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国网公司泛在电力物联网建设蹄疾步稳全面推进

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国网公司泛在电力物联网建设蹄疾步稳全面推进

充电桩产业仍存六大难题

上海首个基于泛在电力物联网技术改造的35千伏变电站顺利送电

国网公司泛在电力物联网建设蹄疾步稳全面推进

2019年7月3日

2019年7月8日

2019年7月8日

充电桩一般有两种划分方式:一是按场景分为公共桩和私人桩;二是按充电时长分为快充桩和慢充桩。充电桩的输入端与交流电网直接连接,接受来自充电桩企业的供电,输出端装有充电插头,用于为电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种方式,人们可以使用特定的充电卡,在充电桩人机交互操作界面上刷卡使用,充电桩显示屏能相应显示充电量、费用、充电时间等数据。 3月26日,财政部等四部门发布通知,要求地方政府在补贴过渡期后不再对新能源汽车(新能源公交车和燃料电池汽车除外)给予购置补贴,转为支持充电基础设施“短板”建设和配套运营服务等,以解决我国新能源汽车用户充电难的问题。 充电桩一般有两种划分方式:一是按场景分为公共桩和私人桩;二是按充电时长分为快充桩和慢充桩。充电桩的输入端与交流电网直接连接,接受来自充电桩企业的供电,输出端装有充电插头,用于为电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种方式,人们可以使用特定的充电卡,在充电桩人机交互操作界面上刷卡使用,充电桩显示屏能相应显示充电量、费用、充电时间等数据。 近年来,我国充电基础设施,特别是充电桩产业得到快速发展。据统计,截至今年2月,我国充电桩整体保有量为86.6万台,其中,公共充电桩34.8万台,私人充电桩51.8万台。从充电桩分布数量来看,北京、上海、广东、江苏、山东、浙江、河北、天津、安徽和湖北位居前十。2015年国家出台了充电桩统一标准——《新版电动汽车充电接口及通信协议国家标准》,将充电桩规范化、标准化管理,以标准化的新桩淘汰老桩。 稳中有进,喜中有忧。充电桩产业虽发展迅速,但也存在诸多问题。 第一,车桩比较低。根据公安部公布的数据,截至2018年底,我国新能源汽车保有量达261万辆,而中国充电联盟发布的数据显示,公共桩和私人桩共计约77.7万台。由此计算,我国车桩比仍高于3:1,远低于规划中的1:1。 第二,充电桩生产企业对充电桩制造重速不重质。目前,国家电网、特来电、星星充电、上海普天和上汽安悦5家企业制造及运营的充电桩占我国充电桩总数的89%。尽管国家在2015年就已经统一了充电桩制造标准,但各大运营平台并未真正实现互通。同时,在近年补贴政策的激励下,各大充电桩制造运营企业纷纷“跑马圈地”抢占市场、瓜分补贴、快速扩张,忽视了对已有充电桩的日常维护,导致城市郊区出现大量充电桩“坟场”。 第三,充电桩布局不合理。以北京市为例,截至今年2月,该市公共充电桩数量达4.7万,占全国公共桩总量的13.5%,保有量位居全国第一。但由于部分充电基础设施位于人口密地较低的郊区,或者单位、个人专属地区,无法对外开放共享,以致充电桩使用不均,造成充电桩极大浪费。 第四,充电桩维护不及时。充电桩显示故障、黑屏或车主在充完电后直接将充电枪随意扔在地上等现象仍普遍存在;因人工原因导致的充电桩充电枪的损坏速度远超维修速度,充电桩维护工作的强度越来越大,进而导致充电桩使用效率下降。 第五,住宅核心位置安桩难。为扩大销量,不少新能源汽车公司推出“买车送桩”服务。但奇怪的是,在充电桩最需要安装的核心位置——住宅小区,不少用户依然面临着“有桩难安”的问题。据了解,要安装私人充电桩,小区物业需要考虑充电桩取电集中时间对电网造成的压力、在没有储电站调控的情况下保证小区的电量平衡且不影响日常生活,变压器负荷能力承受度、小区空置车位数量或在旧车位上安桩对其他用户造成的影响,充电桩本身是否存在安全隐患等诸多问题。只有符合相关条件,小区物业才能向电力公司申报安桩。所以,想在居住小区安装充电桩并不容易。 第六,充电桩制造运营商技术不兼容。即使是同一车型使用同一个充电桩,由于充电桩出场批次不同、固件版本不兼容及充电桩老国标差异等原因,有些车可以充电,有些车不能充电。同一车型的电动车都面临着这么多困难,更不用说不同车型充电时遇到的充电桩不兼容问题了。 充电桩存在的诸多问题,造成新能源汽车用户充电难、充电体验不佳,也使其成为新能源汽车行业发展的一大障碍。破解这一难题,需要行业及相关管理部门共同努力。 首先,政府要制定相关政策,在为充电服务运营企业提供补贴的同时,对充电桩企业进行技术要求,升级产品,在车桩适配上加大企业间合作;其次,企业在修建充电桩前,要做好选址和用户需求调研,提高充电桩使用率;最后,企业要注重充电桩的日常维护,并呼吁全社会保护现有充电桩。 当前,国家已经开始从政策层面着手解决充电桩发展中的各种问题,各地政府也纷纷出台相应政策支持充电桩产业发展。例如:重庆市政府规定,新建住宅配建的停车库必须100%建设电动汽车充电基础设施或预留建设安装条件;海南省政府规定,“十三五”期间,环岛高速将每隔50公里设置充电桩,2020年底,全省累计建设充电桩2.8万个以上,原则上全省内配套补助与国家同期补贴按1∶1标准。重重措施,都表明充电桩行业迎来了新的发展机遇。

