电力企业经营及产品开发的探索

臧延斌

摘 要：目前，电力企业正经历着深刻的变革，构建电力物联网已成为电力企业研究的主题和经营方向。把握产品研发的正确方向，基于电力物联网构建新的多种经营服务，才能保证电力企业的经济利益，而技术创新则是产品研发的活力与源泉。针对目前电力行业形势进行研究，分析目前电力市场发展趋势，对电力企业产品开发的发展方向进行了初步探索。

关键词：电力行业;企业经营;产品开发;技术创新

1 背景及意义

《2020年互联网专业工作要点》（国家电网互联[2020]79号）表明，建立泛在电力物联网，电网采用“大云物移智”等先进技术并与之结合对电网的智能性的提升有较为重要的意义。电力物联网概念的提出对电网网架、电力设备基础条件、电网数据采集智能化等均提出更高要求。近年来，清洁能源发电被大力提倡，发电形式多元化，不仅限于传统能源形势，发电形式绿色化，国家政策的出台以及大力倡导，使得能源转换形势不断加快，能源转型速度全力加速。2013-2018年光伏、风电装机容量数据如图1所示。

发电形式多样化和多元化，对电力系统保持运行稳定性有一定影响，在保持系统电能质量的情况下如何促进清洁能源并网是目前的研究热点。因此“能源互联网”的概念被逐渐提出并重视发展。主要内容有以下两点：①如何将能源主导形式转移，将传统能源回归基本属性，创造更大的价值;②如何通过改善电网网架结构，提高能源的共享性、能源分配效率和分配的合理性。

2 电力市场需求分析及电力企业经营的探索

电力行业的设备制造正在全方位国产化，以实现我国电力行业的主权。国外设备公司赚取高额服务费，使得我国的电力企业受制约严重，为保证电力企业研发的自主性、独立性与经济性，国家政策的支持必不可少。由于历史的原因，我国某些地区火电机组趋于饱和，规模庞大，但电力基础设施薄弱。现正对电网基础建设进行改造升级，如现行的增量配电业务，通过在新的工业园区建立独立新型电网。农网与城市电网差异大，拓扑结构复杂，正在不断进行农网改造，优化农村电网结构。

现在的能源建设和发展方式已经由传统的煤炭石油向清洁、绿色、排放量少的绿色清洁能源转化。电动汽车充电桩，其保有量可达121.9万台，其利用电站发电量的需求也在逐年上升。水电站、太阳能、生物质能、地热能等能源的开发日程被逐步推进，保证发电量的同时考虑环境成本，降低污染排放量，增强能源利用率与发电形式清洁性也是目前研究的重点。传统能源带来的高排量、高污染的现象能得到改善，就要更好的利用清洁能源发电，增强电网清洁能源消纳能力。

发展智能电网，提高电网优化配置能力、提升电网基础设置的智能性、供电质量的安全可靠性就需要电力设备由机械式向智能化转变。万物物联的概念将电网与通信紧密结合，对特高压的建设智能电网会对设备产生需求，新能源并网技术的应用以及用电终端采集系统的大规模使用，为设备制造厂商带来商机。建设全面的信息网络，传输数据信号是建设电力物联网的必要条件。

当今世界科技飞速发展，数字化的经济对状态监测、信号传输、传感器的布置与信息传输，智能化网络的实现都要有高度信息和技术的支持。智能电网通过对电气信息及设备状态的逐渐掌握，并通过远程对其工作状态进行切换，避免异常工作区域扩大，对故障部门进行隔离。特高压换流站虽造价高，但可减少用电走廊，非同步联网，不受稳定性限制，电晕干扰小，不受无功影响，无需进行无功补偿，但是会产生大量谐波。特高压工程目前正在逐步建立。如：由于湖北及华中地区长期电力供需矛盾，为了解决这个问题，截止2019年底，国家电网已累计建成“11交11直”特高压工程。项目累计投资超过4300亿元，近期开工的还有陕北到湖北±800千伏特高压直流工程湖北段计划2021年完成。

3 基于泛在电力物联网的电力新产品开发应用探索3.1 加强配网侧的设备智能化建设

智能配电的实现方面，主要依靠精确的负荷计算，潮流分布，自动实时远程抄表以及在线电量检测。提高电网经济效益，减少配电损耗，降低配电网成本，提高供电可靠性，是通过智能管理和配电网参数分析。提高配电网的智能性以及电力企业对配电网的信息掌握，靠的是自动控制测量技术。其主要工作电压是10kV。

