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數字化變革推動生產效率提高
來自南方電網公司三個單位的案例分享

信息來源:南方電網報  發布時間2021-05-28

  深圳龍華供電局工作人員在檢查電纜運行情況,保障深圳北站電力可靠供應。 黃志偉 攝

  廣東電網公司佛山供電局輸電所智能運維人員利用直升機吊艙開展架空線路激光建模。 麥俊佳 攝

 

  編者按 5月27日,在2021中國國際大數據產業博覽會上,南方電網公司與中國電力企業聯合會聯合舉辦了第一屆數字能源與數字電網暨電力數據要素市場發展論壇。共有300余名來自政府部門、行業協會、能源產業上下游企業、ICT企業、高校、科研院所的代表以及南方電網公司代表參加論壇。

  南方電網公司自拉開數字化轉型和數字電網建設大幕伊始,就不斷的開創著一個又一個先河,結出了一個又一個碩果。如今,已基本建成數字電網,全面建成南網云平臺、物聯網平臺、電網數字化平臺、云數一體的數據中心組成的“三平臺一中心”,上線南網在線、南網智瞰、南網智搜等智系列產品。智能、開放的數字電網對于形成數字新產業、產業新模式、行業新生態具有重要意義。

  本期,南網報為大家分享3個案例,了解他們在數字化催生的變革下,如何提高生產效率。

  深圳供電局依托南網智瞰平臺,建設配網“全鏈條”業務視圖

  規劃更精準 運維更智能 服務更主動

  以配網規劃為龍頭,以客戶為中心,以數據為第一驅動力,2020年,深圳供電局啟動了配網管理全鏈條數字化轉型專項工作。依托南網智瞰平臺,建設了配網“全鏈條”業務視圖,通過一年的運用,有力促進了該局規劃建設能力、設備運維能力和客戶服務能力的提升。2020年,深圳鹽田區率先實現“自愈”技術全覆蓋,平均復電時間63秒;首次利用5G差動保護技術快速精準隔離故障點,隔離時間從秒級降低到毫秒級;深圳供電局全口徑客戶平均停電時間降至24.6分鐘,供電可靠性在國內主要城市中率先進入半小時圈。

  透明化停電全過程,實現客戶服務更主動

  要想實現配網管理全鏈條數字化轉型,首先要構建數字電網全景圖,實現配網全鏈條數據貫通,提供及時、全面、完整的數據底座和圖形資源。

  “我們基于南網智瞰平臺實現了這一想法。”深圳供電局配網管理部配網運維科專責陽浩介紹,“首先,按照電網固有形態,構建數字電網信息模型;其次,將電網管理信息數據、電網自動化數據、在線監測數據在數字世界進行融合,并在南方電網公司率先實現與自動化實時數據的秒級同步;最后,把數據與智瞰平臺相結合,構建電網全景圖。”

  數字化電網全景圖的構建完成,讓以往“想都不敢想”的功能成為可能,“停電地圖”就是其中一項。“如果堵車時‘長龍’一眼望不到頭,駕駛員心中就會非常焦慮,但如果能了解堵車原因、處理進度、預計時長等信息,焦慮感就會大大減輕。同樣的道理,發生停電時如果全過程‘透明’地展現在客戶面前,客戶滿意度將會有所提高。”陽浩說。

  基于此,深圳供電局推出“停電地圖”功能,實現對停電的全業務、全過程可視化監控。客戶可通過“南方電網95598”服務號一鍵報障,詳細了解業務環節、操作人員、時限統計等關鍵信息,將停電過程透明化。“動動指尖所有信息了如指掌,再也不用‘碎碎念’啥時候來電了。”深圳市民王先生說。

  網格化智能規劃,實現配網規劃更精準

  為實現配網網格化規劃業務管理體系流程化、高效化、智能化運轉,從規劃源頭做好問題診斷、精準投資、價值管控等,深圳供電局先行先試、自主創新,歷時兩年研發出了配網網格化規劃輔助決策系統。

  該系統將網格化規劃理念與可視化地理信息系統進行深度融合,以網格為單元落實配網問題及需求統籌、異常自動預警、主配網規劃協同、項目全過程追蹤等工作,從根本上解決了配網規劃信息化程度低、過程難管控、成果難顯性、缺乏輔助決策等“老大難”問題,有效提升配網規劃精細化水平和精準投資能力。

