协同计算平台助力新能源消纳

“2020年是泛在电力物联网建设的攻坚年，要继续以新能源消纳、电网质效提升、多元要素互联共享、互联网运营为主线，持续加大电网关键装备、大电网运行控制、5G、人工智能等两网融合核心技术攻关。”近日，在国网能源互联网技术研究院行动计划研讨会上，中国电力科学研究院总经理、国网能源互联网技术研究院院长王继业指出。这表明，新能源消纳同样是泛在电力物联网应用的重要方向。

进入“十 三五 ”以来，我国新能源装机持续快速发展，但也面临着区域发展不均衡等问题。为准确有效地贯彻执行新能源优先调度，提前评估电力系统新能源消纳能力，准确定位消纳瓶颈，中国电力科学研究院研发了新能源消纳能力协同计算平台（以下简称“协同计算平台”），旨在分析新能源发电对电网运行影响、优化运行方式和新能源装机时序，为电网调度运行和 政府 出台相关政策提供科学依据。

装机增长叠加消费放缓

新能源消纳仍面临较大压力

数据显示，截至2019年底，我国风电、光伏发电并网装机容量突破41亿千瓦，占电源总装机的比例超过21%。 风电与光伏总装机容量超过1000万千瓦的省份已占到全国的一半以上 。

“我国新能源发展速度非常快，由于缺乏科学的新能源消纳能力分析评估手段， 难以量化分析已有的电网运行方式对新能源消纳产生的影响 ，难以对并网时序、电网检修、常规电源运行等环节进行优化，影响新能源消纳水平的进一步提升。”中国电力科学研究院首席专家刘纯表示。

依托数据平台

深化运行消纳分析

针对新能源消纳难题，中国电力科学研究院研发的协同计算平台， 基于新能源时序生产模拟仿真模型 ，可实现新能源出力序列随机模拟、新能源消纳能力时序生产模拟和案例批量计算等功能，可用于分析新能源并网对电网运行的影响、新能源优化布局开发等问题。协同计算平台还通过国家电网调度数据网信息管理大区泛在互连，实现国-分-省（国家电力调度中心-调控分中心-各省电力调控中心）数据共享、数据远程同步管理以及计算结果远程校验。

“协同计算平台已成功应用到国家电网公司国调中心、华北分中心、东北分中心、西北分中心，山西、吉林、蒙东、青海、宁夏、湖南等19个省级电网， 可较为准确地评估新能源消纳能力 ，有效助力调度部门优化运行方式。”中国电力科学研究院新能源研究中心调度室主任黄越辉介绍，目前，协同计算平台的底层系统——新能源生产模拟系统，已通过中国电力企业联合会组织的产品鉴定，认为新能源生产模拟系统中风电/光伏发电时间序列建模、时序生产模拟方面达到国际领先水平。

国家电力调度控制中心水新处相关负责人表示：“通过新能源消纳能力协同计算平台的统一建设， 首次实现各省新能源消纳情况回溯及对未来2-3年新能源消纳情况的测算 ，有利于准确分析各省新能源消纳瓶颈，对症施策。此外，协同计算平台中‘国-分-省’三级协同互联消纳能力计算管理模式，可以实现硬件分布式部署、任务分层级实时下达、数据及计算结果统一管理，兼顾流程规范性与计算效率，精准挖掘提升新能源消纳水平的各项措施，有效助力电网优化运行。”

技术引领

为新能源发展提供科学规划

目前，在国家电力调度控制中心的组织下，中国电力科学研究院与各省级电网调度运行人员一起，利用协同计算平台开展新能源消纳能力量化分析计算，指明新能源消纳能力提升的具体努力方向。

“ 利用协同计算平台对重点地区的新能源消纳能力开展全方位评估 ，量化分析阻碍新能源消纳的关键因素，提出火电机组深度调峰、扩大新能源省间交易规模、旋转备用共享等具体措施。并向 政府 部门提出引导新能源装机有序并网，新能源新增装机逐步向中东南部地区转移等建议。” 黄越辉表示， 政府 部门高度重视并落实出台了风电/光伏发电投资监测预警政策，对风光红色预警区域，停止并网申请，仅允许平价和扶贫项目并网。在国家政策的引导下，新疆、甘肃等消纳矛盾突出的地区积极努力，采取一系列举措持续提升新能源消纳水平，消纳水平显著提高。2017年至2019年，我国风电和光伏发电利用率逐年提升，新能源消纳矛盾得到明显缓解。