自动控制测量技术的工作领域主要是城乡10kV中压配电网，通过智能设备管理和配电网参数采集分析，提高配电网的智能性以及电力企业对配电网安全运行状态的掌控性。自动控制测量技术可以提高电网的经济效益，减少配电网损耗，降低配电网成本，提高供电可靠性。为实现配电网的智能化，传统的占地面积大、笨重、能耗大的传统设备开关已经不能满足实际生产要求，设备开关有必要进行更新换代，占地面积小、绝缘能力强、无油设备逐渐投入使用。大量的分布式电源、智能家居以及电动汽车等使得配电网的结构拓扑更加复杂，使数据监测、物联网终端数量复杂程度上升。

在配用电方面，双方为降本增效、保证互联共享，电力互联网的向高度集成化发展是必要的。对于电力相关企业，如何配套精进研发更轻型、小型的配电设备，通过智能化接入电网，形成良性控制机制与控制系统也是未来研究的方向与趋势。

3.2 加速清洁能源充电桩建设

绿色发展的考虑，减少碳排放，国家积极倡导无污染的新能源汽车。为保证电动汽车的普及，电动汽车充电桩等基础设施的普及是重要保障。智能充电桩能够对充电设施进行自动通断。

充电桩及基本运行要求主要有以下几个方面：①充电桩的安全运行②充电桩的供电可靠性③供电快速性④充电桩对电池的保护性能，避免电池过度损伤。充电桩主要有两种充电模式：“快充”即通过电网电能对其进行直接充电;“慢充”则是通过中间环节对蓄电池进行充电。

充电桩结构如图2所示。充电桩接入电源一般为380V交流电，接触器与电能表进行连接后接入充电模块，当充电完全后，接触器开关触动，自动断开电源。计量模块计算其充电电量与智能模块相连接后将数据传输至控制模块。不能自动充电时，通过充電控制按钮驱动模块强制实现。当有故障或充电危险行为时，故障报警模块报警预知危险。

充电站进行合理的选址便成政府和城市规划者面临的重要问题。从政府规划的角度分析，建设充电站往往是以最小化总成本为目标来满足出行者的充电需求。

充电站进行合理的选址便成政府和城市规划者面临的重要问题。从政府规划的角度分析，建设充电站往往是以最小化总成本为目标来满足出行者的充电需求，总成本主要包括建设成本、土地成本、安全治理成本以及充电桩硬件设备成本等。电动汽车的类型以及用电习惯的不同对于充电桩的选址也有一定影响。充电时间、续航公里数、日耗电量也会对交流充电桩的建设造成不同程度的影响。

3.3 加大智能变电站建设力度

国家电网公司在全国启动了智能变电站试点工程，智能变电站主要有以下特点：①数据采集智能化②系统结构紧凑化③系统分层分布化④信息应用集成化⑤设备操作智能化⑥信息应用集成化。智能变电站“三层两网”结构如图3所示。

站内实时通信是通过通信网络的可靠性，利用双环拓扑结构及其性能指标提升来实现的。智能变电站通信模式的改变对提高继电保护的可靠性有重要作用，双环拓扑结构实现站内实时通信比以往通信模式。“三层两网”，网络层级较多，且使用交换机数量庞大，对设备智能程度要求高，系统拓展性差，而“两层一网”系统架构与“三层两网”不同，由间隔层、站控层及站控层网络构成。就地化保护、保护专网、智能管理单元三个部分构成保护信号分析主体，利用三个模块进行分析后生成保护信号，利用电缆传递信号至一次设备对其进行控制操作。相对于之前的“三层两网”结构结构更加简单，横向减少互联，减少中间环节，提高了保护装置的可靠性、速动性。其模块结构的变化是其保护性能提高的主要原因，分散处理能够减少故障范围，减少保护勿动概率。

4 结论

主要论述了目前电力行业智能化发展重点，分析了智能电力物联网重点发展领域，对电力改革下未来企业经营进行探索;阐述了电力物联网概念，智能配电装置、电动汽车充电桩及智能变电站的基本原理，智能设备是智能电力物联网发展的必要条件。

参考文献

[1]杨挺，翟峰，赵英杰，等.泛在电力物联网释义与研究展望[J].电力系统自动化，2019，（13）.

[2]张亚健，杨挺，孟广雨.泛在电力物联网在智能配电系统应用综述及展望[J].电力建设，2019，（6）：1-12.

[3]王源.电动汽车智能充电桩系统研究[D].长春工业大学，2016.

[4]赵明宇，吴峻，张卫国，等.基于时空约束的城市交流充电桩优化布局[J].电力系统自动化，2015，（4）：66-70.

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