发电是践行国家“碳达峰,碳中和”的关键举措。跟网和构网是新能源的两种热门并网控制技术。跟网型技术成熟度更高,产品类型多,成本低;而构网型技术对电网频率电压及稳定的支撑能力强,近些年快速发展;构网与跟网混合是未来电网重要的组网形式。本报告从系统能量动态平衡视角出发,认识了新能源组网运行的本质;而后介绍了跟网型新能源功率支撑、构网型装备控制与保护等方面技术;最后介绍了一些初步的工程实践。
微型智能电流传感器
微型智能电流传感器是一种非侵入式微型电流测量装置,具有小体积、高精度、宽量程、宽频响、自取能、自组网、低成本、即贴即用等特征,适用于电网数字化转型中发、输、配、变、用等环节海量部署,全面采集电网基础运行数据。微型智能电流传感器采用磁阻传感芯片(TMR芯片)作为核心测量元件,支持集成电流监测、故障录波、谐波监测、无线授时、空中升级等特色功能,已用于智能变电站、配电房及户外线路的电流负荷监测。目前已实现量产供货,在粤港澳大湾区、广西、贵州等地规模化推广应用近1.6万余套,有力支撑了能源数字化转型和新型电力系统建设。