  深圳供電局資產管理部總經理章彬介紹,該系統有六大特色功能:一是構建了配網規劃領域的檢索功能,實現配網多維度數據拼接融合及地圖定位;二是建立了涵蓋網架類、運行類、營銷類的統一配網問題庫,并提供“中壓按網格,低壓按臺區”的“一鍵整合”;三是開發了配網問題智能診斷及地圖定位,替代人工排查;四是實現配網多維度監控預警,提前研判問題及風險;五是實現以網格為單元的負荷預測,提升變電站布點與負荷發展的適配性;六是建立“問題—項目—指標”強關聯,并開發了項目全過程關鍵節點的自動跟蹤,問題解決和指標提升全流程可視化閉環管控,實現“過程管理看得見”。

  為形成可復制、可推廣的經驗和模式,深圳供電局還出版了書籍《城市配電網網格化規劃技術與應用》,相關成果納入《電網企業資產管理體系建設與認證實踐》《深圳供電局國企改革“雙百行動”探索與實踐案例集》。

  智能化臺區監控,實現配網運維更智能

  配網低壓停電、重過載和三相不平衡是配網管理的重中之重,配網全鏈條實現了智能化臺區監控,讓“停電在哪里、負荷在哪里、風險在哪里”一目了然。

  自2018年開始建設以來,深圳智能配電房已升級至第四代,且在2020年增勢迅猛。到目前全市已有1774座智能配電房,覆蓋1824個臺區、7600個戶內和戶外低壓分支,建成量和覆蓋面均為全網最多。特別是深圳供電局通過自主研發的智慧能源網關(以下簡稱“網關”)、智能云平臺,已初步實現配電房電氣、環境及設備狀態監測全覆蓋,低壓配網全業務的管控體系不斷完善,管理更高效,服務更精準。

  “結合運維實際不斷迭代升級,是智能電房得以規模化應用的基礎。”深圳供電局技術專家黃湛華介紹,網關是這代智能電房的“偵察兵”,也是特色所在。

  “以前我們通過安裝在電房內的一體化終端來監測周圍環境,占地面積大,大部分配電房都不具備安裝條件。”黃湛華說,“如今,小巧的網關無論是外觀形態還是接線方式,都與三相電能表一致。計量管理部門按照計量拆裝換標準及系統調試體系,對網關進行到貨檢驗、安裝、建檔、運維,管理質效大大提升。”

  網關及傳感器所監測到的數據指標,最終由“智慧大腦”——智能云平臺實現應用分析,這也是深圳智能配電房的另一亮點。目前,智能云平臺已實現設備運行風險告警、故障停電判斷告警以及低壓接入方案輔助決策等場景應用。2020年上線以來,運維人員主動處理停電告警問題7次、重載及高溫告警問題56次,支撐深圳供電局低壓配網全業務管控體系不斷完善。

  接下來,深圳供電局將繼續推進數字化技術與規劃、建設、運維、服務等業務領域深度融合,推動配網管理全鏈條數字化轉型提升,建立與配網發展定位、發展規模、發展速度相匹配的資源保障體系。 (祝凱 陽浩 周薇 楊晶晶)

  廣東電網公司佛山供電局輸電智能駕駛艙為發展賦能

  實現輸電核心業務流程自動化

  “5月20至21日,線路三班開展220千伏雷都線、羅雷甲線路防鳥害特巡,線路六班開展110千伏熙都聯乙線西滘支線停電單供風險動態巡視……”在廣東電網公司佛山供電局,輸電智能駕駛艙系統每天都會自動編制并派發巡視計劃到相應人員的生產管理系統,并通過Elink發送提醒信息。

  作為佛山供電局基于南網智瞰自主開發的系統,輸電智能駕駛艙系統融合了設備、人員、車輛、氣象等10大類、2600萬項輸電大數據,實現輸電核心業務流程的六大自動化功能。截至目前,輸電智能駕駛艙累計完成巡視計劃派發2.4萬條、無人機自動巡視3400公里、采集圖像9萬張、自動識別缺陷2500項,年節約2萬工時。

