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创新引领未来 能源互联世界:智慧能源城市大脑——万数归一的智慧城市中枢

2022-06-29 07:32:35

  创新引领未来 能源互联世界:智慧能源城市大脑——万数归一的智慧城市中枢项目团队共10名成员,其中博士毕业生2人、硕士毕业生6人。团队中有高级工程师3人。团队成员具有大数据应用、电力系统等专业学习经历,以及电网规划、运维检修、营销服务、战略研究等方面工作经验。

  项目应用大数据、区块链、人工智能等技术,建立智慧能源城市大脑,构建了包括1个总览6个板块22个场景的架构体系。

  “电力看经济发展”板块构建了3.3万家企业的经济电力融合体系,全面监测数据中心、5G等新基建发展。“电力看创新驱动”板块可以评估各大科技园区的用电趋势,为企业提供电力征信服务,实现企业发展态势评估、智慧园区用能管控。“电力看社会民生”板块构建市、区、街道三级联防联控体系,智能感知居民用能状态,研判独居老人离家未归、用电异常等状态,联动政务疫情防控平台监测医疗机构用能情况,分析各行业复工复产情况。“电力看环保双碳”板块综合分析地区碳强度、碳排趋势,监测6大高能耗碳行业企业,常态化监测重点排碳、排污企业,实现对重污染天气违规生产建设、小散乱污运营等现象的预警。“电力看文化繁荣”板块联动政府部门实现重大活动用能保障,智能分析古迹景区节假日活跃度及经济带动效力。

  项目具有三大创新点:创新全量多源异构数据融合,融合电力、政务、多行业等多源多维异构数据,横向联动海淀区44个政务系统,实现全量数据接入;创新全景时空数字孪生建设,纳入政府“时空一张图”数字孪生196万个建筑单元及12000路影像监控,引用AI语音技术,构建能源+政务全景时空;创新全方位城市治理应用,构建“四横六纵”多层级全方位的城市治理融合分析指标体系,开通政务专线,定期为政府部门提供数据分析报告,支撑政务执法研判和风险预估。

  项目入选工信部大数据产业发展试点示范项目。项目成果今年已在国家电网有限公司8家省级电力公司推广应用,2022年将在公司系统内全面推广应用。

  “超脑指挥官”基于调控大数据 提升电网安全清洁高效运行研究与应用

  项目团队成员由山东电力调度控制中心、威海供电公司、中国电科院电力自动化研究所的多名青年专家组成。成员平均工作年限8年,硕士、博士毕业生占比超过80%。 项目介绍

  项目基于智能电网调度控制系统、调控云平台,构建了融合大数据平台、人工智能引擎和区块链技术的新型电网调度控制平台“超脑”系统,实现了系统感知、预测、分析、防误、协同功能的全面提升。

  “超脑”系统包括数据管理、多元信息感知、预测分析、关键数据防误、源网荷储协同等模块。数据管理模块可实现运行数据全生命周期资产化管理,形成调控大数据资产数字化统一平台,提升调控数据的全面性、准确性。多元信息感知模块通过5G切片直采,打通用采-调度端的数据通道,并在主站构建“Ⅰ区+调度自动化系统”,实现多元信息全面感知、协同控制。预测分析模块基于调控云大数据,利用人工智能深度学习技术,实现新能源发电和负荷精准预测,构建新能源场站机电暂态、电磁暂态模型,实现新能源等效精细化建模,反映新能源场站暂态特性。关键数据防误模块应用区块链技术自动计算、校核定值文件对应的哈希值,实现保护定值防误、防篡改功能。源网荷储协同模块利用调控云平台接入源网荷储各类资源的实时数据,实现可观、可测、可控,提升新能源消纳能力。

  “超脑”系统从数据源头到加工处理再到分析应用,实现调控数据资产的全过程精细化管理,打通380伏及以下低压分布式光伏与调控端系统的数据传输通道,实现山东电网56万户低压分布式光伏用户数据在调度中心的可观。

  应用“超脑”系统后,今年9月份,山东电网风电出力预测准确率同比提升1.14个百分点,为93.49%;光伏出力预测准确率同比提升0.96个百分点,为93.59%;负荷预测准确率同比提升0.8个百分点,为97.76%。

  目前,山东电网已实现在运469座新能源场站机电暂态“一场一特性”的精细化建模。通过源网荷储多元调节资源的灵活接入和协调互动,山东电网新能源消纳能力逐年提升,2021年前三季度新能源利用率达到98.7%,较去年同期多消纳新能源发电量167.8亿千瓦时。基于区块链的继电保护定值管理技术在威海供电公司220千伏所前变电站试点应用,为保护定值管理提供了有效的防误、防篡改手段。