“由于影响新能源消纳的因素众多，各因素之间又互相影响，而大数据的核心价值就在于揭示事物之间相关性，利用大数据挖掘可以有效量化各影响因素之间关联关系。” 黄越辉强调。

“未来，协同计算平台将在现有基础上，结合电网调度运行需求不断优化分析计算模型， 满足未来分布式电源、储能、需求侧响应的大规模发展需求 。” 黄越辉表示。

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责编 | 李慧颖

安全帽和口罩成了他们除夕夜的标配|新春走基层一线见闻

法律分析：电力行业是国民经济的基础产业、支柱产业和战略产业，而发展电力信息化、智能电网及电力物联网等产业是实现我国能源生产、消费、技术和体制革命的重要手段。为此，发改委、国家能源局等部门颁布了多项意见规划。2019年3月国家电网颁发《泛在电力物联网建设大纲》，明确“三型两网、世界一流”的战略目标；提出要抓住2019年至2021年这一战略突破期，通过三年攻坚，到2021年初步建成泛在电力物联网；再通过三年攻坚，到2024年基本建成泛在电力物联网。

法律依据：《中华人民共和国电力法》 第五条 电力建设、生产、供应和使用应当依法保护环境，采用新技术，减少有害物质排放，防治污染和其他公害。

国家鼓励和支持利用可再生能源和清洁能源发电。

第一章　总则第一条　为了促进电力事业发展，保障电力建设、生产供应和使用，维护电力投资者、经营者和使用者合法权益，根据《中华人民共和国电力法》《中华人民共和国可再生能源法》和国务院《电力供应与使用条例》等法律、行政法规，结合本省实际，制定本条例。第二条　本省行政区域以及毗邻海域内的电力规划、建设、生产、供应、使用以及相关监督管理活动，适用本条例。第三条　县级以上地方人民政府应当加强对电力事业的领导，将电力事业纳入地方国民经济和社会发展规划，协调、解决电力发展中的规划衔接、项目建设、设施保护等重大问题。
县级以上地方人民政府承担电力行政管理的部门（以下简称电力行政管理部门）、国家能源局在本省派出监管机构按照各自职责负责本行政区域以及毗邻海域内电力事业的监督管理，其他有关部门按照职责分工做好相关工作。
县级以上地方人民政府及其电力行政管理部门和其他有关部门应当加强电力行政执法机构和队伍建设，建立和完善电力联合执法机制，提高行政执法能力水平和执法效率。
乡镇人民政府、街道办事处以及开发区管理机构应当协助电力行政管理部门做好电力建设、保护等工作。第四条　电力事业应当适当超前发展，实行谁投资、谁受益的原则。
电力发展应当统筹规划电力设施布局，协调优化电源电网结构，加强农村电网建设，增强电力系统调节控制和安全保障能力。
电力发展应当坚持清洁低碳、安全高效的原则，鼓励和支持利用可再生能源和清洁能源发电，推动电能替代，促进电力可持续发展。第五条　建立健全统一开放、公平公正、竞争有序的电力市场体系。鼓励各种所有制经济主体依法参与电力设施和电力市场的建设。第六条　县级以上地方人民政府及其电力行政管理部门和电力企业应当加强电力法律、法规和电力知识的宣传，提高全社会低碳生活、安全用电、节约用电意识。
广播、电视、报刊、互联网等媒体应当开展电力使用安全公益性宣传。第七条　电力企业应当为用户提供安全、高效、便捷的电力服务。用户应当按照法律、法规规定和供用电合同的约定安全、有序用电，不得损害他人合法权益和社会公共利益。
电力企业和电力设施所有人、管理人应当加强电力建设、电力设施保护和电能保护工作，依法制止危害电力建设、安全运行以及供电、用电秩序的违法行为。第二章　电力规划第八条　省人民政府电力行政管理部门根据全省国民经济和社会发展规划纲要和国土空间规划以及能源、生态环境等规划，依法编制全省电力规划。设区的市人民政府可以根据省电力规划，编制本区域电力设施布局实施规划。
编制电力规划应当遵循安全可靠优先、开发节约并举、生态环境友好、能源结构优化、科技创新驱动的原则，统筹衔接可再生能源、天然气等其他专项规划，并与交通、水利、林业等专项规划相协调。第九条　编制电力规划应当广泛征求政府部门、电力企业等有关单位、社会公众和专家的意见，进行科学评估论证，按照法定程序报经批准后实施。
任何单位和个人不得擅自变更电力规划；确需变更的，应当由原规划编制部门组织开展专题研究、评估论证，并报原批准机关批准。第十条　编制电力规划应当统筹兼顾可再生能源开发、项目建设、电网配套等因素，合理规划布局可再生能源发电项目。第十一条　电力规划应当推进居民生活、工业农业生产、交通运输等领域电能替代，提高电能占终端能源消费比重。
供电企业应当为电能替代提供配套服务和技术支持。第十二条　电力规划应当引导智能电网和泛在电力物联网发展，运用互联网、信息通信和智能控制技术等，提高电网与发电侧、需求侧交互响应能力，构建源网荷储协调发展、集成互补的能源互联网，促进综合能源服务等新业态发展。第十三条　县级以上地方人民政府应当将电力规划重点建设项目纳入国土空间总体规划和详细规划，按照规划需求配置相应的电力设施用地、架空电力线路走廊和地下电缆通道等资源，并做好定点定线等落实工作。第三章　电力建设第十四条　电力建设应当贯彻保护耕地、节约利用土地的原则，并遵守有关法律、法规和国家强制性标准，保证建设工程安全和质量。
电力建设应当依法保护环境，采取新技术，避免或者减少有害物质排放，防治污染和其他公害。