6月30日,上海首个基于泛在电力物联网技术改造的35千伏变电站——蔡伦变电站顺利送电。

国家电网有限公司以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,坚决贯彻落实习近平总书记关于国家能源安全发展的“四个革命、一个合作”战略,创造性地提出“三型两网、世界一流”战略目标,其中,打造泛在电力物联网备受关注。今年以来,公司全面部署泛在电力物联网建设,建设项目试点工作有序实施、稳步推进。截至目前,公司已发布泛在电力物联网建设大纲,编制形成泛在电力物联网2019年建设方案,明确了全年建设任务,以及省、地市、县、园区4个层级、25项大型综合示范工程。

与传统变电站不同的是,蔡伦变电站拥有一个“智慧大脑”——数字镜像评价系统。这套系统能够结合前端传感器采集数据以及历史运维数据开展分析,在线评估站内每台设备的健康状态并滚动更新针对性的检修策略,有效前移设备安全预警防线,在保证安全的前提下尽可能减少计划停电。

运用先进信息技术推进电力系统万物互联

蔡伦变电站的设备上安装着大小不一、形状各异的传感器,这些便是数字镜像评价系统的“神经元”。这些传感器通过采集数据,可以对电网运行情况、设备运行状态、外观状态等进行全维度、全天候监测。仅主变和开关柜两类设备,就运用了17种监测技术,覆盖了约90%的设备核心状态量。数字镜像评价系统运用类脑人工智能技术,结合实时状态感知数据及海量历史数据,开展设备健康状态在线诊断,主动推送设备异常报警、设备健康体检报告和差异化检修策略,让设备会“说话”,变电站会“思考”。原先受限于低密度的运维数据,运维人员执行状态检修时只能在基准周期基础上进行较为保守的调整,增加了很多不必要的工作。经过改造,全时段、高密度、全维度的运维数据采集成为现实,全面提升了对设备状态的把控能力,真正做到了根据不同设备的健康状态个性化定制检修策略。

泛在电力物联网就是运用新一代信息技术,将电力客户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、电工装备企业及其设备连接起来,通过信息广泛交互和充分共享,以数字化管理大幅提高能源生产、能源消费和相关装备制造的安全水平、质量水平、先进水平、效益效率水平。

浦东供电公司相关负责人介绍,未来计划将这套系统推广至更多的变电站、开关站,在此基础上进一步深化状态检修机制。以浦东电网全网约21000台10千伏开关柜为例,经测算,执行差异化检修策略后,每年能够减少开关柜检修1225台次,减少计划停电29400时户。同时,应用这套系统还能为不同厂家、不同型号的设备建立健康档案,描绘“设备画像”,为客户提供设备购置与健康咨询、设备运维“私人医生”等多种类型的增值服务,创造新的盈利点。来源:国家电网报

从架构上看,泛在电力物联网包含感知层、网络层、平台层、应用层。在感知层,国网江苏电力南京供电公司选取溧水、江北新区等区域,开展了输电、变电、配电设备智能传感器、巡检机器人等79种感知元件部署工作。

在溧水110千伏南门变电站,主变、组合电器和开关柜上装有局部放电、温湿度、智能巡检机器人等感知元件。这些感知元件以低功耗、高可靠性、智能化为目标,实现电网设备运行状态的深度感知,提升设备运检智能化信息化水平,提高运检效率和设备运行可靠性。

通过对电网设备的深度感知,数据采集问题得到解决,而如何应用这些数据是接下来要解决的问题。南京供电公司运维检修部专职朱雷说:“开展设备主动预警、状态评价、故障定位等功能研究与应用,是为了实现核心设备的‘可测量、可感知、可预警、可互动’。”

国网江苏电力110千伏南门变电站开展智能巡检机器人自主巡检工作,有效提升设备运行可靠性。

夏季是城市用电的高峰期,供电安全直接关系着市民生活的方方面面,应用泛在电力物联网直接保障了夏季用电高峰的电网安全,成为今年迎峰度夏的新亮点。国网天津电力通过应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术,泛在电力物联网实现了将电力系统各环节万物互联、人机交互。其中清洁能源的综合开发利用、基于虚拟电厂的负荷需求响应、主动配电网等将在夏季负荷高峰期间电力平衡、设备运维、隐患排查、态势感知等多个方面,以更快速度做出响应,能够有效缓解电网运行压力。

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