  深挖數據價值為發展賦能

  “建設輸電智能駕駛艙是在數字南網建設大背景下,以科技創新解決輸電運維領域現實問題的一個適時和必須的舉措。”佛山供電局輸電所副總經理舒應軍表示,2018年9月啟動駕駛艙建設之前,創新團隊開展了充分的日常工作內容梳理和大數據分析對比。

  統計發現,在輸電線路日常運維工作中,巡視工作約占總量的70%、工程管理約占12%、試驗檢測約占10%、檢修消缺約占8%。其中占比最高的巡視工作包含研讀運維策略、整理線路特殊區段、開展線路狀態評價、計算線路管控級別、編制工單、下載并執行巡視計劃、填報巡視發現的缺陷隱患等工作,以上工作的開展均以設備主人為中心,設備主人的工作水平直接決定了巡視工作各個環節開展的質量。

  近年來,佛山供電局輸電所人員減少了近5%,線路長度增長6%,達4915公里,人均運維線路增長至38.8公里/人,隨著供電可靠性要求的不斷提升,設備運維要求不斷提高,人員負增長與線路正增長之間的矛盾日益突出。運維模式的數字化轉型成為化解這一矛盾的必要之舉。

  基于現實問題,佛山供電局在業內率先提出以運維策略為中心,6個自動業務流程為輔助的“1+6”數字輸電運維模式,建設輸電智能駕駛艙,實現輸電線路自動巡視、生產數據自動識別、設備狀態自動評價、管控級別自動調整、巡視計劃自動生成、巡視計劃自動派發等六大自動化流程,大大提升設備運維效率和質量,為企業發展賦能。

  解鎖核心業務為基層減負

  “駕駛艙在工單編制和派發、外力破壞自主識別和告警以及應對突發情況方面,對于我們班組人員來說,這是立竿見影的減負效果。”佛山供電局輸電所線路三班劉雙武班長介紹,以日常工作中工作量最大的巡視工作中的工單編制為例,傳統的運維模式中,開展巡視的第一步就是研讀運維策略,一份策略大概50頁、2.6萬字左右,每年修編一次。一份運維策略中針對日常巡視、特殊巡視、動態巡視共有68份工單編制方法。線路運維人員需花費大量時間研讀策略,并按照策略要求編制執行工單,對策略理解上的偏差甚至可以直接影響工單的準確率。輸電智能駕駛艙基于大數據自主編制和派發,在為班組人員減負的同時,有效提升了工單準確率。

  5月20日,該局輸電所線路三班高級作業員麥潔光收到駕駛艙發來的110千伏桃流甲線預警信息。通過110千伏桃流甲線的智能監控設備,輸電智能駕駛艙識別到附近出現了吊車和挖掘機,向設備主人麥潔光發出隱患預警。隨即,麥潔光收到駕駛艙發來的“防外力破壞巡視”工單后,攜帶無人機等設備,按照線路在地圖中的精準路徑,駕車前往現場巡視,車輛軌跡在駕駛艙地圖中實時顯示。到達現場后,麥潔光確認隱患點情況,無人機開展自動駕駛精細化巡視,并依據設計好的航線對線路通道及桿塔本體進行自動圖像采集并上傳駕駛艙,完成缺陷上報的流程。

  據了解,佛山供電局輸電智能駕駛艙已實現共計35類設備部件、缺陷、隱患和特殊區段等識別算法,平均識別準確率達80%。在氣象突變引起的動態巡視方面,駕駛艙在接到佛山市氣象局發布氣象預警信息后,可直接向全所班組派發特殊巡視作業工單。今年以來,駕駛艙系統依據氣象預警信息共向班組派發防山火特殊巡視3次,防風防汛特殊巡視3次,防飄掛物特殊巡視1次,工單共549條,有效提升線路運行管理效率和設備安全性。

  目前,為了進一步拓展輸電線路自動巡視的手段,佛山供電局加快推進網級燈塔項目智慧輸電運維關鍵技術研究的實施工作,研制、部署無人機自動機場的工作正有序開展,共試飛航線85個架次,發現并修復硬件、軟件、航線、控制邏輯等問題63項。目前自動機場已基本具備4.5—7.5千米的輸電線路通道巡視能力,處于業內領先水平,佛山供電局也是業內第一家使用無人機自動機場開展輸電線路通道巡視的單位。該項成果將通過網級物聯網平臺接入輸電智能駕駛艙,成為輸電線路自動巡視重要組成部分,實現試點區域線路網格化、無人化、智能化巡視作業。(朱盈 趙艷 曾懿輝 張紀賓 徐振磊)