5G 网络基础设施将极大地推动物联网，人工智能，在线游戏，虚拟/增强现实和智能城市，其速率提高，延时降低，将使得自动驾驶，无人驾驶，远程 *** 控更容易实现且不会出错。

5G 网络带来的将是更加深度的科技生活方式的变革与颠覆，或许很快我们就可以可以如同科幻当中的剧情一样，在家里就可以通过 VR 技术，购物、旅游、交友、游戏、会议。
成熟的 5G 网络将运行在比 4G 更高的频率和更短的范围内，依靠密集的基站等基础设施，这使他们能够以几乎没有延迟的速度支持数十亿台设备，速度比 4G 快 20 倍。5G 天线也消耗更少的功率，使协议更好地连接小型，电池供电的物联网（IoT）设备。
5G 可以通过五种主要方式影响我们的生活，5G 最广泛的影响将是工业和商业物联网，也将对无人驾驶起到更大的进步，一旦无人驾驶基础设施到位，街道就会变得不那么拥挤，空气污染也会减少。拥有完全自动驾驶的车辆，拥有汽车和乘车共享的人数会变得更加普遍。
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太平洋汽车网磷酸铁锂电池安全阀爆开了不可以用，由于自身的物理化学性质，当不正确使用时（热滥用、电滥用和机械滥用），磷酸铁锂电池会发生不可逆的热失控行为，存在较大的火灾危险性。

原标题：磷酸铁锂电池火灾危险性磷酸铁锂电池目前，变电站直流电源系统采用的铅酸电池普遍存在寿命短、可靠性差、占用空间大等缺点。且相应的运行维护主要依赖人工 *** 作，工作量大、成本高，实际运行寿命一般都在3年以下，性能和智能化程度均不能满足泛在电力物联网应用要求。

相比较铅酸电池，磷酸铁锂电池具有寿命长、温度特性好、可靠性高的优点，被视为铅酸电池的理想替代品，目前已经在一些试点工程中得到应用。

在储能电站、变电站等实际运营场景中，往往将成百上千节的电池单体经过串并联后形成电池模组或者电池簇后集中使用。在该种情况下，一旦其中某节电池发生火灾，其释放的强热、燃烧等行为会造成周围电池温度上升，导致整个电池模组的热失控，甚至造成整个电池系统的火灾、爆炸事故。

因此，在电化学储能以及变电系统等大规模应用场景中，研究锂离子电池热失控的火灾危险性并针对性开发相应的火灾抑制技术，对于电池系统的安全运行尤为重要。本文以228Ah的磷酸铁锂为研究对象，通过自主搭建的锂离子电池火灾燃烧实验平台研究了目标电池的火灾危险性，并进一步分析了荷电状态对其火灾行为的影响规律，为锂离子电池的安全设计及火灾防控提供理论和技术支撑。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

