第十六届中国南方电网国际技术论坛专题:创新,让用能更智慧

2019-12-06

贵州电网公司凯里供电局员工对使用三维激光设备采集的输电线路数据进行分析。蔡兴文 摄

近日,在贵州省黔东南苗族侗族自治州凯里市,贵州电网公司凯里供电局员工使用搭载有红外测温设备的无人机对输电线路进行巡视。蔡兴文 摄

科学技术是第一生产力。在这个日新月异的时代,科学技术的创新,改变甚至颠覆着人类的生产生活方式。

当科技作用于电网领域,它也正悄无声息地让人类用能变得更加美好:粤港澳大湾区使用着远在千里之外的水电;工业园区的工厂主可以制定节能环保生产方案;市民们能实时掌握家中所有设备用电数据,制定家庭用电策略;电动汽车出行越来越普遍,车辆续航里程的提升与城市里随处可见的充电桩,让用车更加便捷……

对南方电网公司来说,科技创新让电网变得更加安全、可靠、智能,支撑公司向智能电网运营商、能源产业价值链整合商、能源生态系统服务商转型,也满足着人民群众追求美好生活的电力需要。这是科技为企业和社会发展提供的力量感。

科技水平提升了,国际地位也提高了

中国工程院院士汤广福回忆20年前参与的电力国际会议,对当时的一幕仍记忆犹新:上台做报告的常常都是欧洲、美国、日本的专家,中国的电力专家一般只能坐台下聆听。偶尔想与他们就专业问题进行深入交流,却遭冷遇。

如今,随着我国电力技术水平的大幅提升,尤其在特高压、智能电网、新能源等领域已经实现从“追赶”到“并跑”甚至“超越、引领”的转变,我国电力人的国际地位早已不可同日而语。特高压电网已经与高铁、核电等一同成为享誉海外的国际名片。南方电网人用实力赢得了国际同行的尊重。

“主网更可靠、配网更灵活”这是电网行业里很多人挂在嘴边的一句话。在打造坚强主电网之下,庞杂的配电网技术水平往往直接影响供电可靠性、客户停电时间等主要指标。

在建设中国特色社会主义先行示范区的深圳,电网人创新性地走出了具有中国特色的城市配电网发展之路,在已建成区域用去中心化的思路方法,打造出福田中心区供电高可靠性示范区,实现客户年停电时间2.5分钟之内。

电网硬件设施取得长足进步,南方电网公司也在打造软实力。其中,参与国内外重要标准的制定参编是重点方向,因为标准即意味着话语权。

多年以来,南方电网公司深度参与IEC(国际电工委员会)、IEEE(电气和电子工程师协会)等标准化组织工作,在直流输电、储能等领域牵头制定了标准10项。截至9月30日,公司主导及参与制定各级别标准共计1258项,其中,国际标准8项、国家标准298项、行业标准408项、团体标准42项、企业标准502项,有效支撑了公司各专业、各环节的生产运行。

11月19日,南方电网公司作为牵头单位,联合清华大学、国家电网公司、中国西电集团、中华电力、澳门电力等29家单位的直流输电及电力电子技术领域专家齐聚广州,审议通过了《国家技术标准创新基地(直流输电及电力电子技术)筹建工作管理办法》《国家技术标准创新基地(直流输电及电力电子技术)筹建计划》,标志着国家技术标准创新基地全面推进。

中国电力企业联合会专职副理事长王志轩表示,基地建设是实施国家能源战略的重要举措,希望南方电网公司在基地建设中创新机制,积极探索,持续推动直流输电领域技术和标准创新,提升我国直流输电和电力电子技术标准及其国际化水平。

南方电网直流技术,已经得到行业高度认可。

科技助力深入了解电网,提供增值服务

这是一个万物互联的时代,云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等信息技术融入后,看似无比复杂的物理电网,人们似乎逐渐了解它最本质的模样。

在业内人士看来,电网实际上是一个庞大的数据库。通过大数据、人工智能等技术应用,尽可能多地将数据采集并为我所用,才是如今的电力研究者应当具备的职业技能。

鼠标轻击、耗时数秒,南方电网系统运行部使用人工智能负荷预测模型,能够迅速生成一条电网负荷曲线。《2018年基于深度学习算法的负荷预测结果与年方式对比分析》报告表明,2018年广东年度最高统调负荷,通过深度学习预测的准确率接近99%,超过传统人工预测的准确率。大数据下的人工智能,可以让电网人更加快速了解电网的属性。

这只是大数据、人工智能在电网应用场景的冰山一角。图像识别、语音识别、语义分析、人脸识别、视频识别等诸多成熟的人工智能技术,已经在输电巡检、设备缺陷识别、客服热线等场景小试牛刀。

