王世川, 陳本書
(國網(wǎng)四川省電力公司萬源市供電分公司, 四川 達州 636365)
隨著工業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展和技術(shù)的不斷進步,電力行業(yè)在保障現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展以及國家社會穩(wěn)定方面越來越體現(xiàn)其的重要地位。而配網(wǎng)檢修工作的好壞又是保障電力行業(yè)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要手段之一。為提高配網(wǎng)檢修工作效率,需要進一步提升配網(wǎng)檢修中的自動化技術(shù)與智能化水平。配網(wǎng)檢修的自動化技術(shù)和智能化發(fā)展可以提高配網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,減少人工干預和事故風險,提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。筆者認為,自動化與智能化技術(shù)兩化融合發(fā)展是解決我國現(xiàn)狀情況下提升配網(wǎng)檢修中的自動化技術(shù)與智能化水平的最佳方案。因此,本文旨在探討配網(wǎng)檢修中的自動化和智能化技術(shù)的融合發(fā)展策略,為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供參考和借鑒。
近兩年全國經(jīng)歷了歷史罕見的極端高溫干旱災(zāi)害天氣,全國配網(wǎng)面臨歷史同期最高極端高溫和歷史同期最高電力負荷疊加局面。此種情況下,配網(wǎng)承載能力面臨嚴峻考驗,配網(wǎng)檢修工作也面臨空前壓力,電網(wǎng)安全保供形勢復雜嚴峻。以2022 年夏季為例,國家電網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)有記錄以來持續(xù)時間最長、影響范圍最廣的極端高溫天氣[1]。最大降溫負荷達到3.5 億kW,全網(wǎng)最大負荷達到10.69 億kW,5 個區(qū)域電網(wǎng)和19 個省級電網(wǎng)負荷屢創(chuàng)新高[2]。其中,四川用電需求最高負荷6 500 萬kW,電網(wǎng)設(shè)備長期處于高負荷運行狀態(tài)。為保障企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)營和居民正常生活用電,提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈的韌性和安全水平,促進經(jīng)濟有效提升和合理增長。面對極端高溫考驗,國網(wǎng)四川電力組織對轄區(qū)679 條配網(wǎng)線路開展綜合檢修工作,2.5 萬余名電力搶修人員24 h 待命,累計派出巡檢員工1.7 萬人次,對滿載、重載設(shè)備開展常態(tài)化、高頻次人工巡檢。因配網(wǎng)檢修自動化技術(shù)與智能化程度不高,耗費了巨大人力、物力、財力。因此,進一步提升配網(wǎng)檢修的自動化和智能化水平,以此提高配網(wǎng)檢修工作效率顯得越來越重要。
隨著科技的不斷進步,我國配網(wǎng)檢修在自動化領(lǐng)域和智能化領(lǐng)域取得了一定的成果。自動化技術(shù)的應(yīng)用提高了檢修效率,降低了人力成本;而智能化技術(shù)則進一步提升了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。雖然我國配網(wǎng)檢修中的自動化技術(shù)與智能化技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展,但是仍然存在一些不足之處,如技術(shù)更新迅速、設(shè)備間兼容性和互換性差、智能化應(yīng)用范圍受限、專業(yè)人才短缺等。具體體現(xiàn)在以下幾個方面。
我國的配網(wǎng)檢修智能化技術(shù)雖然已經(jīng)取得了一定的成果,但是與國外先進水平相比,仍存在一定的差距。
首先是我國在一些高端技術(shù)領(lǐng)域核心技術(shù)大多依賴國外進口,自身的研發(fā)能力和創(chuàng)新性還有待提高。如作為智能化技術(shù)核心的智能芯片,全球前十智能芯片制造企業(yè)分別為三星(韓國)、英特爾(美國)、SK 海力士(韓國)、高通(美國)、英偉達(美國)、AMD(美國)、德州儀器(美國)、意法半導體(意大利)、英飛凌(德國)、鎂光(美國),均為國外企業(yè),可見我國芯片制造技術(shù)水平與國際一流水平存在差距。我國由于光刻機高尖端技術(shù)方面的瓶頸,導致高端芯片依賴進口,一旦遭到技術(shù)封鎖或產(chǎn)品進口限制,將嚴重影響我國相關(guān)智能領(lǐng)域的發(fā)展。