●传感器技术：价格低廉、性能良好的传感器是物联网应用的基石，物联网的发展要求更准确、更智能、更高效以及兼容性更强的传感器技术。智能数据采集技术是传感器技术发展的一个新方向。信息的泛在化对传感器和传感装置提出了更高的要求。具体如，微型化：元器件的微小型化，要求节约资源与能源；智能化：具备自校准、自诊断、自学习、自决策、自适应和自组织等人工智能技术；低功耗与能量获取技术：供电方式为电池、阳光、风、温度、振动等多种方式。
●设备兼容技术：大部分情况下，企业会基于现有的工业系统建造工业物联网，如何实现工业物联网中所用的传感器能够与原有设备已应用的传感器相兼容是工业物联网推广所面临的问题之一。传感器的兼容主要指数据格式的兼容与通信协议的兼容，兼容关键是标准的统一。目前，工业现场总线网络中普遍采用的如Profibus、Modus协议，已经较好地解决了兼容性问题，大多数工业设备生产厂商基于这些协议开发了各类传感器、控制器等。近年来，随着工业无线传感器网络应用日渐普遍，当前工业无线的WirelessHART、ISA100．11a以及wIA—PA3大标准均兼容了IEEE802．15．4无线网络协议，并提供了隧道传输机制兼容现有的通信协议，丰富了工业物联网系统的组成与功能。
●网络技术：网络是构成工业物联网的核心之一，数据在系统不同的层次之间通过网络进行传输。网络分为有线网络与无线网络，有线网络一般应用于数据处理中心的集群服务器、工厂内部的局域网以及部分现场总线控制网络中，能提供高速率高带宽的数据传输通道。工业无线传感器网络则是一种新兴的利用无线技术进行传感器组网以及数据传输的技术，无线网络技术的应用可以使得工业传感器的布线成本大大降低，有利于传感器功能的扩展，因此吸引了国内外众多企业和科研机构的关注。
传统的有线网络技术较为成熟，在众多场合已得到了应用验证。然而，当无线网络技术应用于工业环境时，会面临如下问题：工业现场强电磁干扰、开放的无线环境让工业机器更容易受到攻击威胁、部分控制数据需要实时传输。相对于有线网络，工业无线传感器网络技术则正处在发展阶段，它解决了传统的无线网络技术应用于工业现场环境时的不足，提供了高可靠性、高实时性以及高安全性，主要技术包括：自适应跳频、确实性通信资源调度、无线路由、低开销高精度时间同步、网络分层数据加密、网络异常监视与报警以及设备入网鉴权等。
●信息处理技术：工业信息出现爆炸式增长，工业生产过程中产生的大量数据对于工业物联网来说是一个挑战，如何有效处理、分析、记录这些数据，提炼出对工业生产有指导性建议的结果，是工业物联网的核心所在，也是难点所在。
当前业界大数据处理技术有很多，如SAP的BW系统在一定程度上解决了大数据给企业生产运营带来的问题。数据融合和数据挖掘技术的发展也使海量信息处理变得更为智能、高效。工业物联网泛在感知的特点使得人也成为了被感知的对象，通过对环境数据的分析以及用户行为的建模，可以实现生产设计、制造、管理过程中的人一人、人一机和机一机之间的行为、环境和状态感知，更加真实地反映出工业生产过程中的细节变化，以便得出更准确的分析结果。
●安全技术：工业物联网安全主要涉及数据采集安全、网络传输安全等过程，信息安全对于企业运营起到关键作用，例如在冶金、煤炭、石油等行业采集数据需要长时问的连续运行，如何保证在数据采集以及传输过程中信息的准确无误是工业物联网应用于实际生产的前提。

偶认为都很重要，因为，由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心，通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地区经济和人民生活服务。由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，故其生产、输送、分配和消费都在同一时间内完成，并在同一地域内有机地组成一个整体，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能，所以我认为都是很重要的。 电力系统(system)， 由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置(主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等)转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行

总体规模和市场份额均位居全球前列，整体发展态势良好。

《“十四五”现代能源体系规划》提出，创新电网结构形态和运行模式，加快构建现代能源体系。加快配电网改造升级，推动智能配电网建设，提高配电网接纳新能源和多元化负荷的承载力和灵活性。积极发展以消纳新能源为主的智能微电网，实现与大电网兼容互补。

未来随着全球能源环境的变化，环保要求日益严格，电力企业需要更加注重节能减排，以及发展清洁能源，如风能、太阳能等。另一方面，随着智能电网和新能源技术的发展，电力企业需要更加注重科技创新和数字化转型，以提高效率和竞争力。