  电力铸甲师面向能源互联网的配网 量子加密智能设备

  项目团队以浙江杭州供电公司博士工作站为依托,成员包含运检、调控、信通等专业的2名博士毕业生和6名硕士毕业生。团队分为硬件组、软件组、平台组、商业策划组。

  当前,新型电力系统建设加速,亿万级新设备大量接入。现阶段,光纤敷设成本高,配网设备点多面广,有线专网建设费时、费力;配网设备大量暴露在公网环境中,开放遥控功能存在信息安全隐患;现有加密体系使用固定密钥,无法动态更新,海量设备安全接入难以保证。量子加密技术被证明是超越现有算力的最高等级加密技术,具有数学可证的不可破解、不可窃听特性,相关技术已在国内外军事、金融等领域应用。

  团队将量子加密技术引入配网自动化领域,升级改造主站和终端侧加密体系,历经数十次创新迭代和实战演练,铸成具备超强防御力的“量子黄金甲”。

  团队研发了混合量子加固架空线路智能开关,在终端加装偏振量子密钥分配芯片,使终端具备通信环境自适应、信令动态加密等技术特性;提供全普适电力规约多态量子密钥服务,根据配电调度信令重要程度,匹配不同强度的密钥,实现与电力调度数据交互的量子密钥更新自适应策略。

  该项目成果实现了量子加密技术与电力业务的深度融合。团队从量子配电自动化安全架构评估、量子加密机理验证、网络通信介质测试等五个方面进行功能测试验证,还应用量子加密技术加固信令确保关键信令无法被破解,实现4G/5G公网环境智能开关远程遥控信任,为全面放开遥控功能提供保障。

  配网量子加密智能设备以无线传输替代有线光纤,可最大限度融合公网资源,若应用于浙江电网5万个配网智能柱上开关,据测算可减少光纤敷设成本9.84亿元;全面开放智能开关遥控功能,平均故障隔离时间从45分钟压减至1分钟,最大限度减少电网大停电风险;强化安全密钥动态管理,可盘活浙江配网设备50万套,实现电网高弹自愈。

  团队自主研制的量子加密系列核心产品已获国家发明专利授权6项、国家实用新型专利授权6项,相关成果获得国家密码局等权威机构认证。4月份,配网量子加密智能开关在第19届亚运会主场馆投入使用。杭州供电公司目前已完成杭州亚运会区域380个配网智能开关改造。项目研究成果已在宁波、绍兴、金华等地推广应用。

  项目团队成立于2017年。成员均为江苏苏州供电公司营销专业骨干,具备电气工程、工商管理、金融等专业背景,其中博士毕业生2人、硕士毕业生4人。 项目介绍

  目前,我国碳排放权交易市场和国家核证自愿减排量交易市场主要针对大容量碳资产。针对分布式光伏等小型碳资产的碳普惠市场尚属一片蓝海。碳普惠市场缺失,导致分布式光伏等无法参与碳市场,有意愿减碳的企业难以找到相应的减碳产品。分布式光伏等碳资产核证难,核证成本高、周期长、流程烦琐,对人员专业知识要求高。并且,市场内缺乏核证、交易、分析“一站式”服务,缺少与碳普惠市场相对应的金融产品。金融征信中数据隐私问题突出,多方数据难以协同与共享。

  项目团队以分布式光伏为切入点,联合苏州工业园区管委会、上海环境能源交易所,共同建立碳普惠市场,打造集核证、交易、分析、融资等业务于一体的碳普惠智能服务平台;与招商银行合作开发基于联邦学习技术的“碳普惠信用贷”产品,形成“碳普惠为主、碳金融为辅、一主一辅、相辅相成”的创新模式。

  苏州供电公司推动建立碳普惠市场,搭建分布式光伏主体与有意愿减碳的企业之间的桥梁,使减碳产品形得成、找得到,激活小型碳资产交易市场,搭建智能服务平台实现多端赋能。光伏企业可线上核证、自动核证,买卖双方可在线交易,政府机构可一图全览资产信息、一键获取交易情况。

  该公司与银行协同创新碳普惠信用贷产品,根据光伏企业未来一定时期的减碳收益确定授信额度;应用联邦学习技术实现“多维征信”,在保障数据隐私的前提下,为银行提供征信凭据。