在广东,使用无人机进行线路巡检已经成为日常操作。广东电网公司电力无人机自动驾驶大数据报告显示,截至11月27日,该公司今年自动飞行航程53000多公里,航线覆盖12000公里主网线路、6300公里配网线路,成为全国应用作为成熟的无人机巡线单位之一。

但该公司机巡管理公司业拓部部长刘高仍不满足。他表示,飞机亟须具备图片识别等能力,这些是需要突破的制造瓶颈。电网公司愿意联合无人机制造企业一同开展相关研究。

当人们更深入了解电网之后,一系列增值服务将由此产生,带来新的产业价值,而这也正是南方电网公司向能源产业价值链整合商、能源生态系统服务商转型的题中之义。实际上,关于转型,南方电网公司已经做了不少尝试与实践。

广东电网公司能源科技孵化器中的分孵化器已落户东莞,成功研发了智能充电桩、智能户外计费、便携式提升井口盖板装置等产品,有些已接到市场订单。“充电桩的销售额还不错,达到1000多万元。”相关工作人员介绍说。

产品大多是供电企业联合上下游企业、科研单位合作研发的。南方电网公司秉持着“开门搞建设”的原则,将进一步加强与能源电力、互联网、装备制造企业以及金融、科研机构等单位合作,共同推进科技进步,广泛吸纳应用先进成果。

南方电网公司创新管理部创新处胡玉峰表示,公司正在改革产学研用合作方式,创新联合体招投标方式,让很多单位保持长期合作关系,而不是“一锤子买卖”。长期合作的好处是让项目研发有持续稳定的支持,便于提升科技水平。

智慧能源服务,满足人民追求美好生活需要

家住广东佛山的市民张先生下班回到家,智能热水器、电饭煲已提前接到他通过手机APP下达的“指令”,准备好了温度适宜的洗澡水和热腾腾的饭菜。“滴—滴—滴”,洗衣机“收工”后,智能晾衣架自动降了下来。它自带烘干功能,“回南天”里也不必担心衣物发潮。阳台上还装有风雨传感器,一旦“感知”下雨,便会及时控制推窗器关窗。

广东电网公司创新性地建设四网融合、智能家居能源管理系统,集设备监控、用能分析、费用估算及节能于一体,让佛山等地市民触及到更智慧、更便捷的生活。

实现这一切,都是基于科技的力量。在南网科研院计量所的一项研究中,通过智能电表中安装的芯片设备,电网企业能实时获悉客户的用能状况。“每分每秒、每一个用电器用电情况,我们的设备都能感知。”计量所研究员赵云表示。由此,电网企业能分析出客户的用能情况,形成“客户画像”,并帮助客户发掘节能潜力,成为贴心的“电能保姆”。

南网能源公司则聚焦工业用户研发出“看能·工业”应用系统,为智慧能源站业务提供设备接入、运营监控、能效对标、账单结算和维护保养等服务。其中,微信小程序应用整合了智慧能源站的设备、人员、报警、账单等信息,分别为用能客户、项目管理方、建设方、运维方提供多种智能化、个性化的定制服务,实现能源站智能分析、优化建议、自动派单等功能,全面支撑智慧能源站的各项解决方案。

高科技下,南方电网人利用智慧能源服务,满足人民追求美好生活的电力需要,践行着《粤港澳大湾区发展规划纲要》“建设公共服务优质、宜居宜业宜游的优质生活圈”的要求。

关注用能,要消除能量产生的污染。随着城市轨道交通飞速发展,轨道交通系统运行中产生的杂散电流,对周边变电站主变运行的影响日益凸显。500千伏深圳变电站片区多座变电站分布于地铁沿线站点及车辆段附近,变压器存在直流偏磁异响现象,给周边居民生活带来噪音干扰。

对此,国内普遍做法是加装能阻断杂散电流的电容隔直装置。深圳供电局变电管理一所没有这么做,员工们创新地实施了变电站片区全网隔直降噪综合治理方法,片区内中性点接地的主变压器全部加装隔直装置,并利用自主开发的杂散电流综合监测平台,优化隔直装置投退策略,成功阻断杂散电流入侵该片区电网。

结果显示,距主变压器2米处,噪声下降14分贝以上,噪声强度降低96%;在距500千伏深圳站300米的和悦居小区,测得的噪声强度降低11%—37%,人耳可明显识别降噪效果,噪声检测值满足国家标准要求。“以前关窗都难以入睡,现在晚上开着窗户也可以睡得很香。”和悦居小区居民张先生非常感谢供电局对噪音治理所做的努力。