  海南電網公司220千伏大英山變電站“智慧生產”體系初步形成

  為物理電網數字化轉型提供實踐案例

  “嘀—嘀—嘀”,5月11日,在海南電網公司220千伏大英山變電站,工作人員按照工作指令來到10千伏名門線的開關柜前進行操作,正準備把工具包放在旁邊開關柜前的空地上,腳剛邁出,安全帽上的提示音便響了起來。工作人員趕緊收腳,回到了自己的工作區域內。

  “現在電子圍欄已經給你劃定,你的操作對象是10千伏名門線的開關柜,那你的安全工作區域就只有名門線的開關柜前那片區域,希望你在工作時不要誤入其他區域,注意安全!”220千伏大英山變電站副站長黎康坐在主控室通過監控主機也同步接收到了這次系統提示,馬上進行提醒。

  作為南方電網公司首座數字孿生變電站,220千伏大英山變電站在模型設計、模型實例化、模型拓撲貫通、模型可視化、共享服務、智能應用支撐等方面全過程遵循南方電網公司數字化轉型和數字電網建設的統一技術路線,形成了可拆解、可組裝、可復制的變電站數字鏡像,同時實現生產運行狀態實時在線測量,物理設備、控制系統和信息系統的互聯互通,有效推進人工智能技術與變電運維業務的深度融合,實現變電站真實物理世界在虛擬數字世界的完全仿真,為物理電網數字化轉型提供實踐案例和典型示范。220千伏大英山變電站以數字孿生技術構建的“智慧生產”體系已初步形成。目前,在實用化方面,大英山變電站實現了全站設施監控可視化,對試點間隔實現了巡視無人化、安全管控智能化。當天黎康在主控室通過監控主機收到的系統提示正是屬于安全管控智能化的功能之一。

  “像進入工作場所沒帶安全帽、著裝不規范等問題,系統一眼就能識別出來,馬上發出警報。”據大英山變電站站長符吉祥介紹,大英山變電站如今具有的安全管控智能化功能,實現了對作業人員在作業區域的安全管控,防止作業人員誤入禁止作業區域。符吉祥期待該功能在變電站能盡早實用化、全覆蓋,這樣不僅可以提升工作效率,更能提升站內安全生產水平,確保人員、設備安全。

  “像220千伏大玉線,安裝了智能識別攝像頭,我們就能隨時查看實時數據。”據海南海口供電局變電管理所工作人員李乾元介紹,變電站數字孿生體初步建成后,輔以變電站內部署的攝像頭、傳感器、機器人等終端,結合人工智能算法,試點項目已經實現了變電站內設備、設施的自動化、可視化、無人化巡視。

  “只要進入系統,他們在變電站看到的,我們坐在辦公室也能看到。所有設備、設施地理位置、物理尺寸和內外形態一目了然。”據海南電網公司數字化部總經理助理姜文介紹,大英山變電站通過三維建模技術建設后,已經實現了變電站內建筑、設備、設施、人員的模擬仿真。

  “在系統中可以模擬變電站設備出現故障,從而開展評估停電影響范圍工作。下一步實現調度系統數據的融合貫通后,開關跳閘數據就能實時獲取,停電影響范圍將被快速鎖定,停電復電處理水平將大幅提升。”姜文說。

  ”對于大英山變電站的建設,我們的目標就是要推動現場運維實現‘設備狀況一目了然、風險管控一線貫穿、生產操作一鍵可達、決策指揮一體作戰’。”南網數研院智能輸配電一級助理專家吳挺興介紹,下一步將繼續擴大大英山變電站智能傳感數據的采集覆蓋面和精度,配置變電智能網關,提升數據采集的實時性,加快推進大英山數字孿生變電站可視化展現、智能巡檢、智能操作、作業安全管控、智能檢修等一批實用性的場景建設,以數字技術推動物理電網改造升級,支撐電網安全穩定運行和智慧生產管理,服務產業鏈上下游,為推動企業高質量發展提供“新動能”。 南網傳媒全媒體記者 楊彬 褚浩霖 通訊員 莫娟

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