其次,在智能設(shè)備性能和可靠性方面,在配網(wǎng)檢修中,智能化設(shè)備是智能化技術(shù)的主要應(yīng)用對象,設(shè)備性能和可靠性的高低直接影響到檢修的效果和質(zhì)量[3]。雖然我國配網(wǎng)設(shè)備的技術(shù)水平已經(jīng)有了很大提高,但與國外先進水平相比,設(shè)備的性能和可靠性還存在一定的差距。
此外在系統(tǒng)集成和智能化水平方面,配網(wǎng)檢修智能化技術(shù)涉及多個領(lǐng)域和系統(tǒng),需要將這些系統(tǒng)和設(shè)備進行有效的集成和智能化管理。在這方面,我國還需要進一步提高系統(tǒng)集成的能力和智能化管理的水平。
除了與國外先進智能化技術(shù)水平上的差距,目前在配網(wǎng)檢修中,國內(nèi)不同自動化設(shè)備之間的兼容性和互換性也是影響檢修效果的重要因素。我國配網(wǎng)自動化設(shè)備市場存在很多品牌和型號,缺乏統(tǒng)一的標準和規(guī)范,導致不同品牌和型號之間的設(shè)備兼容性和互換性較差,給配網(wǎng)檢修工作帶來了一定的困難。不僅如此,由于一些自動化設(shè)備供應(yīng)商之間存在技術(shù)壁壘和封閉性,使得不同品牌和型號的設(shè)備難以實現(xiàn)兼容和互換。加上配網(wǎng)檢修涉及多個領(lǐng)域和部門,缺乏有效的信息共享和協(xié)作機制,導致不同自動化設(shè)備間兼容性和互換性問題難以得到解決。
雖然目前配網(wǎng)檢修中的自動化和智能化技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,然而,我國配網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展的不同階段也會影響自動化技術(shù)與智能化在配網(wǎng)檢修中的應(yīng)用范圍。在一些發(fā)展較早的地區(qū),配網(wǎng)建設(shè)和設(shè)備更新?lián)Q代已經(jīng)完成,自動化和智能化技術(shù)的應(yīng)用比較普遍。而在一些欠發(fā)達的偏遠地區(qū)和農(nóng)村地區(qū),配網(wǎng)建設(shè)仍然處于初級階段,自動化和智能化技術(shù)的應(yīng)用仍然存在一定的局限性。不僅如此,在一些城市的舊城區(qū)和老舊小區(qū),自動化和智能化技術(shù)的應(yīng)用范圍也會受到各種改造條件的限制。
從我國配網(wǎng)檢修背景和自動化和智能化發(fā)展現(xiàn)狀來看,我國配網(wǎng)檢修中的自動化與智能化發(fā)展均面臨諸多挑戰(zhàn)。因此,本文基于我國配網(wǎng)檢修現(xiàn)狀,為進一步提升配網(wǎng)檢修的自動化和智能化水平,筆者認為,自動化技術(shù)與智能化兩化融合發(fā)展是突破技術(shù)瓶頸的必要策略之一,也是配網(wǎng)檢修現(xiàn)代化發(fā)展的趨勢。
在配網(wǎng)自動化中應(yīng)用智能化技術(shù),不僅能夠有效提升電氣機械設(shè)備的應(yīng)用水平,還使得一些半自動化配網(wǎng)得到改造,提升配網(wǎng)整體運行水平以及性能[4]。首先,通過自動化與智能化技術(shù)的融合,可以各取所長,彌補各自技術(shù)上的不足,協(xié)同工作實現(xiàn)對配網(wǎng)設(shè)備的實時監(jiān)測、診斷和預警,及時發(fā)現(xiàn)和預測設(shè)備故障,提高配網(wǎng)檢修的準確性和效率。其次,自動化技術(shù)可以減少人工操作,降低人力投入;智能化技術(shù)可以實現(xiàn)設(shè)備的自主控制和優(yōu)化,減少對專業(yè)人員的依賴,進一步降低人力成本。通過自動化與智能化技術(shù)的融合可以降低配網(wǎng)檢修的人力成本。不僅如此,通過自動化與智能化技術(shù)的融合,可以推動配網(wǎng)檢修工作的智能化、自動化和信息化發(fā)展,提高配網(wǎng)檢修的現(xiàn)代化水平。最后,通過自動化與智能化技術(shù)的融合,可以提高配網(wǎng)檢修的效率和安全性,提高電力行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量和市場競爭力。