当今中国的电力企业正逐渐向数字化转型，数字孪生电网是数字化转型中的一个重要趋势之一。通过对虚拟对象或过程进行模拟、分析和优化，以提高现实世界中的效率和质量。电力企业的生产过程中涉及大量的设备，设备数字孪生可以通过虚拟仿真的方式，对设备的运行情况、性能参数、故障检测等进行实时监测和预测。通过设备数字孪生，电力企业可以实现对设备的远程管理和控制，减少人为干预和运行停顿的可能性，并实现对电力需求和供应的实时监控和调节，提高供电可靠性和能源利用效率。

为传统发电厂的控制管理，调度升级等业务功能做可视化转型，提供智慧虚拟电厂负控可视化解决方案。图形引擎强大的渲染功能、高性能的 WebGL 技术，多维度、实时的、动态呈现虚拟电厂接入的各类负荷资源运行实时状态与技术参数变化趋势；展示虚拟电厂运营调度过程以及评估指标信息展示虚拟电厂各类负荷资源技术参数变化趋势，以可视化技术全面支撑虚拟电厂经营决策。

上述得负控管理系统是一个着眼于全面加强电力信息管理的，集负荷控制、远程抄表、电量数据分析和监测以及电力营销管理等多种功能于一体的综合性分析与处理系统。数字孪生技术利用大数据、云计算、人工智能等数字技术对分布式资源物理实体的特征、行为、过程和性能等进行虚拟建模，是实现虚拟电厂、负荷系统运行优化的理想途径。

未来能源企业需要更加注重绿色低碳发展，以满足市场需求和政府要求。智能电网和新能源技术的发展将促进电力企业数字化转型，提高生产效率和服务水平建立多元化的能源供应链，以适应市场需求和应对风险。

再以变电站日常维护来说：需要大量的巡检人员对设备进行检查，不仅效率低下也十分危险，且高温、暴雨、大雾等严酷天气频发，为人工巡检带来许多阻碍。

配合户外巡视机器人的智能巡检系统代替人工巡视，实现变电站的自主监测、监控预警和数据远程集控管理，使得巡检更安全、更精益且更及时。通过智能的巡检系统，根据报警设备发出报警信息，第一时间到达目标位置，能够实时查看巡检视频及报警信息，工作人员可及时知晓并作出相应的处理。智能巡检的运用，不仅提高了工作效率，减轻运维人员劳动强度，降低运维成本，同时，有效提高了无人值守变电站的安全监控管理。

数字孪生和数字化技术在电力企业中的应用，可以实现对设备、电网和运营管理等方面的优化和提升，提高生产效率和质量，降低成本和风险，进而实现电力企业的可持续发展。通过Hightopo三维虚拟仿真的变压器组装动画，介绍变压器设备的工作原理以及装配过程，直观展示变压器主要部件的构成及安装位置，配以文字说明介绍其主要特性，逼真且具有科技感带入。由 HT 自主研发的这套 3D 可视化系统，可作为变压器现场安装及维护工作的仿真培训资料，高效而又灵便的实现新员工的变压器工作原理教学。

三维可视化系统将多种复杂的管理系统信息聚集在虚拟仿真环境下，搭建电力环境全场景的呈现，通过智能数据分析，人工智能巡检、实时监控告警等功能的结合，使运维人员更高效的集中监控管理，有效减少电力系统负面安全影响和经济损失，而且能够为变电站进一步的智能化做好积极准备，实现站内设备连续性数据统计，揭示数据规律变化，深度挖掘数据，并科学精准地安排运维工作。

通过3D可视化，将变电站的整体结构、设备分布情况进行立体化呈现，同时提供鸟瞰、漫游、自动巡检等多种演示方式，满足多样化展示需求，可以将真实环境形象逼真的展现在眼前。

实现对变电站管理规模的扩大化、管理工具的多样化、管理信息和管理数据的海量化展示，助力变电站多维数据的深度挖掘及智能分析。

将生产实际业务无缝融合到平台中，使得对日常的管理工作做到标准化、精细化、自动化，实现企业智能化、专业化管理。

同事，在新型电力系统下，电网运行逐渐呈现智能化、数字化的特点。发展“源网荷储一体化”运行急需“云大物移智链边”其中的云计算、大数据、电力物联网、边缘计算等技术手段，让电网系统配备拥有海量数据处理分析、高度智能化决策等能力的云端解决方案。从而实现各类能源资源整合、打通能源多环节间的壁垒，让“源网荷储”各要素真正做到友好协同。

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