  碳普惠市场为企业提供了更加灵活的减碳路径,推动政府能耗双控由行政方式转变为“行政+市场”方式。碳普惠市场为分布式光伏等新能源创造了碳资产的收益,碳金融通过金融杠杆放大融资额。二者共同促进分布式光伏等新能源投资规模增长。

  据团队测算,该模式若在苏州工业园区应用,“十四五”期间,园区分布式光伏一年可减碳24万吨,交易收益1400万元,融资效益1100万元。

  项目团队成立于2020年,共10名成员,其中硕士毕业生4人。团队成员长期从事物资专业管理工作,专业覆盖质量、合同、招标、供应链运营等。 项目介绍

  国网湖南省电力有限公司深耕物资领域沉淀的海量数据,建设供应商精准画像平台,打造数据赋能业务的共享中心和数据创新应用的孵化基地,带动产业链和供应链上下游企业发展共赢。

  国网湖南电力依托数据中台,贯通内外部数据,形成能够全面反映供应商特性的全量信息库,构建统一的数据体系、标签体系、评价体系,绘制供应商标签画像和五维画像,展现供应商的优势和短板。该公司按照供应商资质水平、运营能力、采购履约、质量管理、征信行为5个维度,构建了3级标准数据体系,并以供应商5个维度3级数据体系为基础构建数据评价模型,将复杂的数据转化为定性或定量评价的基础标签,通过基础标签的定制化组合生成高级标签,使数据应用满足不同专业的分析需求。该公司构建供应商综合评价体系,对81类基础标签按照3个行为、6个能力、9个水平开展量化打分,加权计算出供应商的综合得分。

  供应商精准画像平台依据大数据分析结果为供应商贴上不同的标签。相关专业人员根据标签快速溯源、查询符合条件的供应商清单,提升供应商管理水平。该平台可以依据供应商评价体系分别计算出5个维度的得分,定量评价供应商在行业中的排名。5个维度的得分反映供应商的优势和短板。

  国网湖南电力按照供应商在各物资类别的行业排名,将排名前十位的供应商作为寻求研发合作等方面的优选对象,在应急保障方面开展重点合作,让关键时刻应急救灾物资“拿得出、调得快、用得上”。该公司应用供应商精准画像平台获取每批次投标供应商清单,智能比对全维度详细参数,自动计算每个参与投标的供应商得分,辅助商务评标;建立物资质量分析模型,根据分析结果生成差异化的抽检策略,将画像成果应用至物资质量抽检;获取各类物资的历年中标量及中标金额,按物资小类开展中标价格分析,研判物资合理行情价,为项目可研和电力建设预算的精准编制提供帮助。

  供应商精准画像平台还可以自动生成供应商综合评估报告,为供应商融资、贷款提供参考依据,助力供应商解决融资难问题。

  善建智行基于基建全过程数字化平台应用的输电工程智能建造集成者

  项目团队共有9名成员,其中硕士毕业生7人。团队承担了公司2021年基建数字化工作课题3项。团队立足基建工程综合管控,与中国电科院等单位的团队开展联合研发和技术创新,实现了智能施工装备研制和智能平台开发的突破。

  项目围绕线路施工的“运输、基础、立塔、架线”四大工序,依托行业领先的装备研制优势,创新研发了“一个平台+四大智能装备”的智能建造体系,提出并应用了“智能装备为受端、智能控制为云端”的电网建造新模式。

  项目研发的组合式双通路智能索道、深基坑作业智能机、全液压自爬升抱杆、牵张机智能集控系统四大原创装备,实现了装备的智能协同、工序的高效衔接。项目开发的云控平台通过空间信息技术+建筑信息模型技术应用,模拟建造过程,优化施工组织设计,定制系统施工方案;结合物联网技术,能够灵敏感知、远程控制、安全调度智能装备,实现输电工程全过程的智能建造。

  项目借助云控平台,初步形成智能装备制造、智能团队建造、运营品牌塑造为一体的全产业链,向国内外电网基建投资市场输送智能建造整套服务。

  深基坑作业智能机上市10个月来,已被公司系统27家省级电力公司的176家单位采购,累计交货1467台,在国内基坑开挖保安防护辅助系统市场中占有92%的份额。智能牵张机已在10个国家和地区以及国内7项工程中应用。组合式双通路智能索道年销售额达2359万元。深基坑作业智能机系统在公司系统推广使用。

  今年,项目研发的智能建造体系已在750千伏甘肃青海第三回线项智能机械化施工的创新应用,提升工效32%,创造直接经济效益4866万元。

  中国电力网于1999年正式上线运行,是中国电力发展促进会主力的全国性电力行业门户网站。

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