在新型電力系統(tǒng)下,配網(wǎng)檢修手段逐漸呈現(xiàn)自動化、智能化、數(shù)字化等特點。國家電網(wǎng)公司在推進“源網(wǎng)荷儲一體化”的進程中,大力推廣應(yīng)用云計算、大數(shù)據(jù)、電力物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、邊緣計算等“云大物移智鏈邊”數(shù)字科學技術(shù)手段。從而實現(xiàn)各類能源資源整合、打通能源多環(huán)節(jié)間的壁壘,讓“源網(wǎng)荷儲”中配網(wǎng)檢修自動化與智能化真正做到友好協(xié)同,相互融合。
云計算與大數(shù)據(jù)的應(yīng)用是配網(wǎng)檢修中自動化技術(shù)與智能化融合的重要體現(xiàn)。在配網(wǎng)檢修中,海量數(shù)據(jù)是不可避免的。這些數(shù)據(jù)包括設(shè)備運行數(shù)據(jù)、電力消耗數(shù)據(jù)、故障歷史數(shù)據(jù)等等。如何有效地存儲和處理這些數(shù)據(jù),并從中挖掘出潛在的價值,是配網(wǎng)檢修中的一大挑戰(zhàn)。
通過云計算技術(shù),可以構(gòu)建一個統(tǒng)一的配網(wǎng)檢修云平臺,將所有的配網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲在云端,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理和分析?;诖耍渚W(wǎng)檢修人員可以對數(shù)據(jù)進行更高效的查詢、處理和計算,從而更好地挖掘數(shù)據(jù)的潛在價值。例如,通過分析設(shè)備的運行數(shù)據(jù),預測設(shè)備的壽命和可能出現(xiàn)的故障,從而提前進行維修和更換,避免設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)停機或故障的情況。不僅如此,通過大數(shù)據(jù)技術(shù),可以對配網(wǎng)運行過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)實現(xiàn)實時監(jiān)測和分析?;诖耍渚W(wǎng)檢修人員可以及時發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)運行中的異常情況,如電力消耗異常、設(shè)備運行異常等,從而快速采取措施解決問題。此外,大數(shù)據(jù)技術(shù)還可以對配網(wǎng)運行的歷史數(shù)據(jù)進行深入挖掘,發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)運行的一些規(guī)律和趨勢,為決策提供科學依據(jù)。
電力物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建與應(yīng)用是推動配網(wǎng)檢修自動化與智能化發(fā)展的重要途徑。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以實現(xiàn)配網(wǎng)設(shè)備之間的互聯(lián)互通和信息共享,提高配網(wǎng)設(shè)備的協(xié)同作業(yè)能力。同時,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)對配網(wǎng)設(shè)備的遠程監(jiān)控和管理,提高配網(wǎng)設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。電力物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建與應(yīng)用可以提高檢修的效率和準確性,為電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。因此,電力物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建與應(yīng)用對配網(wǎng)檢修自動化與智能化融合發(fā)展具有非常重要的推動作用。下面,筆者將進一步闡述電力物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建與應(yīng)用如何實現(xiàn)這一目標。
首先,電力物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建可以促進設(shè)備之間的互聯(lián)互通和信息共享。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),不同的設(shè)備可以被有效地連接在一起,實現(xiàn)信息的交互和共享。這樣,在配網(wǎng)檢修過程中,工作人員可以實時獲取到各個設(shè)備的運行狀態(tài)和參數(shù)信息,從而更好地協(xié)調(diào)和管理不同設(shè)備之間的運行,提高設(shè)備的協(xié)同作業(yè)能力。