提升能源利用率,还能实现人居、自然环境的保护,这样一举两得的事情,发生在广东电网电科院。研究人员们研发出大豆蛋白剂喷洒在电煤上,提升了煤炭防风、隔水性能,能防止扬尘、雨水冲刷造成的环境污染与资源浪费。

科技改变生活。科技应用于电网,归根结底,是要为人民服好务,这是作为能源央企的南方电网公司坚定履行的社会责任。

南网传媒全媒体记者 帅泉 刘杰 通讯员 周慧 肖前 朱盈

■他山之石

西门子的技术创新与合作

为了增强整体的技术创新实力,西门子股份公司成立了一个科学委员会。西门子技术与创新委员会(STIC)将为西门子股份公司管理委员会在技术与创新领域的战略话题提供系统的监测与分析。STIC由西门子股份公司首席技术官鲁思沃(SiegfriedRusswurm)及其他七位在国际科研团体中德高望重、经验丰富的专家组成。

根据与在德员工代表达成的一致意见,西门子将启动一项投资基金有针对性地加强员工的创新能力。为此,西门子除了在本财年内增加3亿欧元的研发投入外,还将在未来三年额外投入约1亿欧元。在未来一年内,将有约1000万欧元的研发基金用于德国。这些资金将用于在员工内部培育能够带来经济效益的创新理念。这些创新理念无须完全专注于新技术或新业务才能获得资助,它们也可以是致力于改进流程、改善服务或者更好地维持客户关系。

除了依托内部核心的创新力量,西门子和大学、研究机构的合作一直保持着良好关系。

作为与顶级大学建立研发合作的延伸,西门子在位于慕尼黑郊区的慕尼黑工业大学(TUM)加兴校区建立了新的研发中心。在该研发中心,超过100名西门子科学家将与慕尼黑工业大学的研究员一起,共同从事从信息技术安全到自动化系统方面的研究。

而在鲁思沃看来,虽然西门子一直在内部出台各种举措鼓励创新,但是因为时代的改变,对于西门子而言,创新的模式也要进行新的探索。

“在21世纪,研究不会、也无法在象牙塔里单独进行。”鲁思沃说,“时代在改变,发明家不会再孤立地为未来发展开拓新的想法。今天,创新需要崭新的、开放的合作模式。从众包模式和软件编程马拉松中获得灵感,与大学、研究机构、小型灵活的初创企业建立合作项目,这些是西门子每天都在做的工作。”

依托大学、研究机构的研发力量,已经成为了众多大企业选择的创新模式之一。而对于西门子而言,还有一支外部力量不可忽视,那就是与小型的初创企业合作,他们甚至以类似VC身份去寻找那些更前沿的技术。

在西门子内部,与那些初创企业的合作事务是由西门子中央研究院旗下的西门子创新投资(SIV)和西门子金融服务集团旗下的西门子创业投资(SVC)负责。合作主要有三种方式:与初创企业合作,成立初创企业以及投资初创企业。

西门子创新投资已经在全球三个地方设立了分支办公室,分别位于伯克利、上海和慕尼黑。为了找到最创新的点子,西门子“星探”每年会联系超过1000个年轻的公司。通过找到合作伙伴,西门子试图掌握公司外部的重大创新。

2014年,在美国加州圣利安卓成立的Freewire公司,发明一项足以改变电动车行业格局和商业模式的技术。Freewire将“电”力带到车上,改变人们将电动汽车开到充电站充电的方式。这是一项叫MobiChargerTM技术,这项技术利用电动车废弃的电池,非常灵活,并且在晚上对这些移动的充电站进行充电。这一试点在硅谷的LinkedIn总部开展。西门子的“星探”们发现了这家公司,并与他们进行了合作,提供西门子充电站和数据管理软件。

除了与初创企业合作,西门子会选择目前并不活跃但是与未来业务息息相关的领域成立初创企业。通过这种方式快速、灵活地测试新业务模式。这些初创公司独立于西门子,由富有经验的“连续创业者”进行管理,也有可能引入外部投资者。

西门子创业投资部门还会像一个风险投资者那样对众多公司进行甄选,对选中初创企业进行投资。这些投资主要面向工业软件、网络安全、能源管理、交通管理、分子诊断以及护理点诊断等领域。

这些初创企业以更为细分的技术和崭新的商业模式推动着那些传统行业进行新的变革。西门子希望通过对这些新技术、新模式的投资,寻找更多的赢利点以及在其转型的行业中占有更多的位置。

(摘自《能源》杂志,有删节,原标题《西门子:重新定义能源的未来》)

来源:南方电网公司