其次,電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可以實現(xiàn)設(shè)備的遠程監(jiān)控和管理。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),設(shè)備可以與云平臺進行連接,實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理。工作人員可以在任何時間、任何地點獲取到設(shè)備的運行狀態(tài)和參數(shù)信息,并對設(shè)備進行遠程控制和調(diào)整[5]。這樣,不僅可以提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性,還可以在設(shè)備出現(xiàn)故障時及時采取措施進行維修和更換,提高檢修的效率。
此外,電力物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建與應(yīng)用還可以促進電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。一方面,電力物聯(lián)網(wǎng)可以提高配網(wǎng)檢修的效率和準確性,降低設(shè)備的故障率和維修成本,為電力行業(yè)的發(fā)展提供有力支撐。另一方面,電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可以推動電力行業(yè)的智能化發(fā)展,提高電力行業(yè)的創(chuàng)新能力和競爭力。例如,通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實現(xiàn)智能電表、智能充電樁等智能設(shè)備的連接和控制,為電力行業(yè)的智能化發(fā)展提供有力支持。
移動互聯(lián)網(wǎng)與人工智能的應(yīng)用正在推動配網(wǎng)檢修中自動化和智能化的加速融合發(fā)展。這種趨勢不僅可以提高配網(wǎng)系統(tǒng)的運行效率,降低運營成本,而且可以提高供電的穩(wěn)定性和可靠性,從而對人們的日常生活和工作產(chǎn)生積極影響。
一方面移動互聯(lián)網(wǎng)使得配網(wǎng)檢修的實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析變得更加便捷。通過移動設(shè)備,如手機或平板電腦,可以隨時隨地訪問配網(wǎng)檢修系統(tǒng)的數(shù)據(jù),實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理。這不僅可以提高配網(wǎng)檢修的效率和準確性,還可以降低人力成本和錯誤率。另一方面,人工智能技術(shù)在配網(wǎng)檢修中的應(yīng)用也變得越來越廣泛。例如,通過機器學習和數(shù)據(jù)分析技術(shù),可以對配網(wǎng)檢修的歷史數(shù)據(jù)進行分析,預測設(shè)備故障和維修需求,從而提前采取措施進行維修和更換,大大減少意外停機和故障,提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。除此之外,智能化融合還體現(xiàn)在對配網(wǎng)設(shè)備的自動化控制上。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和自動化控制設(shè)備,可以實現(xiàn)配網(wǎng)設(shè)備的遠程控制和自動化管理。例如,通過智能傳感器和執(zhí)行器等設(shè)備,自動檢測和控制配網(wǎng)設(shè)備的運行狀態(tài),實現(xiàn)自動化調(diào)節(jié)和優(yōu)化。
雖然目前配網(wǎng)檢修中自動化技術(shù)和智能化發(fā)展遇到一些問題,但筆者認為,基于我國配網(wǎng)檢修背景下自動化和智能化發(fā)展現(xiàn)狀的情況,采取自動化與智能化技術(shù)兩化融合發(fā)展是必要的。筆者通過電力行業(yè)構(gòu)建新型電網(wǎng)中“云大物移智鏈邊”技術(shù)的推廣和應(yīng)用效果,印證了這一觀點。未來,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用場景的不斷擴大,自動化技術(shù)和智能化發(fā)展在配網(wǎng)檢修中的應(yīng)用將會更加廣泛和深入。因此,需要進一步加強相關(guān)技術(shù)的研究和應(yīng)用,以推動電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性不斷提升。